機牀電氣控制論文

【摘要】本文介紹了數控機牀電氣控制與驅動系統的可靠性分析方法，分析了故障樹分析方法以及3F分析方法的特點，並闡述了元件質量、製造工藝水平、虛接虛焊、電源問題以及機械噪聲等因素對數控機牀電氣控制與驅動系統的可靠性影響，指出了對電氣控制與驅動系統採用分立模塊結構，可以有效的提升系統的運行可靠性。

【關鍵詞】電氣論文

1前言

隨着科技快速的發展，製造技術也得到了進一步的改進以及創新，而數控機牀則是製造技術最為重要的載體，數控機牀的發展以及可靠運行對於製造業的發展有着至關重要的影響。所以，人們也越來越關注數控機牀的發展，而數控機牀的可靠性更是評價數控機牀先進性與否的關鍵性指標。在數控機牀之中，電氣控制與驅動系統是極為重要的一個子系統，同時也是數控機牀中最易發生故障的系統。所以，要想確保數控機牀的運行具有更高的可靠性，必須要確保電氣控制與驅動系統具有非常好的可靠性。在對數控機牀的電氣控制與驅動系統進行可靠性分析時，故障樹分析的方法極為重要的一種可靠性分析方法。由於故障樹分析方法具有非常強的系統性，所以，故障樹分析方法也被應用在很多的領域之中。不過，現階段數控機牀技術不斷的革新與發展，數控機牀的結構也更加的趨於複雜化，數控機牀的故障發生也逐漸的突顯出了動態失效的特點。所以，故障樹分析方法已經無法滿足對複雜數控機牀結構的動態失效問題分析的要求，也逐漸的出現了基於動態失效的故障分析方法。近年來，3F技術開始出現並得到了迅速的發展，其在分析系統可靠性工作中發揮着越來越重要的作用，逐漸的被應用於各個領域之中，被用來分析不同系統的運行可靠性。

2數控機牀電氣控制與驅動系統的可靠性分析方法

2。1數控機牀電氣控制與驅動系統的故障樹分析方法

在數控機牀的運行過程中，對於運行的可靠性有着極為重要影響的便是電氣控制與驅動系統。在數控機牀之中，位於機牀內部不同部位之中的一些電氣元件和相應的連結線路便屬於數控機牀的電氣控制與驅動系統，其也是數控機牀中極為關鍵的一個子系統。而且在數控機牀之中，該子系統發生故障的概率是最高的，同時也是對於數控機牀可靠性影響最大的一個子系統。在對數控機牀進行可靠性分析的過程中，應用的最為多的一種方法便是故障樹分析方法，該分析方法已經在很多的領域之中得以應用。通過故障樹分析方法，能夠找出系統中所發生的一些基本的故障、故障產生的具體原因以及故障事件出現的概率大小等。所以，採用故障樹分析方法進行可靠性的分析是極為必要的。故障樹分析方法最早是在上世紀的60年代初由美國學者Watson所提出的，其主要是用來對結構相對複雜的一些系統進行安全性以及可靠性的相關評價工作。並且，在之後也逐漸的`對故障樹分析方法進行了一定的完善與改進，使得該分析方法在可靠性分析中的應用更為廣泛，故障樹分析方法的具體流程如圖1所示。在採用故障樹分析方法時，若想防止形成一個不正確的故障樹模型，要對構建故障樹的一些邊界條件加以嚴格的確定，並且也應當對一些事件進行嚴格的定義。同時，在構建故障樹的過程中，也不能出現有所遺漏的問題，應當自上向下對故障樹進行逐級的構建。

2。2數控機牀電氣控制與驅動系統的3F分析方法

3F分析方法是經過長期的實踐總結而得到的，其能夠有效的使系統中的故障得以減少或者徹底的消除，可以最大限度的確保系統的運行具有可靠性。通過利用3F分析技術，能夠對系統中的故障模式、危害進行分析，還可以進行故障樹分析，同時也能夠進行故障的分析以及糾錯處理，是確保系統可靠運行的一種有效以及實用的分析方法。

