廣東(dong)數控車床是機械、液壓、電氣和計算機技術高度集成的一體化產品,其故障的發生也多數是機械、液壓、電氣等方面的綜合反映。分析數控車床進給系統爬行與振動現象的產生原因，闡述故障的診斷與維修,并通過實例說明診斷與維修技術方法。
【爬行與振(zhen)動現象(xiang)及產生原因】
在驅動(dong)(dong)移動(dong)(dong)部(bu)件(jian)低速運(yun)(yun)(yun)行(xing)過程中，數(shu)控(kong)車床進(jin)給系統會(hui)出現移動(dong)(dong)部(bu)件(jian)開(kai)始時不能啟(qi)動(dong)(dong)，啟(qi)動(dong)(dong)后(hou)又突然作加速運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)，而(er)后(hou)又停頓，繼(ji)而(er)又作加速運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)，移動(dong)(dong)部(bu)件(jian)如此周而(er)復始忽停忽跳、忽慢(man)忽快的運(yun)(yun)(yun)動(dong)(dong)現象稱為爬(pa)行(xing)。而(er)當其以高速運(yun)(yun)(yun)行(xing)時，移動(dong)(dong)部(bu)件(jian)又會(hui)出現明顯(xian)的振(zhen)動(dong)(dong)。
對于數控車床(chuang)進給(gei)系統(tong)產(chan)生(sheng)爬行(xing)的原因，一般認(ren)為是(shi)由于機床(chuang)運(yun)(yun)動(dong)部件之間潤(run)滑不好，導(dao)致(zhi)機床(chuang)工(gong)作臺(tai)移動(dong)時(shi)靜(jing)摩擦(ca)阻(zu)力增(zeng)大(da)；當電(dian)機驅動(dong)時(shi)，工(gong)作臺(tai)不能向前運(yun)(yun)動(dong)，使(shi)滾珠絲杠產(chan)生(sheng)彈性變(bian)形，把電(dian)機的能量(liang)(liang)貯(zhu)存(cun)在變(bian)形上；電(dian)動(dong)機繼續驅動(dong)，貯(zhu)存(cun)的能量(liang)(liang)所產(chan)的彈性力大(da)于靜(jing)摩擦(ca)力時(shi)，機床(chuang)工(gong)作臺(tai)向前蠕(ru)動(dong)，周而復始(shi)地這(zhe)樣(yang)運(yun)(yun)動(dong)，產(chan)生(sheng)了爬行(xing)的現象。
事實上這只(zhi)是其中的一(yi)個原因(yin)，產生這類故障(zhang)的原因(yin)還可能是機(ji)械進(jin)給(gei)傳(chuan)動鏈出(chu)現了(le)故障(zhang)，也可能是進(jin)給(gei)系(xi)統電氣(qi)(qi)部(bu)分(fen)出(chu)現了(le)問題，或(huo)者是系(xi)統參數設置不(bu)當的緣(yuan)故，還可能是機(ji)械部(bu)分(fen)與電氣(qi)(qi)部(bu)分(fen)的綜合故障(zhang)所造成。
【爬行與(yu)振動故障的(de)診斷與(yu)排(pai)除】
對于(yu)數控車床(chuang)出現的爬(pa)行與(yu)(yu)振動故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)，不能急于(yu)下結論，而應根據(ju)產(chan)生故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)的可(ke)能性(xing)，羅列出可(ke)能造成數控車床(chuang)爬(pa)行與(yu)(yu)振動的有關因素，然后逐項排隊，逐個(ge)因素檢查(cha)、分析(xi)、定位和排除故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)。查(cha)到哪一(yi)處(chu)(chu)有問(wen)題，就將該處(chu)(chu)的問(wen)題加以(yi)分析(xi)，看看是否是造成故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)的主(zhu)要矛盾，直至將每一(yi)個(ge)可(ke)能產(chan)生故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)的因素都查(cha)到。{zh1}再統籌(chou)考慮，提出一(yi)個(ge)綜(zong)合性(xing)的解決問(wen)題方案(an)，將故(gu)(gu)障(zhang)(zhang)排除。
排除(chu)數(shu)控車(che)床(chuang)進給系統爬行與振動故障的具體方法如下：
（1）對故障發生的部位進行(xing)分析
