轴系安装毕业论文

确的工程测量对于工程建设来讲是不可忽视的部分,而受到内外因素的作用,工程测量会出现精度不足,这会制约工程测量的发展,并直接对工程建设造成影响。下面是我为大家整理的工程测量研究 毕业 论文 范文 ，供大家参考。

《 水利工程测量中全站仪误差分析 》

摘要:我国的经济发展在经历了高速阶段以后现在更是越加的发展平稳，这对于国内的一些基础建设提出了更加高的要求。所以对于我国的水利工程建设也是近些年以来重要的建设项目之一。所以其水利工程的质量也得到了较为广泛的重识，在这其中对于水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制也有了更加严格的要求，所以我们在下文中着重的对水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制进行具体的研究。

关键词:水利工程测量全站仪

1前言

全站仪在水利工程的测量中被广泛的使用，我们对水利工程的测量必须保证其精度，在这种情况下我们必须使用全站仪对其进行测量，这使得测量工作更加的便利，所以做好全站仪的误差分析与精度的控制工作就显得更加的重要，我们通过全站仪的测量来降低测量时的精度产生误差，使用改进的 方法 ，使得测量的结果准确性可以有效的得到保证。所以在下文中我们对水利工程中所使用的全站仪的测量误差与精度进行分析。

2全站仪在水利工程测量中的应用

我们在对水利工程进行测量的时候，全站仪在其中的应用比较广泛，由于其使用仪器种类多类型繁杂，如经纬仪与水准仪就是其中之一。但是就现在的综合情况分析，并且结合其仪器间的精确度与实用性而言，全站仪较其他几种仪器具有较为明显的精度优势。全站仪的便携性较好，而且其准确性与全面性较优，水利工程中对于测量的要求较高，而全站仪可以对其测量精度的要求进行满足，对于水利工程测量中所使用的一些基础的测量资料，全站仪都可以通过测量获得，而且其精度控制较高。特别是在水利工程前期的设计阶段，还有水利工程中期的施工阶段，后期的养护阶段与应用的管理时都需要对全站仪进行使用，还有一些需要提供高等级的平面布控网的大型的水利工程项目，也需要对全站仪进行使用。

3误差分析

分析全站仪的轴系误差

全站仪进行测量时所产生误差的原因在于:首先对于全站仪的镜头在我们进行测量使用之前并没有对其进行安装与校正，其望远镜内的十字丝产生了中心的偏移，这种情况的发生直接导致了全站仪的视准轴与水平轴不垂直;视准轴还会受到温度大气折光的影响，以上都是产生误差的原因。并且因其定位时发生的错误，由于有错误的定位存在于竖轴的横向误差补偿、横轴的误差补偿、视准轴的误差补偿中，造成轴系误差。

分析全站仪度盘误差

度盘误差产生的原因在于其垂直角，其因受到垂直角的影响，使得其垂直角越大那么其所产生的误差就越大。我们在对其进行观测的时候，我们观测的方向如果在盘的左边，那么视准轴就会位于标准视准轴的右侧或是左侧，这时度盘所产生的误差会因其测量值的大小而产生实际的变化。如果我们将其望远境进行转变圈的处理，那么观测方向当位于其右边时，那么视准轴就会位于其标准视轴的左侧或是其右侧，那以视准轴所产生的落差就与其两边的测量结果是相反的。以上两种情况下所产生的误差，其度盘的数值是相同的，但是其所标的符号是相反的，其数值也相同，这时我们就可以对其度盘两则的测量数值进行取平均值的处理。我们在保证其扫描盘进行转运的过程中，其照准部的方向是相同的，这样可以对其因转动所引起的水平方向中的度盘误差产生。如果其方向是垂直的，我们就通过对其进行光电扫描度盘与垂直轴的方向进行调整来进行，使得其半测回角中的误差减少或是其误差消失，这时其度盘所产生的误差减少。全站仪的常见的测距误差主要是加、乘数误差与其周期误差。

分析全站仪测距误差

全站仪的使用原理就是利用仪器发出的载波，通过测定出载波在测线两端点间往返传播的时间来测量距离进行确定。我们在确定测距的时候，由于精度会受到人自身视觉原因的影响，其全站仪的瞄准功能难以得到有效的使用。所以会造成一定的系统误差的产生，这就使得人的判断与其测量而出的结果产生了一定的差距与精度的不同。由于全站仪在使用时多是以相位式进行，所以测量时的误差与其测量所产生的距离会产生一定的比例关系。这时误差的产生会有诸多原因造成，如大气的折光、温度、湿度、气压等都会对全站仪的测量产生一定的误差，造成较大的影响。

4精度控制及注意事项

控制全站仪的轴系误差精度

水利工程中的测量数据因其会由全站仪的轴系误差的影响而产生变化，使得整个测量的结果产生一定的误差，所以我们对于全站仪所产生的误差必须加以控制。对全站仪的轴系误差的减小我们可以通过不同的观测方式进行，例如用半测回角度代替全测回角度，通过对全站仪的测角精度进行考虑其变化。全站仪在出厂时，其精度会有一定的标准，所以我们在测量使用时会对其观测的角度进行改变，这就造成了垂直轴方向与其水平轴方向产生一定的误差，或者造成扇形段弧形的轴系误差。

控制全站仪的度盘误差

水利工程的实际情况与其高程测量相结合，我们通过使用三角高程的测量方法对其全站仪的误差进行精度的控制，然后通过其三角高程对其所产生的误差进行计算，以其在地球所产生的曲率进行计算的基础，得其结果，然后根据工程中所产生的实例进行计算，然后根据其测量工作的实际。这样可以使得其进行外界作业时工作效率得到提升。

控制全站仪的测距误差

这种技术是专门针对观测环境和人眼的观测能力，分辨率所造成的限制，这可以使得精度的误差的精度可以得到有效的提高。如果我们想在将全站仪的测距误差变小，那么我们就可以对其进行多次测量，然后取其平均值将其进行结果的确定。

