隨著大批量的步進(jìn)電機(jī)控制的軸承磨床推向市場(chǎng)，步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制的問題也越來(lái)越多的浮出水面，單軸控制步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的問題還少些，可是兩軸以上的步進(jìn)電機(jī)油封系統(tǒng)，經(jīng)常出現(xiàn)諸如兩個(gè)系統(tǒng)不同步，尺寸散差不穩(wěn)定等故障。
　　并不是說，只要把機(jī)床的液壓進(jìn)給補(bǔ)償系統(tǒng)改成步進(jìn)電機(jī)進(jìn)給補(bǔ)償系統(tǒng)，機(jī)床的整個(gè)綜合性能就一定會(huì)顯著提高。步進(jìn)電機(jī)替代了原來(lái)的復(fù)雜的液壓進(jìn)給補(bǔ)償系統(tǒng)，將原來(lái)液壓波動(dòng)和機(jī)械零件加工傳動(dòng)鏈的誤差消除了，并且步進(jìn)電機(jī)可以把進(jìn)給過程分成幾個(gè)階段，每個(gè)階段可以選用不同的脈沖頻率控制進(jìn)給速度，可以用脈沖數(shù)來(lái)控制機(jī)床工作臺(tái)精進(jìn)給，這的確比原來(lái)液壓系統(tǒng)的軸承磨床進(jìn)步了一大步。但是，隨之而來(lái)的就是機(jī)床其它相關(guān)部分也要跟著更新設(shè)計(jì)，才會(huì)滿足機(jī)床的磨削加工技術(shù)要求。無(wú)論是機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)還是電氣系統(tǒng)的設(shè)計(jì)都不應(yīng)該忽視步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力比較弱的特性。假如我們以上諸項(xiàng)問題的解決方案沒有妥善解決，假如機(jī)床的整體零部件特別是關(guān)鍵零部件還是原來(lái)機(jī)械液壓系統(tǒng)機(jī)床的標(biāo)準(zhǔn)，采用步進(jìn)電機(jī)油封系統(tǒng)控制的軸承磨床就不會(huì)從本質(zhì)上的得到改進(jìn)。
　　當(dāng)然，最徹底的辦法就是采用國(guó)際上最先進(jìn)的伺服電機(jī)控制系統(tǒng)。采用伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的軸承磨床，將快跳油缸和諧波減速器去掉，采用滾珠絲杠和伺服電機(jī)直聯(lián)結(jié)構(gòu)，使得機(jī)械系統(tǒng)誤差最小。雖然我國(guó)的采用伺服電機(jī)控制系統(tǒng)的軸承磨床多數(shù)還是脈沖控制，但是伺服電機(jī)的綜合驅(qū)動(dòng)能力，抗干擾能力和重復(fù)定位精度，比之步進(jìn)電機(jī)軸承磨床又前進(jìn)了一大步。
　　由于步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的特性和諸多BUG，它只是機(jī)械液壓無(wú)骨架油封控制進(jìn)步到伺服系統(tǒng)控制中間的一個(gè)過渡產(chǎn)品，國(guó)外現(xiàn)在幾乎很少看到采用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)控制的精密磨床了，我國(guó)是在數(shù)控機(jī)床上應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)時(shí)間最長(zhǎng)的國(guó)家。隨著我國(guó)軸承行業(yè)技改速度的加快，隨著越來(lái)越多的加工高品質(zhì)軸承企業(yè)的發(fā)展，步進(jìn)電機(jī)控制的軸承磨床最終會(huì)被伺服電機(jī)取代的。
　　接著我們又分析了該機(jī)床的電氣系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)變頻器、變壓器和步進(jìn)電機(jī)控制器擺放偏近，從PLC輸出的數(shù)據(jù)線電纜沒有屏蔽，配盤的強(qiáng)電和弱電電纜混裝等等問題。這些問題都是影響步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)不穩(wěn)定的因素。