爬行(xing)(xing)與(yu)振(zhen)動(dong)故障通常需要在機械部件和(he)進給(gei)伺服系統查找問(wen)題。因(yin)(yin)為數控(kong)車(che)床進給(gei)系統低速(su)時的爬行(xing)(xing)現象往往取決于機械傳動(dong)部件的特性，高速(su)時的振(zhen)動(dong)現象又通常與(yu)進給(gei)傳動(dong)鏈中運動(dong)副的預緊力有關(guan)。另外，爬行(xing)(xing)和(he)振(zhen)動(dong)問(wen)題是與(yu)進給(gei)速(su)度(du)密切相關(guan)的，因(yin)(yin)此也要分析(xi)進給(gei)伺服系統的速(su)度(du)環和(he)系統參數。
（2）機(ji)械部件故(gu)障的檢查(cha)和(he)排除
造(zao)(zao)(zao)成爬行(xing)與振動(dong)(dong)的原因如果在機械部件，首先要檢(jian)查(cha)導(dao)(dao)軌副。因為移動(dong)(dong)部件所受(shou)的摩擦阻(zu)(zu)力(li)主要是來自(zi)導(dao)(dao)軌副，如果導(dao)(dao)軌副的動(dong)(dong)、靜摩擦系數大(da)，且其差值也大(da)，將容易造(zao)(zao)(zao)成爬行(xing)。盡(jin)管數控(kong)車床的導(dao)(dao)軌副廣泛采用了滾(gun)動(dong)(dong)導(dao)(dao)軌、靜壓(ya)導(dao)(dao)軌或(huo)塑料導(dao)(dao)軌，如果調(diao)整不好，仍(reng)會(hui)造(zao)(zao)(zao)成爬行(xing)或(huo)振動(dong)(dong)。靜壓(ya)導(dao)(dao)軌應(ying)著重檢(jian)查(cha)靜壓(ya)是否(fou)建立(li)；塑料導(dao)(dao)軌應(ying)檢(jian)查(cha)有否(fou)雜質或(huo)異物阻(zu)(zu)礙導(dao)(dao)軌副運動(dong)(dong)，滾(gun)動(dong)(dong)導(dao)(dao)軌則(ze)應(ying)檢(jian)查(cha)預緊是否(fou)良好。
導(dao)軌(gui)(gui)副的潤(run)滑(hua)不好也可能引起爬(pa)行(xing)問題(ti)，有(you)時出現爬(pa)行(xing)現象僅(jin)僅(jin)就是(shi)導(dao)軌(gui)(gui)副潤(run)滑(hua)狀態(tai)不好造成的。這時采(cai)用具有(you)防(fang)爬(pa)作用的導(dao)軌(gui)(gui)潤(run)滑(hua)油(you)是(shi)一種非常有(you)效的措(cuo)施，這種導(dao)軌(gui)(gui)潤(run)滑(hua)油(you)中有(you)極性添加劑，能在導(dao)軌(gui)(gui)表面形成一層不易破裂(lie)的油(you)膜，從而改善導(dao)軌(gui)(gui)的摩擦特性。
其次，要檢查(cha)(cha)進給傳(chuan)動(dong)鏈。在進給系(xi)統(tong)中，伺服驅動(dong)裝置到移動(dong)部件(jian)之間必(bi)定要經過(guo)由齒(chi)輪、絲(si)(si)杠(gang)螺(luo)母副(fu)(fu)或(huo)其他傳(chuan)動(dong)副(fu)(fu)所(suo)組成(cheng)的傳(chuan)動(dong)鏈。有效提(ti)(ti)高(gao)這一(yi)傳(chuan)動(dong)鏈的扭(niu)轉(zhuan)和(he)拉(la)壓剛(gang)度，對于(yu)提(ti)(ti)高(gao)運動(dong)精度，xx爬行(xing)非常(chang)有益。引起(qi)移動(dong)部件(jian)爬行(xing)的原因(yin)(yin)之一(yi)常(chang)常(chang)是因(yin)(yin)為對軸(zhou)承、絲(si)(si)杠(gang)螺(luo)母副(fu)(fu)和(he)絲(si)(si)杠(gang)本身的預緊或(huo)預拉(la)不(bu)理想造(zao)成(cheng)的。傳(chuan)動(dong)鏈太長、傳(chuan)動(dong)軸(zhou)直(zhi)徑偏小、支(zhi)承和(he)支(zhi)承座的剛(gang)度不(bu)夠(gou)也(ye)(ye)是引起(qi)爬行(xing)的不(bu)可(ke)忽略的因(yin)(yin)素，因(yin)(yin)此在檢查(cha)(cha)時也(ye)(ye)要考慮這些方面(mian)是否有缺陷。
另(ling)外機械系統連接不良，如(ru)聯軸器損(sun)壞等也可能引起機床的振動和爬行(xing)。
（3）進給伺服(fu)系(xi)統故障的檢查(cha)和排除
如果爬(pa)行與(yu)振動的故障原因在(zai)進給伺(si)服系(xi)統(tong)(tong)，則(ze)需要分別檢(jian)(jian)查伺(si)服系(xi)統(tong)(tong)中各有關(guan)(guan)環節。應(ying)檢(jian)(jian)查速(su)度(du)調節器、伺(si)服電機或測(ce)速(su)發(fa)電機、系(xi)統(tong)(tong)插補精度(du)、系(xi)統(tong)(tong)增益、與(yu)位置(zhi)控制有關(guan)(guan)的系(xi)統(tong)(tong)參數設定有無(wu)錯(cuo)誤(wu)、速(su)度(du)控制單(dan)元上短路(lu)棒(bang)設定是否正確、增益電位器調整有無(wu)偏差以及速(su)度(du)控制單(dan)元的線路(lu)是否良好等環節，逐(zhu)項(xiang)檢(jian)(jian)查分類(lei)排除。