使用全站仪的注意事项

使用全站仪时要注意使全站仪尽量靠近两个测量点的中轴线，这是由于全站仪的安放位置会影响到高程测量的精度以及全站仪的轴系误差。由于全站仪的角度会对全站仪的度盘误差产生直接的影响，因此要对观测目标的垂直角大小的精确性予以保障。要将合适的测距位置选择出来，进行测距仪器的安放，将全站仪的测距误差降到最低。使用全站仪注意事项:(1)若长距离运输仪器，在使用前必须进行仪器检查及校正，可以直接按照全站仪使用 说明书 中的校正方法进行安装校正，再进行使用;(2)我们在使用全站仪进行三角高程控制测量时尽量架设在两个测量点等距离中间进行，这样可以抵消部分由于轴系误差产生的影响，以保证观测目标精度减小误差;(3)在使用全站仪测量时，自由架站位置选择尽量远离变电站、高压线、及信号塔等有电磁波发射的附近，特别是在埋标选点的时候也应该尽量避开这些地方，以免电磁干扰仪器载波使得测量距离产生误差较大;(4)使用全站仪进行高等控制测量时尽量选择天气条件良好，通视状况优良的天气进行，并且选择好观测时间，避开高温及两点温差较大等情况，通过干湿温度气压计进行测量并记录结果，以便数据处理的时候进行改正使用;(5)一般使用全站仪时，尽量避免仪器暴晒引起仪器平整度不好，应给仪器打伞，并带上遮阳罩，使用过程中要经常查看仪器是否平整，进行微调，如有必要从新进行定向设站，以保证其精度。

5结束语

根据我们对上面的研究我们得知，水利工程是我国基础建设中最为重要的基础，我们在水利工程测量过程中如何更好的提升其精度水平，与水利工程的使用具有重要的意义，所以我们必须在测量中严格的控制其技术，对其进行水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制方式进行选择，必须认真切实的对水利工程测量质量进行提升，才能有效的保障水利工程测量的质量。

参考文献

[1]刘勇，韦汉华.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].企业技术开发，2013(19):55-56.

[2]冯强国.水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].北京农业，2015(24):133-134.

[3]潘永明.论水利工程测量中全站仪的误差分析与精度控制[J].广东科技，2014(Z1):89-90.

[4]胡跃进.全站仪的误差分析及精度控制在水利工程测量中的研究[J].价值工程，2015(02):57-58.

《 建筑工程测量问题及对策 》

测量的过程众所周知，不言而喻，它不是一个阶段性的工作而是贯穿于整个建筑工程的始终。为了确保建筑的施工达到预定设计的目标，通常在实践中，我们会对具体的施工进行检测。这种检测既是一种检查也是一种核对。当建设项目完成以后还仍需进行测绘，以便为之后的建设和维护提供数据。测量工作可以说连接建筑工程图纸和实际施工的桥梁同时它也是非常重要的前期准备工作，对于之后建筑工程的品质有着非常重要的影响。也许有一种错误认识认为已经投入使用的项目就不用检测了，因为整个建筑工程都已经完成了。其实即使投产，也应该适时检测，这种检测更像是一种监测行为，这保证建筑过程的安全可靠，这是非常重要的。由此我们就可以知道测量工作贯穿于整个建筑工作当中。测量的有效性和效率都从很大程度上对测量的结果以及整个建筑工程的质量有非常重要的影响，因而，我们要提高认识，认识到测量的重要性，规划好测量工作。当前在测量工作中也出现了很多问题，只有将这些问题都解决了才能够保证测量的有效性。

1建筑工程测量中存在的问题

从业人员专业素养不高且人员缺乏

现在测量工作存在问题首当其冲的就是当前的从业人员素养不高，并且测量人员比较少。这从根本上造成了测量工作的一些问题。实践中有很多的建筑工程都出于成本及其其他方面的考虑，任用一些其他岗位的没有丝毫 经验 的来进行测量。由于这些人员本身不专业并且没有经过专业的培训，那么测量结果可想而知。另外，当前测量人员非常紧缺，专业性人才更是少之又少。这也在一定程度上增加了测量准确的难度。

测量设备陈旧且数量不足

现在很多的建筑公司没有具备相应的测量设备，大部分通过临时租赁来应付了事。而有的企业测量设备没有及时更新，非常的陈旧，这都对测量的准确性造成了隐患。如果不具备相应设备的企业设备有一些不足，那么就得寻找更加精密的设备，这影响了测量的进度。而设备陈旧的企业呢，由于没有及时的与时俱进，测量的速度和精确性都很值得商榷。因而我们应该从设备上解决这一问题，以免造成更多不必要的影响。

测量仪器操作与保养不当

测量工作的特点决定了其设备的是高精密仪器并且操作人都必须进行专业的培训，如果在测量的过程中操作人员不具备操作知识操作失误，哪怕只是一点小小的失误，测量出的结果也会大相径庭。有的精密仪器在使用完后要进行规范的保养和存放，否则会影响测量效果。但是在现实生活中，往往忽略了这一点，操作人员并未对仪器设备进行保养导致精密度受到影响。当然在使用过程中也必须注重保养事宜，确保测量数据的精确。

测量的质量控制被忽视

现阶段，大部分的工程竣工验收时都并未着重的对测量质量进行检测，从某种程度上来说忽略了这一点。这导致了建设企业对于建筑工程测量的质量控制也不太重视，从而当前的测量标准都经不起检验，大部分都没有达到测量标准和要求，严重的阻碍了建筑工程测量工作的进步。

2建筑工程测量问题的解决方法

强化对建筑施工测量工作的认识

测量工作可以说是一种客观性的工作，但是我们也不可否认，它也带有主观性。测量的方法和测量工具的选择这都是主观意识起了很大的作用。但是当前人们落后的主观思想阻碍了测量工作的进行。因而为了确保测量工作的顺利进行了，首先必须在思想上力求科学，正确的认识。我们要让相关工作者摒弃错误的思想观念，让人们意识到测量工作的重要性和重要的价值。只有这样，他们才会从根本上转变其思想，扭转当前测量的窘境。