3數控機牀電氣控制與驅動系統的可靠性的主要影響因素

3。1元件的質量

在對以往對數控機牀的維修經驗來看，導致數控機牀運行故障的原因，很多情況下是因為元件的質量出現問題而導致的。（1）對於數控機牀的一些外圍電氣元件來説，會使用到一些接觸式的機械元件，例如，繼電器以及接觸器等元件。若是這些元件的質量較差，極易的導致數控機牀中電氣控制與驅動系統發生不穩定的問題。在這些接觸式的機械元件之中，所存在的一些質量問題主要是觸點位置處的簧片不具有良好的彈性，在使用過程中極易發生疲勞問題，在動靜的觸點位置，接觸過程中所形成的電阻較大。同時，受到外界環境温度升高以及元件的骨架發生一定的形變等因素影響，極易的導致這些接觸式的機械元件出現失靈問題。（2）電容器元件出現失效問題同樣也將出現一些噪聲，尤其是電容器的形狀為管狀時，在引出線和內部的電極發生接觸的過程中，要是出現接觸不良的問題時，極易的產生較強的噪聲，如果問題較為嚴重時，極有可能使得電解液發生並流問題，並流至電極以及引線的中間位置處，從而引發漏油現象，使得兩者的接觸電阻急劇增加，幾乎的等同於將兩者切斷。並且，電容器的內部絕緣層易發生老化以及破壞問題，導致電容器的內部出現一定的放電現象，同樣會導致非常大的浪湧衝擊問題產生。

3。2製造工藝水平

（1）虛接虛焊。進行電氣控制與驅動系統的安裝作業時，對於導線端子應當充分的壓緊，避免出現鬆動問題，要不然極易導致一些接觸問題以及腐蝕問題的發生，使得在接觸位置處的發熱量急劇增加，接觸位置的電阻值會急劇的增大。若在這一時期內有干擾電流的出現，那麼接觸位置便會形成非常大的電壓降。而若是電壓屬於放大器裝置的輸入電壓，那麼會導致放大器在進行電壓輸出的過程中，存在極大的噪聲電壓。而對於一些焊接元件，若是發生虛焊問題。那麼，在管腳的位置處易出現元件的鏽蝕問題，雖然元件剛開始使用的過程中不會出現問題，但是在較長一段時間之後便會誘發一些噪聲電壓的出現，使得系統受到極大的干擾，引起系統的可靠性不良問題。（2）電源問題。在電氣控制與驅動系統中，計算機裝置發生故障的原因很多情況下是由於電源出現一定的故障而引起的。由於電源經常的會受到各個因素的干擾，所以電源極易出現一些較強的噪聲，而會對電氣控制與驅動系統造成可靠性極大的不良影響。另外，由於電網在供電的過程中，出現一些供電不穩定的問題，同樣也極易的導致系統產生一定的波動，使得系統的可靠性受到較大的影響。因為不同的企業之間的用電具有相對大的差異性，僅僅是電網中電壓出現波動情況，就會產生相對大的誤差，另外，在輸送的線路之中還存在着很多的諧波干擾，也易導致系統運行過程中的不穩定，使系統極易發生故障。（3）機械噪聲。數控機牀自身的固定結構或者一些傳動的裝置，在數控機牀的運行時，若是由於設計以及安裝等一些原因而未能全面的考慮周全，便易導致數控機牀在運行的過程中出現較為嚴重的振動，也可能導致個別的器件的振動頻率和電機發生轉動的頻率相同，形成共振現象。而若是這些元件所在的電路之中含有諧波電路的電容裝置或者是電感線圈裝置時，便會導致一定的干擾問題出現。若是一些接觸式的機械器件發生振動，極易導致壓力的不斷變化而引起接觸位置的接觸不良問題出現，而電流在經過此位置時就會形成相應的電壓波動，從而影響到整個系統的可靠性。

4結語

在數控車牀中，通常電氣控制與驅動系統的組成是採用的兩種不同的結構組形式，一種屬於整體的模塊構成，而另外一種則是分立模塊構成。僅僅就干擾方面來説，採用整體模塊結構所具有的抗干擾性能相對要差。這是由於對於整體的模塊來説，信號線所擁有的長度一般均要長，而且極易的發生天線效應問題，對於一些干擾信號的接收量較大，導致系統的運行過程中較多的不穩定因素出現。所以，通過應用小型的一些分立模塊結構，不僅可以有效的提升系統的運行可靠性，同時也非常的有利於系統功能的進一步擴充，在運行期間也便於維護，在實際中得到了越來越廣泛的應用。