1 數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行與振動(dòng)現(xiàn)象及其產(chǎn)生原因

　　在驅(qū)動(dòng)移動(dòng)部件低速運(yùn)行過(guò)程中亲轨，數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)移動(dòng)部件開(kāi)始時(shí)不能啟動(dòng)醇坝，啟動(dòng)后又突然作加速運(yùn)動(dòng)扰柠，而后又停頓，繼而又作加速運(yùn)動(dòng)藐吮，移動(dòng)部件如此周而復(fù)始忽停忽跳敏沉、忽慢忽快的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象稱(chēng)為爬行。而當(dāng)其以高速運(yùn)行時(shí)炎码，移動(dòng)部件又會(huì)出現(xiàn)明顯的振動(dòng)盟迟。

　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)產(chǎn)生爬行的原因，一般認(rèn)為是由于機(jī)床運(yùn)動(dòng)部件之間潤(rùn)滑不好潦闲，導(dǎo)致機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)靜摩擦阻力增大攒菠；當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)不能向前運(yùn)動(dòng)歉闰，使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生彈性變形辖众，把電機(jī)的能量貯存在變形上；電動(dòng)機(jī)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)和敬，貯存的能量所產(chǎn)的彈性力大于靜摩擦力時(shí)凹炸，機(jī)床工作臺(tái)向前蠕動(dòng)，周而復(fù)始地這樣運(yùn)動(dòng)肚乓，產(chǎn)生了爬行的現(xiàn)象运诺。

　　事實(shí)上這只是其中的一個(gè)原因，產(chǎn)生這類(lèi)故障的原因還可能是機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)鏈出現(xiàn)了故障案帆，也可能是進(jìn)給系統(tǒng)電氣部分出現(xiàn)了問(wèn)題幢垮，或者是系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置不當(dāng)?shù)木壒剩€可能是機(jī)械部分與電氣部分的綜合故障所造成捎梢。

　　2 爬行與振動(dòng)故障的診斷與排除

　　對(duì)于數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)的爬行與振動(dòng)故障邓刻，不能急于下結(jié)論堵闪，而應(yīng)根據(jù)產(chǎn)生故障的可能性，羅列出可能造成數(shù)控機(jī)床爬行與振動(dòng)的有關(guān)因素锦是，然后逐項(xiàng)排隊(duì)涤玷，逐個(gè)因素檢查，分析漓琢、定位和排除故障垄怯。查到哪一處有問(wèn)題，就將該處的問(wèn)題加以分析剂东，看看是否是造成故障的主要矛盾，直至將每一個(gè)可能產(chǎn)生故障的因素都查到某弦。最后再統(tǒng)籌考慮桐汤，提出一個(gè)綜合性的解決問(wèn)題方案，將故障排除靶壮。

　　排除數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)爬行與振動(dòng)故障的具體方法如下：

　　2.1 對(duì)故障發(fā)生的部位進(jìn)行分析

　　爬行與振動(dòng)故障通常需要在機(jī)械部件和進(jìn)給伺服系統(tǒng)查找問(wèn)題怔毛。因?yàn)閿?shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)低速時(shí)的爬行現(xiàn)象往往取決于機(jī)械傳動(dòng)部件的特性，高速時(shí)的振動(dòng)現(xiàn)象又通常與進(jìn)給傳動(dòng)鏈中運(yùn)動(dòng)副的預(yù)緊力有關(guān)腾降。另外拣度，爬行和振動(dòng)問(wèn)題是與進(jìn)給速度密切相關(guān)的，因此也要分析進(jìn)給伺服系統(tǒng)的速度環(huán)和系統(tǒng)參數(shù)螃壤。