加大测量仪器的资金投入及加强对仪器的保养

现阶段，技术在我们生活中带来了翻天覆地的变化，同时它也给测量工作带来了福音。技术的提高，对测量工作的精确度的提高起到了重要的作用。但是就像前文所述，很多公司处于成本的考虑设备仪器陈旧，因而公司应紧跟时代潮流，加大对测量设备仪器的投入。以适应仪器设备快速发展以及建筑工程测量准确性的要求。当然增加仪器投入的同时也应该加强对现有仪器的保养。例如在我们日常测量工作中为避免重测现象的发生就应该定期的对仪器进行校正。这看似比较麻烦，但是保证了测量的准确，并且避免了返工的行为，从某种程度上来说节省人力、物力、财力。取出仪器的时候我们应该坚持轻拿轻放的原则。仪器取出来我们安装的时候也应该注意，如果是安装在三脚架上面的仪器为避免摔坏应该拧紧螺丝。使用仪器应坚持平稳的原则，禁止对仪器进行粗暴对待，尤其是带有阻尼功能的仪器。

加强相关人员的培养与培训

随着现代化建设的步伐的加快，建筑工程的增多，对于测量专业人员的素养和数量需求也日益扩张。另外，随着测量技术的发展，各种新的设备和技术不断引进，这对我们测量人员的素养的要求更高，因而当前我们应加强对相关人员的培养和培训。这种培养和培训从企业方面来说应该提高企业对测量工作的认识，并且认识到培训的重要性。当然对于测量人员也应该提高自学的认识进行心得交流，增强自身的职业素养。对于整个社会来说应该加强对测量人员培训的投入，只有国家支持，企业和个人的响应，才能形成一个测量专业素养全面提高的局面。

3结语

我国建筑行业的快速发展，对建筑工程质量的要求毋庸置疑，这就需要我们不断的与时俱进，不断的改进当前的测量方式和测量技术因为测量工作对建筑的质量的影响是非常重大的。因此，我们应认识问题，然后分析问题，解决问题。通过这个解决问题的思路才能够寻求到科学的解决办法，推进整个测量工作的发展。

《 公路桥梁工程测量技术探析 》

武汉鹦鹉洲长江大桥位于武汉长江大桥上游公里，为武汉市的第八座长江大桥，全长公里，其中正桥全长公里，桥面宽38米。正桥布置双向8车道，设计行车速度为60公里/小时。武汉鹦鹉洲长江大桥为我国首座三塔四跨地锚式悬索桥，施工过程具有强烈的几何非线性，对风速、温度和制造误差等都非常敏感，应于猫道、主缆和加劲梁的施工前分别进行全桥贯通测量;同时，为控制主缆和索股线性，还必须监测跨径和索塔的变化。所以，为保证桥梁的高程与跨距一致，测量基准统一，桥梁工程对测量测绘技术要求很高，传统的测量测绘技术已不能满足要求，而现代化测量测绘技术的应用很好地弥补了不足，为武汉鹦鹉洲长江大桥的建设与实现提供了技术支持。

1规划设计阶段测量、测绘技术的应用

利用VRS系统绘制高精度的地形图

利用VRS系统，也就是虚幻参考站系统，只要完成采集碎部点的属性和坐标，就可绘出地形图。这样，一台GNSS接收机便可完成几台GNSS接收机的工作，不仅降低了测量成本，还提高了工作效率。而且，与常规的测图方法相比，VRS系统的可靠性、定位精度也得到了很大的提升。

桥梁勘测设计一体化系统的建立和运用

桥梁勘测设计一体化系统是在现代信息技术的条件下对桥梁勘测设计工作的一种创新:利用GPS技术获得无人机对公路桥梁航拍的航带内控制点三维坐标的空间信息，借助数字摄影测量系统完成地形图的绘制;用遥感技术收集桥梁沿线的水文地质等各种信息，并将之绘制到遥感图上，便可以快速地得到勘测结果，并且耗费低，节约了勘测成本;在CIS(地理信息系统)中传入遥感信息、地形等野外采集信息，桥梁工程的前期规划、方案设计、施工等工作便可得以进行，而诸如立项、评估、决策以及桥梁的工程勘测设计等一系列工作也有了有力的信息保障。

2施工阶段测量、测绘技术的应用

施工控制网的测量

桥梁平面控制网通常分两级布设，桥的轴线主要被首级控制网控制。根据公路桥梁所处的地形条件以及桥梁所跨越的河宽，首级GPS平面控制网的布设按照一级GPS控制网的技术指标进行。公路桥梁的首级控制网一般用GPS静态相对定位测量，再经过相应的处理获得平面定位成果，具有精度高，工效高，成本低等优点。由于在公路桥梁的勘察阶段，设计单位的控制点达不到施工过程中对施工放样的点的密度要求，加上不可避免的一些点位损坏等因素，需加密控制测量网。利用VRS动态测量可以在桥梁工程加密控制测量网中获得测点的三维坐标，这一方法已被中小型公路桥梁广泛应用在对施工平面控制网的测量中，并取得了良好的成效。

桥台、桥墩的施工测量

准确地测设公路桥梁桥台、桥墩的中心位置及它的纵横轴线是桥梁施工阶段最重要的工作之一，可采用直接丈量法，电磁波测距法或交会法。除测设纵横轴线，还要进行桥梁桥台、桥墩的定位，桥台、桥墩中心位置线的放样，大梁架设位置的放样，支座垫石的放样等工作。

架设的施工测量

主缆架设前要进行全桥贯通测量，以确定高程和各跨径都符合设计要求。全站仪坐标法可用来直接测量平面，全站仪三角高程法可用来测量高程，并配合水准仪钢尺复核。而近年新兴的机器人(锁定)功能被越来越到的用来控制公路桥梁架设的安装，并取得了良好的成效。

