關(guān)于機(jī)床爬行有的書上寫著:由于潤滑不好邻遏,而使機(jī)床工作臺移動時摩擦阻力增大糠亩。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動時,工作臺不向前運(yùn)動准验,使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生彈性變形赎线,把電機(jī)的能量貯存在變形上。電動機(jī)繼續(xù)驅(qū)動躏叽,貯存的能量所產(chǎn)的彈性力大于靜摩擦力時徽橄,機(jī)床工作臺向前蠕動,周而復(fù)始地這樣運(yùn)動淹佃,而產(chǎn)生了爬行的現(xiàn)象遂遂。然而事實(shí)并非如此,仔細(xì)看一下導(dǎo)軌面潤滑的情況旁囤,就可以斷定不是這個問題悟肉。
機(jī)床爬行和振動問題是屬于速度的問題喝园。既然是速度的問題就要去找速度環(huán),我們知道機(jī)床的速度的整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的乞挥。特別應(yīng)該著重指出省瓜,速度調(diào)節(jié)器的時間常數(shù),也就是速度調(diào)節(jié)器積分時間常數(shù)是以毫秒計(jì)的赤巢,因此彤笼,整個機(jī)床的伺服運(yùn)動是一個過渡過程,是一個調(diào)節(jié)過程嗓奢。
凡是與速度有關(guān)的問題讼撒,只能去查找速度調(diào)節(jié)器。因此股耽,機(jī)床振動問題也要去查找速度調(diào)節(jié)器根盒。可以從以下這些地方去查找速度調(diào)節(jié)器故障:一個是給定信號物蝙,一個是反饋信號炎滞,再一個就是速度調(diào)節(jié)器的本身。
第一個是由位置偏差計(jì)數(shù)器出來經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送來的模擬是VCMD诬乞,這個信號是否有振動分量册赛,可以通過伺服板上的插腳(FANUC6系統(tǒng)的伺服板是X18腳)來看一看它是否在那里振動。
我們可以去觀察測速發(fā)電機(jī)的波形补搅,由于機(jī)床在振動,說明機(jī)床的速度在激烈的振蕩中泞霹,當(dāng)然測速發(fā)電機(jī)反饋回來的波形一定也是動蕩不已的舱闪。但是我們可以看到,測速發(fā)電機(jī)反饋的波形中是否出現(xiàn)規(guī)律的大起大落俱菜,十分混亂現(xiàn)象阶务。這時,我們最好能測一下機(jī)床的振動頻率與電機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度是否存在一個準(zhǔn)確的比率關(guān)系恕琅,譬如振動的頻率是電機(jī)轉(zhuǎn)速的四倍頻率忧龙。這時我們就要考慮電機(jī)或測速發(fā)電機(jī)有故障的問題。
因?yàn)檎駝宇l率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成一定比率,首先就要檢查一下電動機(jī)是否有故障秆牍,檢查它的碳刷,整流子表面狀況剃拇,以及機(jī)械振動的情況支读,并要檢查滾珠軸承的潤滑的情況,整個這個檢查害淤,可不必全部拆卸下來扇雕,可通過視察官進(jìn)行觀察就可以了,軸承可以用耳去聽聲音來檢查窥摄。如果沒有什么問題镶奉,就要檢查測速發(fā)電機(jī)。測速發(fā)電機(jī)一般是直流的崭放。
測速發(fā)電機(jī)就是一臺小型的永磁式直流發(fā)電機(jī)哨苛,它的輸出電壓應(yīng)正比于轉(zhuǎn)速,也就是輸出電壓與轉(zhuǎn)速是線性關(guān)系币砂。只要轉(zhuǎn)速一定建峭,它的輸出電壓波形應(yīng)當(dāng)是一條直線,但由于齒槽的影響及整流子換向的影響决摧,在這直線上附著一個微小的交變量亿蒸。為此,測速反饋電路上都加了濾波電路掌桩,這個濾波電路就是削弱這個附在電壓上的交流分量边锁。
測速發(fā)電機(jī)中常常出現(xiàn)的一個毛病就是炭刷磨下來的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi),造成測速發(fā)電機(jī)片間短路波岛,一旦出現(xiàn)這樣的問題就避免不了這個振動的問題乾哆。
這是因?yàn)檫@個被短路的元件一會在上面支路,一會在下面支路驶闰,一會正好處于換向狀態(tài)杏紫,這3種情況就會出現(xiàn)3種不同的測速反饋的電壓。在上面支路時阔垢,上面支路由于少了一個元件申蔗,電壓必然要小,而當(dāng)它這個元件又轉(zhuǎn)到了下面支路時挨奶,下面的電壓也小些玖,這時不論在上面支路,還是在下面支路中粥萍,都必然使這兩條支路的端電壓下降步垢,且有一個平衡電流流過這兩條并聯(lián)的支路,又造成一定的電壓降。當(dāng)這個元件處于換向易解,正好它也處于短路撰钥,這時上下兩個支路沒有短路元件,電壓得以恢復(fù)腥椒,且也無環(huán)流阿宅。這樣,與正常測速發(fā)電機(jī)狀態(tài)一樣笼蛛。為此洒放,三種不同情況下電壓做了一個周期地變化,這個電壓反饋到調(diào)節(jié)器上時滨砍,勢必引起調(diào)節(jié)器的輸出也做出相應(yīng)地往湿,周期地變化。這是僅僅說了一個元件被短路惋戏。特別嚴(yán)重時有一遍換向片全部被碳粉給填平了领追,全部短路,這樣就會更為嚴(yán)重的電壓波動响逢。
