通過對第四章中的式(4-17)分析后可知，可以通過多種途徑達到降低精工加工中心 主傳動系統能耗的目的：如改進工件加工工藝，優化加工時間，降低工件加工過 程中的待機空載時間；合理規范精工加工中心操作方法，降低精工加工中心加工過程中的 輔助系統能耗和各種機械損耗等。接下來通過具體的分析得到主傳動系統相應的 節能優化措施。
精工龍門加工中心懸浮的機械橫梁是由雙電磁懸浮系統共同控制，因此本章對兩 個電磁懸浮系統的耦合狀況進行了分析。通過對兩個電磁懸浮系統的受力分析并利用 牛頓第二定律推導出兩個電磁懸浮系統的耦合定量關系。耦合的存在并不都是不利 的，由于兩個電磁懸浮系統由機械橫梁連接在一起，所以可以使兩個電磁懸浮系統具 有強迫的協調同步性能，利用機械耦合可以提高兩個電磁懸浮系統的同步性能提高加 工精度。在耦合存在的基礎上設計了氣隙、速度雙重交叉耦合同步控制來降低兩個懸 浮系統的同步誤差。仿真結果表明氣隙、速度交叉耦合同步控制可以很好地減小兩個 懸浮系統懸浮氣隙的同步偏差。
由第三章知兩個電磁懸浮系統具有一定的耦合關系。當懸浮系統啟動時機械橫梁 偏離水平位置或者其中一個電磁懸浮系統受到干擾使橫梁偏離時，兩個電磁懸浮系統 的懸浮氣隙都會同時發生變化，進而電磁力會發生相應的變化。如果認為受到的耦合 影響是一種干擾時，則應該對耦合的系統進行解耦控制。使得兩個存在耦合關系的系 統解耦成兩個獨立的子系統，從而一個系統的變化完全不會影響到另外一個系統。本 章采用逆系統解耦控制。
為了處理模式識別的問題Vapnik提出了支持向量機的想法，通過的不斷研究和 探索，支持向量機知識理論取得了很大的進展。支持向量機可以被用來尋找線性可分 情況下的最優分類面。最優分類面不僅要求能將兩類不同的數據正確地分類(訓練失 敗率接近0)，而且還要盡可能的使它們的分類間距到達******。SVM是為了能夠尋找 到一個滿足分類要求的超平面而被研發出來的，并且它需要使訓練集中的點距離這個 分類面達到的距離最遠，也就是說希望能夠尋找到一個分類面使它雙側的空白地區盡 可能的大。過兩種不同類型的樣本，離分類面最近的，并且能夠平行于最優分類面- 超平面Hu H2的訓練樣本就稱為支持向量。
如圖2.5所示，圓盤式刀庫可靠性試驗臺主要由以下七個部分組成：1.控 制柜，用于實現對自動換刀系統的控制作用，囊括電氣系統、下位機PLC以及 上位機VB控制程序等；2.地平鐵，作為平面基準以及橫向導向作用，保證試 驗臺能夠準確的實現自動換刀，同時地平鐵材料選擇HT200,具有很好的減震作 用；3,下支撐架，連接上支架以及地平鐵作用，且能夠自由調節試驗臺位置以 及微調自動換刀系統位置；4.上支架，連接下支架以及刀庫主體，且能夠微調 上下以及左右相對位置；5.自動換刀系統，試驗臺主體部分；6.虛擬主軸，用 虛擬主軸代替真實主軸完成換刀動作簡單實用；7.虛擬主軸位置調節墊板，在 橫向上自由調節虛擬主軸位置以及縱向上微調虛擬主軸位置。
啟動與關閉控制電路的功能：控制整個電路的正常啟動與關閉，同時具備在 突發狀況下能夠迅速有效的切掉電源的功能。整個電路的啟動與關閉控制電路如 圖2.10所示。
選擇PLC型號要根據具體需要的輸入輸出端口數目以及PLC的存儲容量大 小來選定，同時也要考慮到通訊協議模式，為后面編程做準備。經過統計，如下 表2.2 PLC輸入接線端口、2.3 PLC輸出接線端口所示，可以看出，PLC輸入接 線端口至少需要11個，輸出接線端口至少需要6個。總共至少需要17個I/O輸 入輸出接點。
本章設計并搭建了盤式刀庫可靠性試驗臺。首先設計了試驗臺的基本結構， 試驗臺主要包括下支架、上支架以及虛擬主軸等部件，并在這些部件上設計了微 調結構以及預留了傳感器安裝位置，便于后期對試驗臺的調試；其次設計了電氣 系統，主要包括啟動與開閉控制電路、三相電機控制電路以、單相強電控制電路 以及單相弱電控制電路，保證對執行機構動作的控制；最后完成對控制程序的設 計，主要包括上位機VB程序控制以及下位機PLC程序控制，保證對自動換刀 系統的控制以及數據的記錄功能。
搭建完圓盤式刀庫可靠性試驗臺后，首先讓試驗臺空刀運轉至少一個月，每 天至少運轉五個小時以上，這樣做的目的是為了消除早期故障。試驗臺在運行之 初，由于刀庫本身以及各個支架和虛擬主軸制造的缺陷，導致刀庫可靠性試驗臺 的故障率比較高，故在做可靠性試驗之前應該消除這些缺陷。早期故障排除之后， 應該按照規定的可靠性試驗方法，進行換刀試驗，在不改變失效機理的前提下， 加速暴露換刀系統的薄弱環節，同時在試驗過程中要對不同的故障信息進行及時 有效的記錄和處理。
實驗室故障數據是從圓盤式刀庫自動換刀系統試驗臺搭建完成后，滿刀運轉 一個月以后開始記錄的。選取了從2011年~2013年間的故障數據。通過附錄1 表A-2對實驗室自動換刀系統故障進行記錄，并判斷故障類型，將試驗臺試驗過 程中出現的關聯故障通過附錄1表A-6進行統計。統計結果見表4.2。
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