　　2.2 機(jī)械部件故障的檢查和排除

　　造成爬行與振動(dòng)的原因如果在機(jī)械部件抗果，首先要檢查導(dǎo)軌副。因?yàn)橐苿?dòng)部件所受的摩擦阻力主要是來(lái)自導(dǎo)軌副奸晴，如果導(dǎo)軌副的動(dòng)冤馏、靜摩擦系數(shù)大，且其差值也大寄啼，將容易造成爬行逮光。盡管數(shù)控機(jī)床的導(dǎo)軌副廣泛采用了滾動(dòng)導(dǎo)軌、靜壓導(dǎo)軌或塑料導(dǎo)軌诬簇，如果調(diào)整不好蔬澜，仍會(huì)造成爬行或振動(dòng)。靜壓導(dǎo)軌應(yīng)著重檢查靜壓是否建立芜既；塑料導(dǎo)軌應(yīng)檢查有否雜質(zhì)或異物阻礙導(dǎo)軌副運(yùn)動(dòng)阶糖，滾動(dòng)導(dǎo)軌則應(yīng)檢查預(yù)緊是否良好。

　　導(dǎo)軌副的潤(rùn)滑不好也可能引起爬行問(wèn)題庵锰，有時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象僅僅就是導(dǎo)軌副潤(rùn)滑狀態(tài)不好造成的崖郎。這時(shí)采用具有防爬作用的導(dǎo)軌潤(rùn)滑油是一種非常有效的措施，這種導(dǎo)軌潤(rùn)滑油中有極性添加劑经翻，能在導(dǎo)軌表面形成一層不易破裂的油膜写雾，從而改善導(dǎo)軌的摩擦特性捍幽。

　　其次，要檢查進(jìn)給傳動(dòng)鏈蓬抖。在進(jìn)給系統(tǒng)中衩缘，伺服驅(qū)動(dòng)裝置到移動(dòng)部件之間必定要經(jīng)過(guò)由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動(dòng)副所組成的傳動(dòng)鏈肝浴。有效提高這一傳動(dòng)鏈的扭轉(zhuǎn)和拉壓剛度延都，對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)精度，消除爬行非常有益睛竣。引起移動(dòng)部件爬行的原因之一常常是因?yàn)閷?duì)軸承晰房、絲杠螺母副和絲杠本身的預(yù)緊或預(yù)拉不理想造成的。傳動(dòng)鏈太長(zhǎng)射沟、傳動(dòng)軸直徑偏小殊者、支承和支承座的剛度不夠也是引起爬行的不可忽略的因素，因此在檢查時(shí)也要考慮這些方面是否有缺陷验夯。

　　另外機(jī)械系統(tǒng)連接不良猖吴，如聯(lián)軸器損壞等也可能引起機(jī)床的振動(dòng)和爬行。

　　2.3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的檢查和排除

　　如果爬行與振動(dòng)的故障原因在進(jìn)給伺服系統(tǒng)挥转，則需要分別檢查伺服系統(tǒng)中各有關(guān)環(huán)節(jié)海蔽。應(yīng)檢查速度調(diào)節(jié)器、伺服電機(jī)或測(cè)速發(fā)電機(jī)绑谣、系統(tǒng)插補(bǔ)精度党窜、系統(tǒng)增益、與位置控制有關(guān)的系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有無(wú)錯(cuò)誤借宵、速度控制單元上短路棒設(shè)定是否正確完骑、增益電位器調(diào)整有無(wú)偏差以及速度控制單元的線路是否良好等環(huán)節(jié)，逐項(xiàng)檢查分類(lèi)排除础恰。

　　2.3.1 速度調(diào)節(jié)器的檢測(cè)

　　對(duì)速度調(diào)節(jié)器的故障谢佩，主要檢測(cè)給定信號(hào)、反饋信號(hào)和速度調(diào)節(jié)器本身是否存在問(wèn)題呻舆。給定信號(hào)可以通過(guò)由位置偏差計(jì)數(shù)器出來(lái)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送出的模擬信號(hào)VCMD的檢測(cè)實(shí)現(xiàn)绷举，這個(gè)信號(hào)是否有振動(dòng)分量可以通過(guò)對(duì)伺服板上的插腳用示波器來(lái)觀察。如果就有一個(gè)周期的振動(dòng)信號(hào)芯拇，那毫無(wú)疑問(wèn)機(jī)床振動(dòng)是正確的嘉散，速度調(diào)節(jié)器這一部分沒(méi)有問(wèn)題，而是前級(jí)有問(wèn)題双漫；然后向D/A轉(zhuǎn)換器或偏差計(jì)數(shù)器去查找問(wèn)題完憨，如果我們測(cè)量結(jié)果沒(méi)有任何振動(dòng)的周期性的波形，那么問(wèn)題肯定出在反饋信號(hào)和速度調(diào)節(jié)器。