施工测量中的新兴技术

随着测量、测绘技术的发展与进步，一些更先进，更便捷的技术手段被运用于公路桥梁的施工测量中。VRS系统可对点线面及坡度线进行高效的精度放样，同时与全站仪相配合，更好的发挥各自的优势。超站仪可以在需要处通过PTK技术建立控制，而且用超站仪测量和放样可以减少全站仪的安置，不仅提高了效率，还提高了精度。由于超站仪可适用于各种类型的作业，省时，省力，又高效，这种技术已经被广泛应用于施工测量的整个领域。

3运营阶段测量、测绘技术的应用

系统在公路桥梁结构检测中的应用

质量监督部门为了加强对桥梁的质量管理，在公路桥梁施工过程中需要对桥梁的轴线、高程、柱位、支座偏位等进行检测，在传统方法中，监督部门常用全站仪等仪器进行测量，这种方式受控制点的因素影响很大。而随着GPS技术和网络信息化的发展，VRS技术已被广泛应用于桥梁施工的测量中。现在的VRS系统可在一个施工标段内设立一个固定的点，以此点作基准点，此标段内的所有公路桥梁结构都可通过移动站进行检测，从而大大提高了整体检测的精度。

桥梁工程的变形监测

由于桥梁工程的特殊性，在它的变形监测方面需要研究开发桥梁动态和静态的变形监测，对测量测绘的自动化技术及 措施 要求更高。VRS系统于传统的水准测量相比，不仅速度更快，周期更短，精度也更加均匀。VRS系统与数字水准测量结合使用，便可减少公路桥梁变形监测费用的三分之一，缩减时间的三分之一。而测量机器人在固定的测站上安装全自动化的站仪，与自动检测软件相配合，便可全自动地在计算机的控制下实施工作，不仅可采集、处理与输出变形点的三维数据，还可进行远程的在线监控管理，使公路桥梁工程的检测实现了自动化、智能化、网络化的完全自动化的最新最高境界。此外，三维激光扫描技术利用激光测距原理来获取所需目标数据，可以将被扫描对象的形态特征和整体结构准确地描述出来，并生成三维数据模型，定性、定量地分析公路桥梁，对桥梁运营管理中的变形作用进行更好地检测。

4结束语

测量测绘工作贯穿整个公路桥梁的工程，在桥梁建设中担当了非常重要的角色。随着测量与测绘技术的发展，以及新技术在公路桥梁工程中的运用，桥梁工程的作业方法和测量手段已经发生了革命性的变革。PTK系统、VRS系统以及全自动机器人功能等这些现代化的测量测绘技术将会成为未来公路桥梁工程测量发展的主流方向，它们为公路桥梁工程建设的现代化发展提供了强有力的技术支持，并且促使传统的公路桥梁工程测量迈向数字化，自动化，网络化和社会化，进入测量测绘信息化的新时代。