　　由于目前我國(guó)步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力較差，這些電氣設(shè)計(jì)布局的不合理直接會(huì)產(chǎn)生偶然性進(jìn)給系統(tǒng)和補(bǔ)償系統(tǒng)誤差，加上機(jī)械系統(tǒng)的系統(tǒng)性誤差，機(jī)床就會(huì)處于不穩(wěn)定的工作狀態(tài)。
　　馬氏體淬火過程中，由于零件各部位的冷卻不均勻，不可避免地出現(xiàn)熱應(yīng)力和組織應(yīng)力而導(dǎo)致零件變形。淬回火后零件的變形（包括尺寸變化和形狀變化）受很多因素影響，是一個(gè)相當(dāng)復(fù)雜的問題，如零件的形狀與尺寸、原始組織的均勻性、淬火前的粗加工狀態(tài)（車削時(shí)進(jìn)刀量的大小、機(jī)加工的殘余應(yīng)力等）、淬火時(shí)油封的加熱速度與溫度、工件的擺放方式、入油方式、淬火介質(zhì)的特性與循環(huán)方式、介質(zhì)的溫度等均會(huì)影響零件的變形。應(yīng)結(jié)合具體設(shè)備和產(chǎn)品對(duì)變形進(jìn)行研究，提出控制變形的措施，如采用旋轉(zhuǎn)淬火、壓模淬火、控制零件入油方式等，減小熱處理變形，提高加工效率和零件性能。
　　我國(guó)在軸承磨床上采用步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)是從上個(gè)世紀(jì)九十年代開始的，十多年來(lái)，采用步進(jìn)電機(jī)控制技術(shù)的軸承磨床發(fā)展很快，目前，無(wú)錫、石家莊、成都和河南幾個(gè)城市的軸承設(shè)備制造廠都在批量生產(chǎn)步進(jìn)電機(jī)控制的軸承磨床。
　　馬氏體淬火后，零件的尺寸穩(wěn)定性主要受以下三種不同轉(zhuǎn)變的影響：碳從馬氏體晶格中遷移形成ε-碳化物、殘余奧氏體分解和形成Fe3C,這三種轉(zhuǎn)變相互疊加。在50～120℃之間，由于ε-碳化物的沉淀析出，J型無(wú)骨架油封引起零件的體積縮小，一般零件在150℃回火后已完成這一轉(zhuǎn)變，其對(duì)零件以后使用過程中的尺寸穩(wěn)定性的影響可以忽略；在100～250℃之間，殘余奧氏體分解，轉(zhuǎn)變?yōu)轳R氏體或貝氏體，將伴隨著體積漲大；在200℃以上，ε-碳化物向滲碳體轉(zhuǎn)化，導(dǎo)致零件體積縮小。研究表明：殘余奧氏體在外載作用或較低的回火溫度下（甚至在室溫下）也發(fā)生分解，導(dǎo)致零件尺寸變化。因些，在實(shí)際使用中，所有的軸承零件的加火溫充應(yīng)高于使用溫度50℃，對(duì)尺寸穩(wěn)定性要求較高的零件要盡量降低殘余奧氏體的含量，并提高貯運(yùn)和使用中的尺寸穩(wěn)定性、精度、壽命及可靠性。
　　步進(jìn)電機(jī)系統(tǒng)出現(xiàn)問題是多方面的。我們?cè)谇蜉S承內(nèi)圈溝磨床做過分析研究，先后試過國(guó)內(nèi)幾個(gè)品牌的步進(jìn)電機(jī)，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)系統(tǒng)的不同步現(xiàn)象很嚴(yán)重。不同步誤差測(cè)試從PLC、位控模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和步進(jìn)電機(jī)開始。
　　滾珠絲杠導(dǎo)程4mm，諧波減速器減速比為1:80，步矩角為0.9°，脈沖當(dāng)量為0.125μm。
　　步進(jìn)電機(jī)的重復(fù)定位誤差已經(jīng)超過機(jī)床油封精度檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的3倍。按照脈沖當(dāng)量為0.125μm計(jì)算，工作臺(tái)累計(jì)重復(fù)定位誤差在20次已經(jīng)達(dá)到0.003。表1的數(shù)據(jù)說明不僅僅是步進(jìn)電機(jī)的誤差，機(jī)械系統(tǒng)的誤差更加明顯。
　　我們分析了這臺(tái)機(jī)床的進(jìn)給機(jī)構(gòu)和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)機(jī)械油封問題也比較嚴(yán)重。第一，滾珠絲杠公稱直徑偏小（Φ20），精度等級(jí)3級(jí)偏低，而且手感爬行現(xiàn)象較為嚴(yán)重；第二，進(jìn)給快跳油缸和滾珠絲杠設(shè)計(jì)過定位，裝配位置偏差無(wú)法消除；第三，諧波減速器和滾珠絲杠只有螺釘鎖緊沒有鍵連接或銷鏈接；第四，沒有采用滾珠絲杠軸承等等。