　　2.3.2 測(cè)速電機(jī)反饋信號(hào)的檢測(cè)

　　反饋信號(hào)與給定信號(hào)對(duì)于調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)是完全相同的巫庵。因此出現(xiàn)了反饋信號(hào)的波動(dòng)旋乙，必然引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)，這樣就引起機(jī)床的振動(dòng)右冻。由于機(jī)床在振動(dòng)装蓬，說(shuō)明機(jī)床的速度在激烈的振蕩中，當(dāng)然測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋回來(lái)的波形也一定是動(dòng)蕩的纱扭。這時(shí)如果機(jī)床的振動(dòng)頻率與電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度存在一個(gè)準(zhǔn)確的比率關(guān)系牍帚，譬如振動(dòng)的頻率是電機(jī)轉(zhuǎn)速的四倍頻率。這時(shí)我們就要考慮電機(jī)或測(cè)速發(fā)電機(jī)有故障的問(wèn)題乳蛾。

　　2.3.3 電機(jī)檢查

　　當(dāng)機(jī)床振動(dòng)頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成一定比率暗赶，首先就要檢查一下電動(dòng)機(jī)是否有故障，檢查它的碳刷肃叶、整流子表面狀況蹂随，以及檢查滾珠軸承的潤(rùn)滑情況。

　　另外電動(dòng)機(jī)電樞線圈不良也會(huì)引起系統(tǒng)振動(dòng)被环。這種情況可以通過(guò)測(cè)量電動(dòng)機(jī)的空載電流進(jìn)行確認(rèn)，若空載電流隨轉(zhuǎn)速成正比增加详幽，則說(shuō)明電動(dòng)機(jī)內(nèi)部有短路現(xiàn)象筛欢。出現(xiàn)本故障一般應(yīng)首先清理?yè)Q向器、檢查電刷等環(huán)節(jié)唇聘，再進(jìn)行測(cè)量確認(rèn)蝴勉。如果故障現(xiàn)象依然存在，則可能是線圈匝間有短路現(xiàn)象匿忿，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修處理生肖。如果沒(méi)有什么問(wèn)題，就要檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)执鲜。

　　2.3.4 脈沖編碼器或測(cè)速發(fā)電機(jī)的檢測(cè)

　　對(duì)于脈沖編碼器或測(cè)速發(fā)電機(jī)不良的情況盘瞄，可按下述方法進(jìn)行測(cè)量檢查。首先將位置環(huán)鲜伶、速度環(huán)斷開(kāi)裹侍，手動(dòng)電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)，觀察速度控制單元印制電路板上F/V變換器的電壓惨侍，如果出現(xiàn)電壓突然下跌的波形驳鸿，則說(shuō)明反饋部件不良。

　　測(cè)速發(fā)電機(jī)中常常出現(xiàn)的一個(gè)問(wèn)題是炭刷磨下來(lái)的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi)箱充，造成測(cè)速發(fā)電機(jī)換向片片間短路动苍，一旦出現(xiàn)這樣的問(wèn)題就會(huì)引起振動(dòng)。

　　2.3.5 系統(tǒng)參數(shù)的調(diào)節(jié)

　　一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)也可能是由于參數(shù)設(shè)定不合理而引起系統(tǒng)振蕩，消除振蕩的最佳方法就是減少放大倍數(shù)帘撰。在FUNAC的系統(tǒng)中調(diào)節(jié)RV1跑慕，逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)可以看出立即會(huì)明顯變好骡和，但由于RV1調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小相赁，有時(shí)調(diào)不過(guò)來(lái)，只能改變短路棒慰于，也就是切除反饋電阻值钮科，降低整個(gè)調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)。