有关工程测量研究毕业论文范文推荐：

1. 工程管理专业毕业论文范文

2. 2016年工程造价毕业论文范文

3. 建筑工程毕业论文范文

4. 建筑工程毕业论文范文

5. 建筑工程管理毕业论文范文大全

6. 关于工程管理毕业论文范文

7. 工程硕士毕业论文范文

数控机床诊断维修方法经验浅述X 摘 要:本文就近几年来在对进口数控设备的维护中,逐渐学习并掌握了CNC 系统的一些故障规 律和快速诊断方法进行了整理。意在使其更好地为数控设备的使用与维修服务提供借鉴。 关键词:数控机床;诊断维修;方法 随着发达国家先进技术和装备的不断引进,使 我们设备维护人员的维修难度越来越大,这是不可 否认的事实。但怎样尽快适应和掌握它,是我们应 该认真探讨并急需解决的课题,下面就自己多年的 维修经验谈一点个人体会。 笔者近年引进的日立精机VA 一65 和HC 一 800 两台加工中心,不但具有交流伺服拖动、四轴联 动功能,而且还配有磁栅全闭环位置反馈及自动测 量、自动切削监视系统,其CNC 是当时国际上最先 进的FANUC 一11M 系统。运行11 年来,虽然随 着使用年限的增长,一些元器件的老化、故障期的到 来,特别是加工任务的增多,设备每天24h 不停机的 运转,出现了几乎每周都有故障报警的现象。但为 保证任务的按期完成,我们在没有经过国内外培训 且图纸资料不全的条件下,在无数次的维修测试中, 认真分析故障规律,不断积累有关数据,逐渐掌握维 修要领,尽量在最短的时间内查出故障点,用最快的 速度修复调整完成。以下从几方面论述快速诊断和 维修数控设备的方法: 1 先观察问询再动手处置 首先看报警信息,因为现在大多数CNC 系统都 有较完善的自诊断功能,通过提示信息可以马上知 道故障区域,缩小检测范围。像一次HC 一800 卧 式加工中心在运行中出现5010 # spindle drive unit alarm 报警。我们根据提示信息马上按顺序检查了 主轴电机及其执行元件、主轴控制板,查明过流断路 点后恢复正常,仅用20min 完成。但从我们的经验 中也有受报警信息误导的例子,因此说可依据它但 不能依赖它。 故障发生后如无报警信息,则需要进一步用感 官来了解设备状态,最重要的就是向操作人员问询 故障发生的前因后果。同样是该设备,有一次其 APC 系统在防护罩没有打开情况下B 轴突然旋转 起来刮坏护罩,这一现象以前从未出现过。经我们 现场仔细询问操作过程,清楚了故障经过:原来操作 人员先输入了M60 指令,使_bPm_�APC 系统程序运行(更 换旋转工作台) ,当执行元件失控中途停机后,又进 行了手动状态下的单步指令操作。当时M60 并没 有删除,使其执行元件恢复正常后继续了原程序动 作。经认真了解并仔细分析后,我们立刻清除所有 原设定的指令,检测并更换了失控元件,避免了更大 故障的发生。根据报警信息和故障前的设备状态, 来判断故障区域,争取维修时间。 2 遵循由外到里,由浅入深的检修原则 笔者对加工中心多年的维修经历来看,大多数 故障根源都是来自于外部元器件,因其受外界因素 影响较大,象机械碰撞磨损、冷却液腐蚀、积尘过多、 润滑不良等,使这些年久失修的元器件处于不完好、 不可靠状态,成为设备故障的最大隐患。像各轴经 常出现的超程报警、零点复归误差、位置信号不反馈 等,都是一些磁性或机械式开关失灵造成。还有的 故障也是出现在电磁阀、电机和经常伸缩的电缆上。 像HC 一800 的一次B 轴旋转不到位或有时根本不 旋转故障,报警提示为: feed axis fault (APC com2 mand) ,看起来与命令有关。但我们根据故障现象 还是果断地检查B 轴各行程限位,果然有一撞块与 开关接触不好,经调整后正常。这就避免无目标地 消耗很大精力去查整个CNC 系统,先把重点放在外 部环节上。 这实际上是一种经验上的诊断,如果我们手里 有原理接线图,那就应该正规地按图纸去相应对照, 顺序查找并针对性的去测试电位和波形,还能从中 悟出一些理论上的东西。正是因为没有这个条件, 所以我们在维修中就是遵循从外部到内部、从人为 到系统、由浅入深的原则去进行,这就大大缩短了设 备的停修时间。 3 充分利用PC 图查找故障点 根据报警信息调出与其相关的PC 图进行分析 核对,也是一种诊断的方便途径。一次VA 一65 自 动换刀机械手到位后不执行抓刀指令,我们马上调 出PC 图从各指令开关信号到各进、退、松、紧动作 信号逐一进行对应校验,最后查出机械手旋转到信 号没有发出,原因是由于一磁性接近开关松动移后 不起作用,使下一步抓刀动作无法进行,调整后恢复 正常。 由PC 图查故障点看来比较方便直观,但如果 不了解其内部动作原理和工作程序,那可以说也是 大海捞针,无从下手。特别是无电气原理图就更难 以判断,每个输出动作多达几十个开关条件才能满 足,确实要下很大工夫才能逐步认识并掌握。我们 就是靠平时维修时的日积月累,在不断的了解和运 用它。 4 疑难故障的检测分析和快捷处理 此两台加工中心的一些元器件年久老化,使其参数随温度 或电流的变化而极不稳定,造成故障后能自动恢复 即时好时坏现象,这是我们最为之挠头的故障。因 为搞维修的都知道,元件坏了容易检测,而不正常的 通断情况则很难判断是元件坏了还是线路接触不良 造成,因为无法进行正常的信号检测。如B 轴工作 台换位;刀库进刀口自动打开;B 轴台板夹紧、松开 失灵等故障,其执行元件均是固态继电器接受指令 信号接通后带动电磁阀动作。当检测时可能未见异 常,启动后又可能一切正常,待连续动作几次后又停 机报警。我们根据故障现象及反复周期判定应该是 执行元件性能下降造成,因图纸不详、标识不清,只 能将关联的一组执行元件在正常和异常的情况下分 别进行检测,经反复测试后,最后从30 多只继电元 件中分别查出并更换了其性能下降的元件。 一次HC 一800 B 轴原点复归失控,指令发出 后旋转不停,没有报警信息。经现场了解分析,首先 认定应该是B 轴零点检测系统故障,而该系统是由 一只磁性接近开关发出到位信号后控制执行元件减 速停车。我们马上对这一信号进行线路测试,结果 无信号发出,人为设定一个到位信号则准确复归停 车,确认检测开关到设定信号点这一段有故障。但 如果想直接检测接近开关则必须将B 轴和与其关 联的调轴解体,因为此开关装在B 轴工作台体内。 这样的大结构拆修以前从未干过,测算一下工作量 需半个月时间,而且还要特别精心地对十多根控制 电缆和几十根油管拆除和恢复,这就很难保证拆装 后各部分的精度,但要想解决问题还必须露出这一 开关进行检测和维修。能否用一个简便的方法既能 节省拆装工作量又能拿出这一检测开关,经反复论 证后终于想出一个只拆B 轴端盖和调轴磁尺支架 拿出此开关的方法。虽然电气维修人员拆装、检测 难度很大,但保证了台面不大解体,把后患影响减小 到了最低限度。经实际测试开关、处理断路点原位 安装后恢复了B 轴复归功能,又对拆装后影响到的 调轴位置误差和B 轴定位故障进行了补偿和调整, 一切正常后仅用三天时间即交付使用,保证了试制 加工任务的完成。 5 结语 总之,在处理故障过程中怎样尽快打开思路、进 入状态,缩小检测范围,直触故障根源是维修技术人 员水平高低的关键所在。看似简单的道理却饱含着 方方面面,也是维修人员多年辛勤劳动的结晶。我 们就是在这种高频率故障的压力下,克服了重重困 难,尽力在短时间内解决问题,减少设备停歇台时, 为车型试制做出了我们应有的贡献。 [参考文献] [1 ] 李亚芹,龙泽明,韩阳阳. 数控机床爬行问题的 分析与研究[J ] . 组合机床与自动化加工技术, 2006 , (10) :76～78. [2 ] 卓迪仕. 数控技术及应用[M] . 北京:国防工出 版社,1997.

