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摘要：数控机床技术的发展，为工业生产带来极大便利，数控机床维修是解决数控机床故障的有效方式，而在这一过程中，自动控制理论占据着重要的地位。本文就数控机床进行简要介绍，分析伺服系统构成情况，明确影响伺服系统功能的具体指标，进一步以应用实例来探讨自动控制理论在数控机床维修中的应用，旨在改善数控机床维修成效，仅供相关人员参考。
关键词：自动控制理论；数控机床；维修；应用
引言
数控机床维修工作的规范化开展，能够为数控机床使用功能的发挥创造有利条件，为工业生产提供良性辅助。现如今科学技术水平不断提升，自动控制理论的应用，便于数控机床维修过程中准确查明故障原因，进而采取有针对性的故障解决措施，这对于数控机床维修效率的改善是非常重要的。
1数控机床
作为一种程序控制系统，数控机床的自动化水平较高，通过系统功能的发挥，能够对编码和程序进行科学化处理，其中部分程序的运行是依靠符号指令所划定并实现的，在控制系统操作过程中，译码是数控机床得以规范化运行的前提条件，在此基础上数控机床能够规范加工零件，完成各项操作。
数控机床的特征在加工精密度、运作方式等方面都有着鲜明的体现，数控机床系统运作过程中，高精密度是加强加工质量控制的有效方式，在多方位运作的情况下，零件加工的样式趋于多样化，通过转换数控程序，就能够变动所加工零件，此种情况下就为生产变动带来极大便捷，生产筹备时间得以有效缩短。数控机床系统运作过程中，生产效率往往会受到加工用量的影响，因此要结合精度与硬度科学选择加工用量。数控机床工作强度与其自身自动化水平有着直接的联系，因此在实际操作过程中必须要规范做好数控机床维修工作，确保维修人员具备较高的职业素养和精湛的维修技术。数控机床主要由主机、数控装置、驱动装置、辅助装置、编程和其他附属设备所组成，主机的功能在于完成不同类型切削加工操作，数控装置主要负责输入零件程序，储存相关信息，实现数据转变，以促进数控功能的实现。驱动装置主要对机床工作状态加以控制，辅助装置所提供的是一种安全保障，编程与其他附属设备主要是负责编制并储存零件程序，以满足整个系统的运行需求。
2伺服系统构成
就数控机床维修的现实情况来看，数控机床主要包含开环形式、闭环形式和半闭环形式。就系统运行现实情况来看，闭环与半闭环形式下，反馈控制的实现能够明确机床具体方位，将其与NC系统标准值进行对比分析，可对闭环控制系统具体结构加以确定。
数控机床伺服系统主要由位置控制系统和速度控制系统所组成，其中前者为一阶非周期环节，后者为二阶振荡环节。具体来说，数控机床伺服系统的稳定运行，需要通过位置控制系统与速度控制系统的协调作用来实现，在单纯操作位置控制系统的情况下，往往会出现较大的静态误差，计算机系统作用得不到有效发挥。而单纯依靠速度控制系统运作的情况下，无法找准机床方位，数控机床控制目标无法得到精准实现。而通过一阶非周期环节与二阶振荡环节的协调作用，便于科学运作系统，对端部动态响应加以适当缩短，把握好操控速率，降低机床振荡散发几率与静态误差几率，保证机构动作执行的精准度与规范性。数控机床伺服系统构成中，控制系统动态响应能够得到科学化控制，提升系统操作灵敏度，保证执行机构动作方位精密度的精准度，为数控机床维修工作的规范化开展带来极大便利。
3影响伺服系统功能的指标
数控机床高效运作的实现，对于轴间协调性存在着特殊化要求，为保证数控机床加工精密度与产品质量，要把握数控机床运作的时间顺序，科学控制轴动作。数控机床伺服系统功能主要通过动态过渡时间、超调量和静态误差这三项指标来判断其好与坏，其中动态过渡时间实际上就是指在阶跃相应及抵达误差带所消耗的最短时间，其中数控系统的控制因素之一就是总线，以预定程序为支持，明确程序段、系统动作与过渡时间之间的最佳比例，控制好过渡时间以便规范执行数控机床动作，保证加工速率的可靠性。超调量指标以系统输出响应最高值为基本条件，以稳态值为依据，基于超出部分与稳态追之比即可对超调量加以确定，并据此来明确编码器功能发挥情况，为数控机床有序运作以及动作执行创造有利条件。所谓静态误差，实际上就是以目标位置为依据，施行机构接近这一位置时，依据静态位置定制大小来确定误差值，进而确定施行机构与目标位置之间距离，观察数控机床实际运作情况。
4自动控制理论在数控机床维修中的应用实例
本文以某机床厂所生产的896数控车床为例，对自动控制理论在数控机床维修中的应用情况进行阐述。在仔细观看数控机床维修说明书后可以发现，一旦伺服移动出现过大误差，势必会导致411#警报出现，在数控机床系统运作过程中，当移动指令发出后，系统自带的位置误差计数器所显示的数据信息有可能与系统参数标准值存在一定差异，此种情况下往往会导致系统发出警报。在数控机床维修过程中，通过全面检查，可以发现系统数值大小直接决定着系统警报的发出。当X轴带刹车这一情况出现时，极易给数控机床造成多种故障，通过以往检修方式来测定刹车线圈电阻，发现并无异常情况，此时要注重示波器使用功能的发挥，在检修过程中通过示波器来测量刹车电压，可以发现刹车线圈电压存在异常，其中DC24V中间继电器底座存在接触不良的问题，针对这一问题，可通过更换底座的方式来加以解决，在及时更换零件后，数控机床对规范化运转。
以日本卧式加工中心的FANUCOic系统为例，在数控机床系统运作过程中，故障表现为X轴振动，伴有巨大噪声，通过分析可以确定是X轴速度控制存在过大超调量的情况，在维修过程中，需要修改X轴、Y轴和Z轴增益，促进机床联动的实现，为数控机床加工精度提供保证。
以某地区五面体加工中心为例，以FANUCO系统为主体，在系统运行过程中，一旦接收到停止移动指令，往往会导致系统位置计数出现误差的情况，将其与系统参数标准值进行对比可以发现，二者存在严重不符，此种情况下一旦系统发出警报，会影响数控机床维修的精准度，甚至会出现X轴下移的趋势，这就必须要引起高度重视。经过检查，发现是因为主轴自重下移造成静态误差过大而发出警报，检查之后发现是Y轴电机的U相的线断掉了，自身的扭矩很难承担主轴的重力，把电缆换掉以后，该机床才恢复正常。
结语
总而言之，就数控机床维修的现实情况来看，自动控制理论具有良好的应用价值，为数控机床制造技术的发展提供可靠的支持。为全面提升数控机床维修效率，要基于自动控制理论出发，明确伺服系统性能指标及其最佳应用方式，在发现数控机床维修故障的第一时间，采取有针对性的解决措施，以保证数控机床功能得以正常发挥，从而为生产操作的顺利进行提供可靠支持。
参考文献：
[1]谢海娇.基于可靠性分析的数控机床维修策略研究[J].内燃机与配件，2018（18）：87-89.
[2]马延斌，张化平.数控机床常见故障的诊断维修与机床保养探讨[J].科学技术创新，2018（26）：176-177.
[3]王安军.自动控制理论在数控机床维修中的应用[J].黑龙江科学，2018，9（09）：58-59.
[4]李亚滨.数控机床维修现状分析[J].南方农机，2018，49（08）：63.