　　2.3.6 外部干擾的處理

　　對(duì)于固定不變的干擾婆赠，可檢查F/V變換器绵脯、電流檢測(cè)端子以及同步端的波形，檢查是否存在干擾休里，并采取相應(yīng)的措施蛆挫。對(duì)于偶然性干擾，只有通過(guò)有效的屏蔽妙黍、可靠的接地等措施悴侵，盡可能予以避免。

　　采用這些方法后酷雌，還做不到完全消除振動(dòng)灌滤，甚至是無(wú)效的，就要考慮對(duì)速度調(diào)節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形游禽。

　　3 故障診斷與維修實(shí)例

　　〖例1〗 一臺(tái)配套FUNAC 11ME系統(tǒng)的加工中心誉芙，在長(zhǎng)期使用后，X軸作正向運(yùn)動(dòng)時(shí)發(fā)生振動(dòng)植坝。

　　故障分析及處理：

　　伺服進(jìn)給系統(tǒng)產(chǎn)生振動(dòng)尿笔、爬行的原因主要有以下幾種：

　　（1）機(jī)械部分安裝郑煌、調(diào)整不良临颈；

　　（2）伺服電動(dòng)機(jī)或速度钾趁、位置檢測(cè)部件不良巧糖；

　　（3）驅(qū)動(dòng)器的設(shè)定和調(diào)整不當(dāng)胳瑟；

　◎呓（4）外部干擾、接地厢岂、屏蔽不良等等光督。

　　為了分清故障部位，考慮到機(jī)床伺服系統(tǒng)為半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，脫開(kāi)電動(dòng)機(jī)與絲杠的連接后再次開(kāi)機(jī)試驗(yàn)结借，發(fā)現(xiàn)故障仍然存在筐摘，因此初步判定故障原因在伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣部分。

　　為了進(jìn)一步判別故障原因船老，維修時(shí)可更換了X咖熟、Y軸的伺服電動(dòng)機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移到了Y軸柳畔，由此判定故障原因是由于X軸電動(dòng)機(jī)不良引起的馍管。

　　利用示波器測(cè)量伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)裝式編碼器的信號(hào)，最終發(fā)現(xiàn)故障是由于編碼器不良而引起的薪韩；更換編碼器后确沸，機(jī)床恢復(fù)正常工作。

　　〖例2〗 一臺(tái)配套FUNAC 6ME系統(tǒng)的加工中心俘陷，X軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)速度不穩(wěn)境愕。由運(yùn)動(dòng)到停止的過(guò)程中，在停止位置出現(xiàn)較大幅度的振蕩颁膊，有時(shí)不能完成定位停楞，必須關(guān)機(jī)后，才能重新工作撒殷。

　　故障分析及處理：

　　仔細(xì)觀察機(jī)床的振動(dòng)情況羔漂，發(fā)現(xiàn)X軸振蕩頻率較低，且無(wú)異常聲涣累。

　　從振蕩現(xiàn)象上看隆鹤，故障現(xiàn)象與閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有關(guān)菜盒，如：系統(tǒng)增益設(shè)定過(guò)高蹦争、積分時(shí)間常數(shù)設(shè)定過(guò)大等。檢查系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定酪捏、伺服驅(qū)動(dòng)器的增益瑞捂、積分時(shí)間電位器調(diào)節(jié)等均在合適的范圍，且與故障前的調(diào)整完全一致层锄，因此可以初步判斷X軸的振蕩與參數(shù)的設(shè)定與調(diào)節(jié)無(wú)關(guān)酷麦。為了進(jìn)一步驗(yàn)證，維修時(shí)在記錄了原調(diào)整值的前提下喉恋，將以上參數(shù)進(jìn)行了重新調(diào)節(jié)與試驗(yàn)沃饶，發(fā)現(xiàn)故障依然存在，證明了判斷的正確性轻黑。