数控机床旋转进给系统的状态空间模型及性能分析摘要：高性能多坐标数控机床的摆头、转台等旋转进给系统多采用永磁同步伺服电机进行直接驱动，其控制问题较常规进给系统更为复杂。因此建立更为科学的适用于直接驱动的永磁同步电机的数学模型对提高旋转进给系统的控制水平具有重要意义。本文提出在矢量控制的基础上建立直接驱动用永磁同步电机的状态空间模型的方法，并运用现代控制理论对系统的能控性、可观测性及稳定性等进行分析和计算以及对系统进行极点配置，并用Simulink进行了系统仿真，为数控机床旋转进给伺服系统的设计和分析提供了理论基础和分析方法。关键词：旋转进给；直接驱动；永磁同步电机；中图分类号：TP391 文献标识码：A 文章编号：1009-0134(2007)08-0040-05State space model and performance analysis of numerical controlmachine rotary feed systemZHANG Ao, ZHOU Kai(Department of Precision Instrument and Mechanics,Tsinghua University,Beijing 100084,China)Abstract: Rotary feed system such as pendulum head and revolving table of high-powered multicoordinatesnumerical control machine adopts PMSM to drive directly. It's more complex tocontrol than the conventional feed system. So it's significative to set up mathematic modelof PMSM which is applicable for the direct drive more scientifically in order to improve thecontrol level of rotary feed system. Thus a modeling of PMSM method for state spaceequation modeling of PMSM based on vector control is proposed. The controllability,observability, stability and Pole assignment are analysed by modern control theory. And thesystem emulation is finished by Simulink. This method offers theoretical basic and analyticalmethod for rotary feed servo system designing of numerical control words: rotary feed; direct drive; PMSM; state space equation0 前言高性能数控机床的旋转进给伺服系统，特别是直接驱动伺服系统（即取消了从电动机到执行机构或负载之间的一切机械中间传动环节，把传动链的长度缩短为零。）广泛使用永磁同步电机(permanentmagnet synchronous motor, PMSM)作为控制对象。其优点是结构简单，运行可靠，通过在结构上采取措施，如采用高剩磁感应、高矫顽力和稀土类磁铁等，可比直流电动机的外形尺寸约减少1/2，重量轻60%，转子惯量可减小到直流电动机的1/5 。[2]还应该看到，传统驱动系统由于传动环节的存在，控制环节的受力较小，系统对扰动的敏感度相对较低，而直接驱动伺服系统，负载与控制环节之间几乎是直接相联，没有传动链的缓冲，因此控制环节受力较大，对扰动比较敏感，这可能会对系统的动态性能造成影响；同时，摆头与转台的特点是要承受低速大负载，因此其大负载条件下的低速平稳性也是系统设计中的一个重要问题。因此，对于此类数控机床转台、摆头等旋转进给直接驱动系统而言，其控制问题较常规进给系统更为复杂。在工程实际中多采用基于矢量变换控制的经典3 环控制方法进行系统控制，其建立控制模型的基础是经典控制理论，即对系统使用传递函数加以描述，将某个单变量（如转速等）作为输出，直接和输入（如电压等）联系起来。但实际上系统除了输出量外还包含其它相互独立的变量，而微分方程或传递函数对这些内部的中间变量是不便描述的，因而不能包含系统的所有信息，不能完全揭示系统的全部运动状态。而若应用现代控制理论的状态空间法分析系统，其动态特性是由状态变量构成的一阶微分方程组来描述的，它能反映系统全部独立变量的变化，确定系统全部内部运动状态，方便地处理初始条件。因此可以更为全面的表征系统以及系统内部变量的关系，尤其适合应用于非线性、多输入－多输出系统。[5]综上所述，旋转进给直接驱动伺服系统是一个强耦合、非线性的复杂系统，因此用状态空间法来进行建模是更为科学和有效的。本文在矢量控制的基础上通过状态空间法建立永磁同步电机状态空间模型，并应用现代控制理论的各种方法对模型进行全面的分析，为进一步应用先进的控制方法对系统进行控制打下坚实的基础。1 PMSM 的数学模型我们考虑的是正弦型永磁同步电动机系统。该电动机具有正弦形的反电动势波形，其定子电压、电流也为正弦波形。假设电动机是线性的，参数不随温度等变化，忽略磁滞、涡流损耗，转子无阻尼绕组。基于电动机统一理论的结论可以得到，转子坐标系（d－q轴系）中永磁同步电动机定子磁链方程为：（1）其中：——转子磁钢在定子上的耦合磁链；Ld、Lq——永磁同步电动机的直、交轴主电感；、 ——定子电流矢量的直、交轴分量。PMSM 定子电压方程为： （2）其中， 、——定子电压矢量us的d、q轴分量；w——转子电角频率。PMSM 的转矩方程为： （3）电动机转矩系数Kt 为：Kt ＝ pmyr此外，电动机系统还要满足基本运动方程：（ 4）其中，n ——电动机转速；wr ——转子机械角速度，w=pmwr ；Td、TL ——电动机的电磁转矩和负载转矩。采用现代控制理论的状态方程对永磁同步电机进行数学建模。若采取矢量控制，一般要求id=0，但是状态方程中不出现md和id是不合理的。因为在id=0的控制模式中，只是要求id的取值等于0，但id的实际值并不一定总是等于0（特别是在动态过程中）。同时，ud的实际数值也不会等于0。