数控龙门铣床的机械结构和电气操控的讲解

数控龙门铣床是在普通机床的基础上发展起来的，其主动操控体系主要由单片机构成，经过操控程序，操控机床的纵向及横向进给设备及换刀设备，主动完结零件的加工。所以，简易数控龙门铣床仍是机电一体化设备，因而在出现毛病时也要从机床的机械结构和电气操控两个方面综合剖析。

一、加工程序常常丢失

若操控体系断电后加工程序丢失，而机床上电后从头输入加工程序，机床能够正常加工，则可能是备用电池电压降不算高或断开，形成数据存储器中的加工程序在机床断电后无法坚持而丢失。替换备用电池即可。若加工程序在加工过程中常常部分或悉数丢失，则有可能是数据存储器毛病，这时可替换片外数据存储器或单片机自身。

二、时步进电机丢步

可能是驱动电源电压降不算高，使步进电机输出转矩减小。应要点查看驱动电源部分，当高压开关三管损坏后，高压电源天法接通，时步进电机输出转矩削减而丢步。也可能某处机械毛病，所以还应查看丝杠、丝母、溜板、步进电机减速器等处。当有部件曲折、变形、或有异物时会使作业阻力增大，不算作业时现象不明显，但时则不能全部战胜作业阻力。

三、电动刀架换刀时不能定位且旋转不止

这是由于当程序要某号刀时，电动刀架正在转选刀具，当旋转到该号刀具时，没有应对信号，然后使刀架旋转不止，不能定位。应查看电动刀架上的霍尔元件。霍尔元件损坏时，会使所要刀具到位时，没有检测到信号输出，然后形成上述现象。替换该号刀的霍尔元件即可。

四、程序执行过程中回来监控状态且作业中止

一般是监控程序出现毛病或是不错磁搅扰引起。关于不错磁搅扰可选用接地或屏蔽的办法处理。若不按程序执行或发动程序时不按执行指令，立即回来监控状态，一般是监控程序或计算机硬件出现毛病，可替换可疑芯片，如片外程序存储器芯片、可编程接口芯片或单片机自身。有时片外数据存储器毛病也能引起此现象。不然只好找出产厂家从头调试。

在条件下，机械系统结构形式的分布位置变化、移动部件的速度和加速度变化和所受负载的变化，都会造成机械系统动态特性较准静态发生改变。因此，机械环节面临的核心问题是要分析系统零部件和动静结合部在不同位移/姿态和运动状态(速度、加速度)下所受到的移动部件重力、加工切削力、预紧力、摩擦力和惯性力等多源力以及其物理行为特性，实现系统全工作状态下的动力学性能定量计算与分析，进而对机械系统结构形式、零部件布局和尺寸参数以及装配过程参数等进行主动设计。

伺服驱动系统是进给系统的能量输入环节，是实现进给系统运动的动力源。由于电机结构非线性和驱动电路非线性，直线电机及旋转伺服电机输出的力矩并不是名义指令力矩，而是存在多阶干扰谐波成分。在场合，进给轴处于不断加减速或频繁换向状态，此时伺服进给系统的跟随误差受到数控指令频宽、伺服系统带宽以及伺服参数的共同影响，仅靠调整伺服参数无法减小跟随误差和其运动性能。此外，在多轴联动加工场合，由于各轴的伺服特性、机械特性各不相同，数控系统分配给各轴的指令也不相同，导致各轴跟随误差不协调，造成联动精度下降。因此，伺服驱动系统面临的核心问题是研讨电机结构非线性(磁链谐波、三相绕组不对称、绕组匝间短路故障、齿槽效应及直线电机特有的端部效应等)和驱动电路存在非线性(三相驱动电压不对称、寄生电容、死区效应以及电流传感器反馈误差等)因素对电机力/力矩特J睦的影响机制，提出基于谐波特征的补偿策略，实现中间解祸，并根据位移波动的允差设计出控制策略。另外，需研讨加减速段伺服进给系统跟随误差的形成机制，提出相应的伺服控制方法，提升单轴控制精度和多轴联动精度。

要提升机床的精度和热性能，在设计阶段，从提升机床的热特性、热刚度入手，实现机床的主动热控，从根本上提升机床的热性能。虽然人们自20世纪40年代就已开始对机床热特性进行研讨，但是由于守旧机床在精度和速度上没有现代制造要求的这么高，热问题不严重，且由于机床及其部件类型和负载的多样性、结构的复杂性以及机床温度场和热变形受多种因素的影响，故其研讨一般都是针对具体机床，采用实验研讨法或数值模拟法，分析机床的各种热源及其对机床温度场的影响，这显然与当前机床发展的要求不相适应。

大量研讨与加工实践表明，对于机床，由热变形引起的加工制造误差所占的比例为40%~70%，热问题已成为影响机床精度的关键因素。为了减小机床热变形对加工精度和精度稳定性的影响，需要从设计、制造和使用等方面进行综合分析与优化。减少机床热误差的主要方法有两种：一是在设计阶段提升机床的热特性；二是在运行阶段对机床进行热误差补偿。目前常用的是在数控系统中根据热变形进行热误差补偿。热误差补偿法在范围内可提升加工精度，有助于降低设计制造成本。

它是一种被动的和事后补偿的方法，其补偿范围和性具有的限制。当一个机床的热特性比较差的时候，仅靠事后的热补偿是无法达到加工精度要求的。