　　在以上處理的基礎(chǔ)上糊肤，將參數(shù)與調(diào)整值重新回到原設(shè)定后，對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)與測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行了檢查。首先清理測(cè)速發(fā)電機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的換向器表面馆揉，并用數(shù)字表檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)繞組情況业舍。檢查發(fā)現(xiàn)，該伺服電動(dòng)機(jī)的測(cè)速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)軸之間的連接存在松動(dòng)升酣，粘接部分已經(jīng)脫開(kāi)舷暮；經(jīng)重新連接后，開(kāi)機(jī)試驗(yàn)噩茄，故障現(xiàn)象消失下面，機(jī)床恢復(fù)正常工作。

　　〖例3〗 某工件在加工圓弧時(shí)巢墅，圓弧插補(bǔ)后出現(xiàn)走刀過(guò)渡痕跡碗品，加工質(zhì)量不合格。

　　故障分析及處理：

　　經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)X軸有爬行現(xiàn)象美卒。經(jīng)對(duì)速度環(huán)芽嗓，位置環(huán)調(diào)整均無(wú)效。檢查機(jī)械機(jī)構(gòu)時(shí)發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)未從靜壓導(dǎo)軌上浮起轿战。進(jìn)一步檢查液壓系統(tǒng)時(shí)發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)支路有泄漏環(huán)節(jié)班卖，調(diào)整泄漏環(huán)節(jié)后，工作臺(tái)可浮起且X軸爬行現(xiàn)象消失载蜓，加工質(zhì)量合格呆纤。

　　〖例4〗 配FUNAC 6ME數(shù)控系統(tǒng)的立式銑床在自動(dòng)加工某一曲線零件時(shí)出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，表面粗糙高肄绢。

　　故障分析及處理：

　　在運(yùn)行測(cè)試程序時(shí)屯片，直線、圓弧插補(bǔ)時(shí)皆無(wú)爬行現(xiàn)象详毡，由此確定原因在編程方面床重。經(jīng)對(duì)加工程序仔細(xì)檢查后發(fā)現(xiàn)該加工曲線是由眾多小段圓弧組成的，而編程時(shí)又使用了正確定位檢查G61指令耻陕，將程序中的G61取消拙徽，改用G64后，爬行現(xiàn)象消除诗宣。

　　4 結(jié)論

　　數(shù)控機(jī)床是一個(gè)完整的有機(jī)整體膘怕，機(jī)械、電氣召庞、液壓的控制存在相互聯(lián)系和相互影響岛心。因此分析解決爬行與振動(dòng)故障時(shí)，應(yīng)有整體概念和經(jīng)驗(yàn)篮灼，這樣才能有效解決實(shí)際問(wèn)題忘古。

　　如果故障既有機(jī)械部件的原因讳癌，又有進(jìn)給伺服系統(tǒng)的原因，而且很難分辨出引起這一故障的主要矛盾存皂，就要進(jìn)行多方而的檢測(cè)晌坤，耐心細(xì)致地分析和診斷，直至找出故障根源旦袋。若故障的根源是綜合性因素造成的骤菠，只有采取綜合的排除故障的方法才能解決。

聲明：本網(wǎng)站所收集的部分公開(kāi)資料來(lái)源于互聯(lián)網(wǎng)物轮，轉(zhuǎn)載的目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享刃傻，并不代表本站贊同其觀點(diǎn)和對(duì)其真實(shí)性負(fù)責(zé)，也不構(gòu)成任何其他建議怖征。本站部分作品是由網(wǎng)友自主投稿和發(fā)布鸣谒、編輯整理上傳，對(duì)此類(lèi)作品本站僅提供交流平臺(tái)视以，不為其版權(quán)負(fù)責(zé)沟奸。如果您發(fā)現(xiàn)網(wǎng)站上所用視頻、圖片购哺、文字如涉及作品版權(quán)問(wèn)題扶取，請(qǐng)第一時(shí)間告知，我們將根據(jù)您提供的證明材料確認(rèn)版權(quán)并按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)支付稿酬或立即刪除內(nèi)容人狞，以保證您的權(quán)益芜田！聯(lián)系電話：010-58612588 或 Email:editor@mmsonline.com.cn。