因此，必须将ia也作为状态变量，将md 也作为控制变量，由控制器根据所有状态变量（包括id）的取值进行控制。因此取状态变量 ，q 为转子位置角。将（1）式带入（2）式的第2 式，由（3）式和（4）式可得，则永磁同步电机的状态方程为( ) ：(5)由此可见，该系统是一个非线性时变系统，且在系数矩阵中含有wr，id，iq状态变量的交叉相乘项，因此需要进行系统解耦，令因此采取id=0的矢量控制方法，uq'=uq，TL'=TL，系统可化为线性系统。取ud，uq 为控制量，负载转矩TL 作为扰动处理，因此单独提出，则系统化为=AX+BU+B0TL 的形式，则原系统化为：(6)2 PMSM 系统的分析PMSM 的参数如下：则系统状态空间方程为： 多项式模型将状态空间模型转换为多项式模型，系统的传递矩阵为： 能控性与可观测性分析状态完全能控的充分必要条件是系统的能控矩阵的秩为n。状态完全能观测的充分必要条件是能观测矩阵的秩为n。计算可得，系统的能控矩阵秩为4，满秩，则系统状态是完全能控的。系统的能观测矩阵的秩为4，满秩，则系统状态是完全可观测的。 控制系统的稳定性分析对于由状态空间模型表示的系统，其系统稳定的充分必要条件是：系统矩阵A 的特征值全部具有负实部。eig(a)'= *[0 - + ]由于系统矩阵a 的特征值中有一个是零，因此该系统是临界稳定的。由于能控矩阵的秩为4，满秩，因此可以通过状态反馈配置极点使得系统稳定。 多输入控制系统的极点配置对于多输入系统的极点配置的基本思路是：首先求一状态反馈，使得其闭环系统对某一输入（例如第一个输入）是能控的，再按单输入系统配置极点的方法进行极点配置[5]。图1 极点配置的闭环系统框图期望极点为： *[ + ]（1）构造Q、S 矩阵。，由系统可得，n=4,m=2，u1+u2=4，a 为Q-1 的最后一行向量。（2）先按能控标准型进行极点配置。对 单输入系统进行极点配置。的特征多项式为，所期望的特征多项式为，则增益阵为:（3）求化为能控标准型的变换矩阵T，即则增益阵返回原坐标系为（4）使原系统（A，B）实现极点配置的状态反馈为: 系统仿真系统位置状态向量对阶跃信号的响应：图2 极点配置前位置状态向量的阶跃响应图3 极点配置后位置状态向量的阶跃响应系统位置状态向量对速度信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）：图4 极点配置前的速度信号跟踪曲线系统位置状态向量对正弦信号的响应（虚线为输入位置信号，实线为输出位置信号）图5 极点配置后的速度信号跟踪曲线图6 极点配置前的正弦信号跟踪曲线图7 极点配置后的正弦信号跟踪曲线由此可见，通过极点配置使系统稳定，且对各种输入信号的响应有很大改善，具有很好的跟踪性能，这对于随动系统来说是十分重要的。3 总结使用状态空间方程表征系统，可以把系统的状态与系统的输入和输出联系起来，并在系统的内部变量与外部输入和测量输出之间建立联系，保存系统内部特性的信息，因此模型更为精确和科学。本文即在矢量控制的基础上提出了一种建立完整的永磁同步电机状态空间模型的方法。根据此模型，运用现代控制理论的各种方法对系统性能进行了分析和计算，分析表明该系统具有完全能控性、完全可观测性以及临界稳定性，通过状态反馈配置极点的方法使得系统稳定，使状态变量对输入信号有很好的跟踪性能。为进一步分析和设计控制系统提供了有效的方法和思路。参考文献：[1] 欧阳黎明.MATLAB控制系统设计[M].北京:国防工业出版社,2001.[2] 张崇巍,李汉强.运动控制系统[M].武汉:武汉理工大学出版社,2002.[3] 李三东,薛花.基于Matlab永磁同步电机控制系统的仿真建模[J].江南大学学报,2004,(2):115-120.[4] 杨平,马瑞卿,张云安.基于Matlab永磁同步电机控制系统的建模仿真方法 [J].沈阳工业大学学报,2005,(4):195-199.[5] 侯媛彬,嵇启春,张建军,杜京义.现代控制理论基础[M].北京大学出版社,2006.[6] 孙亮. MATLAB语言与控制系统仿真[M].北京:北京工业大学出版社,2006国物流管理逐渐走向社会化和供应链化的形势下，必须接合具体企业的物流运作管理实际，根据精益物流的基本原则和企业信息化状况，通过理论与应用的研究，在精益供应链物流管理原型系统的基础上不断修改和完善，不断地进行研究和实践，以此来推动我国制造企业精益供应链物流管理信息系统的发展。参考文献：[1] 乌跃.论精益物流系统[J].中国流通经济,2001(5):11-13.[2] (美)詹姆斯·P. 沃麦克, (英)丹尼尔·T. 琼斯, 沈希瑾,张文杰,李京生.精益思想:消灭浪费,创造财富[M].北京:商务印书馆,1999．[3] RICHARD Wilding. Lean, Leaner, Leanest[J]. InternationalJournal of Physical Distribution & Logistics Management1996,25(3/4)20.[4] 王之泰. 物流工程研究[M].北京:首都经济贸易大学出版社,2004．[5] 田宇,朱道立.精益物流[J].物流技术,1999(6):19-21.[6] LIU X Q, MA S H. Supply chain logistics circulation quantityand response time calculation model[J].WSEAS Transactionson Systems, 2006,5(4): 在机床数控改造中的典型应用邵晓嵬, 任有志, 王燕丽(河北科技大学机械电子工程学院, 石家庄050054)摘要: 讨论了利用可编程控制器对机床进行数控改造的具体方案和一般步骤,并以锯片切割机的改造为例介绍了利用西门子公司S7 - 200 系列可编程控制器进行改造的具体过程,阐述了机床数控改造后的应用效果及其未来的社会和经济效益。