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數(shù)控機(jī)床的故障規(guī)律

   數(shù)控機(jī)床故障發(fā)生率隨機(jī)床使用時(shí)間不同而故障發(fā)生率是不相同的，在整個(gè)使用期故障頻度大致可以分為三個(gè)階段，即早期故障期、偶發(fā)故障期和損耗故障期。其故障隨時(shí)間的變化規(guī)律可用如圖8-1所示的故障率曲線表示。

   所有的數(shù)控機(jī)床在實(shí)際使用中都可認(rèn)為存在早期故障期、偶發(fā)故障期和損耗故障期3種不同故障區(qū)域，其中，數(shù)控機(jī)床的早期故障期為系統(tǒng)的初期運(yùn)行區(qū)，系統(tǒng)的故障率較高:損耗故障期為系統(tǒng)的衰退區(qū)，該區(qū)域的故障率隨著使用年限越來越高:而偶發(fā)故障期則是系統(tǒng)的有效壽命區(qū)，失效率相對(duì)較低。在實(shí)際使用中，希望這段區(qū)域盡可能長些，幾其故障率越低越好。因此，形成了典型的“馬鞍形”故障率曲線。

　當(dāng)前在機(jī)器人的反應(yīng)速度、精度上，國內(nèi)外產(chǎn)品還是存在一定差距的。解決這一問題的關(guān)鍵在于機(jī)器人的核心零部件——伺服電機(jī)。

　　當(dāng)前國內(nèi)機(jī)器人發(fā)展迅猛，尤其是工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域。但在機(jī)器人的反應(yīng)速度、精度上，國內(nèi)外產(chǎn)品還是存在一定差距的，那么關(guān)鍵點(diǎn)是在哪呢？

　　關(guān)鍵在于機(jī)器人的核心零部件——伺服電機(jī)。機(jī)器人在運(yùn)行過程中，是通過伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)多自由度的運(yùn)動(dòng)的。如果對(duì)機(jī)器人運(yùn)行的動(dòng)作速度、精度要求高的話，實(shí)際就是要求伺服電機(jī)的響應(yīng)速度、控制精度要足夠高。

　　而在機(jī)器人實(shí)際運(yùn)行時(shí)，往往伺服電機(jī)是處于各種加減速、正反轉(zhuǎn)狀態(tài)，那就對(duì)伺服電機(jī)的短時(shí)過載能力、慣量適應(yīng)范圍、頻率響應(yīng)帶寬、轉(zhuǎn)速/扭矩響應(yīng)時(shí)間提出了很高的要求。

　　其中一個(gè)非常重要的指標(biāo)就是頻率響應(yīng)帶寬，它決定了該伺服系統(tǒng)對(duì)指令的響應(yīng)速度快慢，是機(jī)器人設(shè)計(jì)者的重要關(guān)注指標(biāo)。

　　伺服電機(jī)頻率響應(yīng)帶寬的定義：伺服系統(tǒng)能響應(yīng)的最da正弦波頻率就是該伺服系統(tǒng)的頻率響應(yīng)帶寬。用專業(yè)一些的語言描述，就是幅頻響應(yīng)衰減到-3dB時(shí)的頻率（-3dB帶寬），或者相頻響應(yīng)滯后90度時(shí)的頻率。

　　更具體一點(diǎn)，像機(jī)械部標(biāo)準(zhǔn)《交流伺服驅(qū)動(dòng)器通用技術(shù)條件》（JBT10184-2000）中規(guī)定了伺服驅(qū)動(dòng)器帶寬的測(cè)試方法：驅(qū)動(dòng)器輸入正弦波轉(zhuǎn)速指令，其幅值為額定轉(zhuǎn)速指令值的0.01倍，發(fā)那科伺服器維修，頻率由1Hz逐漸升高，記錄電動(dòng)機(jī)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速曲線，隨著指令正弦頻率的提高，塘廈鎮(zhèn)伺服器維修，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的波形曲線對(duì)指令正弦波曲線的相位滯后逐漸增大，而幅值逐漸減小。相位滯后增大至90度時(shí)的頻率作為伺服系統(tǒng)90度相移的頻帶寬度；幅值減小至低頻時(shí)0.707倍的頻率作為伺服系統(tǒng)-3dB頻帶寬度。

　　可以說，頻率響應(yīng)帶寬越快，伺服系統(tǒng)就可以對(duì)變化更快的指令實(shí)現(xiàn)及時(shí)響應(yīng)，即使工業(yè)機(jī)器人的動(dòng)作再復(fù)雜，也能及時(shí)響應(yīng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的每一個(gè)關(guān)節(jié)位置控制到位。

　　而影響頻率響應(yīng)帶寬的因素有很多，三菱伺服器維修，像伺服驅(qū)動(dòng)器或者控制系統(tǒng)參數(shù)、傳動(dòng)鏈的剛度或精度、傳動(dòng)間隙、負(fù)載慣量等都會(huì)對(duì)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)帶寬產(chǎn)生影響。過去業(yè)內(nèi)很多研究者由于缺乏測(cè)試裝備，故只能通過加實(shí)際負(fù)載的測(cè)試來判斷伺服系統(tǒng)及機(jī)器人的響應(yīng)性能，屬于定性分析，無法定量分析。因此國內(nèi)的伺服系統(tǒng)目前在響應(yīng)速度一塊仍需加強(qiáng)，像一般的伺服電機(jī)，響應(yīng)帶寬最gao只能做到幾百Hz左右，比較優(yōu)質(zhì)的能做到1kHz；而國外的產(chǎn)品，如日系的安川、三菱、等，卻在多年以前已突破2kHz的關(guān)卡。