反饋信號與給定信號對于調(diào)節(jié)器來說是完全相同的蔓腐。所以,出現(xiàn)了反饋信號的波動龄句,必然引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)回论,這樣就引起機(jī)床的振動。
這種情況發(fā)生時畦洞,非常容易處理晴消,只要把電機(jī)后蓋拆下,就露出測速發(fā)電機(jī)的整流子铡捉。這時不必做任何拆卸战决,只要用尖銳的勾子,小心地把每個槽子勾一下劲徙,然后用細(xì)砂紙光一下勾起的毛刺窘燎,把整流片表面再用無水酒精擦一下,再放上炭刷就可以了秘挥。這里特別要注意的是用尖銳的勾子去勾換向片間槽口時昂待,別碰到繞組,因?yàn)槔@組線很細(xì)功缤,一旦碰破就無法修復(fù)呜唁,只有重新更換繞組。再一個千萬不要用含水酒精去擦斜劳,這樣弄完了絕緣電阻下降無法進(jìn)行烘干导盅,這樣就會拖延修理期限较幌。
除了我們上面討論過這些引起振動的原因外,還可能是系統(tǒng)本身的參數(shù)引起的振蕩白翻。眾所周知乍炉;一個閉環(huán)系統(tǒng)也可能由于參數(shù)設(shè)定不好,而引起系統(tǒng)振蕩滤馍,但最佳的消除這個振蕩方法就是減少它的放大倍數(shù)恩急,在FANUC的系統(tǒng)中調(diào)節(jié)RV1,逆時鐘方向轉(zhuǎn)動纪蜒,這時可以看出立即會明顯變好,但由于RV1調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小此叠,有時調(diào)不過來纯续,只能改變短路棒,也就是切除反饋電阻值灭袁,降低整個調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)猬错。
采用這些方法后,還做不到完全消除振動茸歧,甚至是無效的倦炒,就要考慮對速度調(diào)節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形。
在這個實(shí)例中晶会,出現(xiàn)爬行時毁兼,電機(jī)是在低速,一旦提高速度就震起來禀瓜,這時電流就可能出現(xiàn)過流報(bào)警坝跃。產(chǎn)生這種報(bào)警的原因是機(jī)床工作臺面為了迅速跟限反饋信號的變化而變化,必須有一個很大的加速度才行丹仅,這個加速度就是由電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給出的鹅昭。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化來響應(yīng)這個速度給定信號(實(shí)際上是反饋信號)的變化。轉(zhuǎn)矩就是電流信號贺壮。大的轉(zhuǎn)矩束湃,就是大的電流信號造成的,在電流環(huán)中出現(xiàn)了一個電流的激烈變化大愁,從而出現(xiàn)了過電流現(xiàn)象袖共。
在振動時不報(bào)警,而在振動加大時乎壮,出現(xiàn)了過電流報(bào)警幻林。
從這個例子中,我們可以這樣總結(jié):位置問題去找位置環(huán)音念,而速度問題去找速度環(huán)沪饺。所謂位置環(huán)就是研究零件加工的尺寸問題,零件的尺寸的精度要去研究位置環(huán)。當(dāng)然整葡,零件尺寸的重復(fù)精度還和基準(zhǔn)點(diǎn)有關(guān)件余,我們在后面還要討論基準(zhǔn)點(diǎn)返回問題。但總的說來遭居,尺寸問題啼器,位置問題,要求考慮的對象是位置環(huán)俱萍,或者說與位置環(huán)有關(guān)的部分應(yīng)是考慮的主要對象端壳。速度的問題就要去研究速度環(huán)以及與速度環(huán)有關(guān)的部分。
加工零件形狀有了問題枪蘑,這顯然是由幾個軸進(jìn)行插補(bǔ)造成的损谦。這就是NC對軸進(jìn)行的脈沖分配,那么如果我們認(rèn)為NC對軸的脈沖分配是正確的(常常是這樣咆上,很少遇到是NC出了毛病祝遗,或插補(bǔ)軟件出了毛病而出現(xiàn)形狀不對的現(xiàn)象),那么各軸在忠實(shí)地執(zhí)行NC的指令上肯定存在問題准贯。我們可以去查各個軸伺服單元存在的問題说拾。我們?nèi)绻爰庸ひ粭l有一定斜率的直線,那么這兩個軸的速度要按斜率的比率關(guān)系給定掘防。
由于數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化產(chǎn)品蝗广,這里邊影響機(jī)床正常工作的因素很多,例如上面我們曾討論過的加工形狀誤差的原因窿茧,除了電氣方面的問題之外涡似,我們在數(shù)控機(jī)床的驗(yàn)收一節(jié)中曾經(jīng)討論過失動量的測定,這也是影響加工的幾何形狀一個重要問題薯湾,這個機(jī)械方面的問題也與電氣的問題混在一起怨怒,這種情況就十分難以分辨出到底哪個因素在這個問題中的比重占有多少。
這些相關(guān)的因素是制約我們迅速查出故障的重要因素线满。
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