关键词: 可编程控制器; 机床; 数控改造中图分类号: TG51 文献标志码: A 文章编号:100320794 (2007) 1120147202Typical Application of PLC in NC Transformation for Machine ToolSHAO Xiao - wei , REN You - zhi , WANGYan - li(College of Mechanical and Electronic Engineering ,Hebei University of Science & Technology , Shijiazhuang 050054 ,China)Abstract :Discussed how to use the programmable logical controller (PLC) to deal with the transformation inmachine tool , particularly introduced the whole process of transformation on incise machine based on SIEMENSS7 - 200 PLC. Finally expatiate the effect of NC transformation and its coming benefit .Key words :programmable logical controller (PLC) ; machine tool ; NC transformation0 前言在我国现有的机床中有一部分仍采用传统的继电器- 接触器控制方式,这些机床触点多、线路复杂,使用多年后,故障多、维修量大、维护不便、可靠性差,严重影响了正常的生产。还有一些旧机床虽然还能正常工作,但其精度、效率、自动化程度已不能满足当前生产工艺要求。对这些机床进行改造势在必行,改造既是企业资源的再利用,走持续化发展的需要,也是满足企业新生产工艺,提高经济效益的需要。1 解决方案利用PLC 对旧机床控制系统进行改造是一种行之有效的手段。采用PLC 进行控制后,机床控制电路的接线量大大减少,故障率大大降低,提高了设备运行的稳定性和使用率,增强了可靠性,减小了维修,维护工作强度。当机床加工程序发生变化时,只需要修改PLC的程序就可以进行新的加工,更改较方便,有助于提升机床的应用。由于具有通信功能,采用可编程控制器进行机床改造后,可以与其他智能设备联网通信,在今后的进一步技术改造升级中,可根据需要联入工厂自动化网络中。2 改造过程、步骤及应用实例(1) 深入了解原有机床的工作过程,分析整理其控制的基本方式、完成的动作时序和条件关系,以及相关的保护和联锁控制,尽可能地与实际操作人员充分交流,了解是否需要对现有机床的控制操作加以改进,提高精度、可操作性和安全性等;如有需要,在后续的设计中予以实现。(2) 根据分析整理的结果,确定所需要的用户输入P输出设备。由于是对旧机床的改造,在保证完成工艺要求的前提下,最大限度地使用原有机床的输入P输出设备,如: 按钮、行程开关、接触器、电磁阀等,以降低改造成本。(3) PLC 机型选择。根据输入P输出设备的数量与类型,确定所需的IPO 点数。确定IPO 点数时,应留有20 %左右的裕量,以适应今后的生产工艺变化,为系统改造留有余地。由IPO 点数,利用一条经验公式:总内存字数= (开关量输入点数+ 开关量输出点数) ×10 + 模拟量点数×150来估算内存容量。在估算出内存字数后,再留25 %的裕量。据此,选择合适的机型。(4) 设计并编制IPO 分配表,绘制IPO 接线图。应注意到:同类型的输入点或输出点应尽量集中在一起,连续分配。(5) 进行程序设计。可借鉴机床原有继电器控制电路图,加以修改和完善。完成程序设计后,应进行模拟调试。(6) 模拟调试后,进行现场系统调试。调试中出现的问题逐一排除,直至调试成功。最后还应进行技术资料整理、归档。图1 IPO 接线图下面是对某锯片切割机的数控改造过程,机床的各控制过程如下:(1) 主轴电机的控制。起动,停止;(2) 进给电机控制。工作台纵向进给到与锯片相切的位置,之后工作台横向快速进给锯片,完成后工作台慢速移动后退,其间锯片主工作台变速旋转一个锯齿的角度,两运动同时进行插补出一个锯齿圆弧;(3) 冷却泵电机的起动控制以及相关的保护、联锁控制,工作台的各运动方向的超程保护,各运动方向的联锁控制等。确定所需的用户输入P输出设备。根据设备的硬件条件分析出,面板上有6 个按钮需占6 个数字输入口,一个BCD 拨码开关占用4 个输入口,一条直线光栅尺占用3 个输入口,一个三位状态旋钮占2 个输入口,执行元件为3 个步进电机和2 个异步电机,其中3 个步进电机共需8 个数字输出口,砂轮主电机和冷却泵各需1 个输出口,报警指示灯和上电指示灯各需1 个输出口。为保证安全起见,热继电器不接入输入端,而直接接在PLC 的输出端;合计输入点数15 点,输出点数12 点。考虑到要留有20 %左右的裕量,所以IPO 点数要在30 个点以上。因此,选用西门子公司S7 - 200 系列226 型号的PLC ,其输入点数24 点,输出点数16 点, IPO 总点数40 点;编制IPO 分配表(见表1) ,绘制IPO 接线图(见图1) ;借助机床原有的继电器控制电路图,进行程序设计,编写STL 结构化程序语言;模拟调试及现场系统调试,完成技术资料的归档。表1 IPO 分配表输入输出I0. 0 BCD 拨码开关1 位Q0. 0 W轴CP 端I0. 1 BCD 拨码开关2 位Q0. 1 X轴PY轴CP 端I0. 2 BCD 拨码开关3 位Q0. 2 W轴DIR 端I0. 3 BCD 拨码开关4 位Q0. 3 W轴FREE 端I0. 4 启动Q0. 4 X轴DIR 端I0. 5 暂停Q0. 5 X轴FREE 端I0. 6 光栅尺A 相输入Q0. 6 Y轴DIR 端I0. 7 光栅尺B 相输入Q0. 7 Y轴FREE 端I1. 0 光栅尺Z相复位Q1. 0 主电机继电器I1. 1 锯片直径输入确定Q1. 1 冷却泵继电器I1. 2 砂轮直径输入确定Q1. 2 报警指示灯I1. 3 三位状态旋钮输入1 Q1. 3 上电指示灯I1. 4 三位状态旋钮输入2I1. 5 冷却泵启动I1. 6 急停3 改造后效果可实现加工的柔性自动化,效率比传统锯片机提高5～6 倍。加工的锯齿精度高,尺寸分散度小,提高了锯齿的强度。拥有自动报警、自动监控、补偿等多种自我调节功能,可实现长时间无人看管加工。由于锯片采用的是某新型合金钢,齿磨损后修补的成本很高,采用该锯片机以后,为工厂节省了可观的维修成本,真正提高了工厂的效益。4 结语利用PLC 对传统机床进行数控化改造,能够有效地解决复杂、精密和小批多变的零件加工问题,满足高质量、高效益和多品种、小批量的柔性生产方式的要求,适应各种机械产品迅速更新换代的需要,同时为企业节省了大量的设备改造成本,提高了企业的经济效益和社会效益,提升了企业的产品竞争力,使企业更容易在竞争激烈的市场环境里生存与发展。参考文献:[1 ]陈立定. 电气控制与可编程控制器[M]