数控机床伺服系统故障诊断与排除实验综述报告

摘要：在数控机床伺服系统的运行与控制中，其本身具有自动控制的作用，其中包含速度、位移、加速度等相关参数，在实际运行中，分析数控机床伺服系统的故障诊断与排除，对提高数控机床伺服系统的故障处理水平有现实意义。分析数控机床伺服系统的工作原理，并结合不同故障类型进行检验与分析，在故障统计分析的基础上，可实现数控机床伺服系统的故障诊断分析水平提升。

关键词：数控机床;伺服系统;故障诊断

引言：数控机床伺服系统对机床精度、工作效率以及可靠性等会产生直接的影响，而且，在实际应用中，其具有可靠性高、结构紧凑、操作性好等优点，因此，研究及分析数控机床伺服系统故障诊断以及排除，对保证机床加工精度方面有积极作用。数控机床伺服系统的故障诊断与排除处理，则对故障诊断技术的实际应用展开讨论，在故障信号处理与分析的基础上，可实现数控机床伺服系统的实际应用效果提升。

1数控机床伺服系统工作原理

数控机床伺服系统主要包含驱动单元、机械传动部件、执行部件、检测反馈原件等，其本身属于闭环的反馈控制系统，输入脉冲指令，并对定脉冲数、反馈脉冲数等进行比较，并利用所产生的的偏差值进行检验与计算，从而达到消除偏差的作用。伺服系统在实际应用中，其可以建立负反馈回路，并通过伺服系统的加载处理，可对扰动信号进行控制，从而实现速度、位置等参数的有效控制。

2数控机床伺服系统故障诊断分析

吕盾，刘硕（2021）在对数控机床伺服系统的故障进行诊断与分析中，则需要对跟随误差进行控制，在反馈信号输出与分析的基础上，可实现数控机床伺服系统的故障处理与分析效果提升[1]。在对数控机床伺服系统的故障诊断进行分析中，进给运动中出现窜动，測速信号会出现不稳定的情况，测速装置以及反馈信号等也会受到干扰。在对这一故障进行诊断与分析中，与速度控制信号不稳定有直接关系。如果是正向或者反向运行的过程中出现窜动，则是进给传动链的反向间隙过大所导致的，对数控机床伺服系统的运行会产生直接的影响。在对数控机床伺服系统的运行振动进行研究与分析中，其与进给速度变化有直接关系，周速度环增益过高或者速度反馈故障，对加速减速实践设定会产生直接的影响。数控机床伺服系统在出现漂移故障问题，当指令显示为零的状态下，坐标轴会出现移动的情况，这会出现移动误差，在对这一问题进行控制中，可以通过零速度调整的方式，达到消除的目的。

覃家金（2021）在对数控机床伺服系统故障维修以及故障处理等方面进行研究中，则需要对故障信息、故障运行参数等方面进行调整，在故障诊断与故障处理的基础上，可实现数控机床伺服系统的运行控制效果提升[2]。结合数控机床伺服系统的故障诊断及分析，还需要对伺服电机转动、跟随误差变化等方面进行分析，在进给单元中，其中包含速度控制信号，在利用PLC技术的基础上，电磁制动以及进给单元等存在一定的差异性，对伺服电机的运行控制会产生直接的影响。从跟随误差的角度进行分析，跟随误差、定位误差、轮廓误差等存在，其关键原因是设定的误差允许值比较小，传动链会出现误差积累的情况，导致数控机床伺服系统的平衡装置出现误差过大的情况出现。数控机床在启动后，参考点的返回是主要步骤，但是，在实际运行中，极容易出现回参考点故障问题，这与零点开关、编码器、测量板等有直接关系，在误差处理以及开关控制的基础上，可实现数控机床伺服系统的故障处理效果提升。

3数控机床伺服系统的故障排除

在对数控机床伺服系统的故障排除进行分析与处理中，则需要从机械故障、电气故障等角度进行优化，并对构成元件进行检验与分析，对实现故障排除与处理等有积极作用。在实际的生产运作中，进给伺服系统本身并不是独立存在的装置，而是在故障排除与故障检验与分析的基础上，实现数控机床伺服系统的实际应用效果提升。

赵熹（2020）在对数控机床伺服系统的故障排除机制进行研究中，则是利用PID控制算法，对数控机床伺服系统的运行状态进行检验与分析，从而实现数控机床伺服系统的故障处理水平提升[3]。伺服系统的故障排除，可利用现代信号处理技术，针对数控机床伺服系统的故障特征进行提取与分析，并通过抑制噪声以及信号处理等方式，对故障诊断问题进行处理，提高数控机床伺服系统的故障排除与处理效果提升。在此基础上，还需要建立三维实体模型，通过模拟技术的应用，对伺服系统的系统参数、故障程度、模型响应等方面进行综合分析，对实现故障精度、检测精度的提升有促进作用。从理论研究的角度进行分析，则是在故障诊断与不确定性定量信息的角度，通过证据推理算法的置信规则库进行推理与分析，并对非线性化的故障进行诊断与分析，在对信息输入以及输出等方面进行综合控制的基础上，达到数控机床伺服系统故障诊断与分析的目的。数控机床伺服系统得故障诊断与分析中，可通过故障预测与跟踪处理的方式，对不同故障进行检测与分析，可对故障信号进行分解，通过特征向量检验与分析，达到故障诊断与故障派出的目的。针对数控机床伺服系统的不同故障类型采用不同的信息处理方式进行分析，提高故障诊断分析水平。

结论：在数控机床伺服系统应用中，其本身具有自动控制的作用，对加工精度、生产进度等会产生直接的影响。因此，在对数控机床伺服系统的不同故障进行诊断与分析的基础上，则需要对故障排除方式以及故障处理等方面进行调整，从而实现数控机床伺服系统的故障处理水平提升。在对故障诊断与排除机制进行调整的视角下，可对故障技术的实际应用展开讨论，从而保证数控机床的生产精度以及可靠性。

参考文献

[1]吕盾，刘硕，赵艳超，李文庆，赵万华，卢秉恒.具有串联轴伺服进给系统的跟随误差控制策略[J].西安交通大学学报，2021，55（05）：34-44.

[2]覃家金.数控机床伺服系统故障维修措施探讨[J].时代汽车，2021（01）：161-162.

[3]赵熹.数控机床进给伺服系统模糊PID控制算法仿真研究[J].工业加热，2020，49（12）：19-21.

作者简介：徐敬广，男，汉族，安徽萧县人，实验师，1974.10-，机械制造工艺及自动化。

项目：2020SJJXSFK0223，教学示范课（汽车底盘技术）