①速度調節器的檢測
對(dui)速(su)度調(diao)(diao)(diao)節器(qi)(qi)的(de)(de)(de)故(gu)障，主(zhu)要檢(jian)測給定(ding)信(xin)號(hao)(hao)、反饋信(xin)號(hao)(hao)和速(su)度調(diao)(diao)(diao)節器(qi)(qi)本(ben)身是否存在問(wen)(wen)題。給定(ding)信(xin)號(hao)(hao)可以通(tong)過由位置偏差(cha)計(ji)數器(qi)(qi)出來經D/A轉換(huan)給速(su)度調(diao)(diao)(diao)節器(qi)(qi)送(song)出的(de)(de)(de)模擬信(xin)號(hao)(hao)VCMD的(de)(de)(de)檢(jian)測實(shi)現，這個信(xin)號(hao)(hao)是否有(you)振動(dong)分(fen)量(liang)可以通(tong)過對(dui)伺服板上的(de)(de)(de)插腳(jiao)用示波(bo)器(qi)(qi)來觀察。如果就有(you)一(yi)個周期(qi)的(de)(de)(de)振動(dong)信(xin)號(hao)(hao)，那毫無(wu)疑(yi)問(wen)(wen)機床振動(dong)是正確的(de)(de)(de)，速(su)度調(diao)(diao)(diao)節器(qi)(qi)這一(yi)部分(fen)沒有(you)問(wen)(wen)題，而(er)是前級(ji)有(you)問(wen)(wen)題；然(ran)后向D/A轉換(huan)器(qi)(qi)或(huo)偏差(cha)計(ji)數器(qi)(qi)去查(cha)找問(wen)(wen)題，如果我們測量(liang)結果沒有(you)任何振動(dong)的(de)(de)(de)周期(qi)性的(de)(de)(de)波(bo)形，那么問(wen)(wen)題肯定(ding)出在反饋信(xin)號(hao)(hao)和速(su)度調(diao)(diao)(diao)節器(qi)(qi)。
②測速電機反饋(kui)信號的檢(jian)測
反饋(kui)信(xin)號(hao)與給定信(xin)號(hao)對(dui)于調(diao)節器來說是(shi)xx相同的(de)(de)(de)。因此(ci)出(chu)現(xian)了反饋(kui)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)波動(dong)(dong)，必然(ran)引起速(su)(su)度調(diao)節器的(de)(de)(de)反方(fang)向調(diao)節，這樣就(jiu)引起機(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)振動(dong)(dong)。由于機(ji)床(chuang)在振動(dong)(dong)，說明機(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)速(su)(su)度在激(ji)烈的(de)(de)(de)振蕩(dang)中(zhong)，當然(ran)測速(su)(su)發(fa)電機(ji)反饋(kui)回(hui)來的(de)(de)(de)波形也一(yi)定是(shi)動(dong)(dong)蕩(dang)的(de)(de)(de)。這時如果機(ji)床(chuang)的(de)(de)(de)振動(dong)(dong)頻率與電機(ji)旋(xuan)轉(zhuan)的(de)(de)(de)速(su)(su)度存(cun)在一(yi)個(ge)準確的(de)(de)(de)比率關(guan)系，譬如振動(dong)(dong)的(de)(de)(de)頻率是(shi)電機(ji)轉(zhuan)速(su)(su)的(de)(de)(de)四倍頻率。這時我們就(jiu)要考慮(lv)電機(ji)或測速(su)(su)發(fa)電機(ji)有故(gu)障的(de)(de)(de)問題(ti)。
③電機檢(jian)查
當機床(chuang)振動頻率與電機轉速成(cheng)一定比率，首先就要檢查(cha)一下電動機是否有故(gu)障，檢查(cha)它的(de)碳(tan)刷、整流子表面狀況，以及檢查(cha)滾珠軸承(cheng)的(de)潤滑(hua)情(qing)況。
另外電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)電(dian)(dian)(dian)樞線圈(quan)不良也會引起系統(tong)振動(dong)(dong)。這種情況可以通過測(ce)(ce)量電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)的空載電(dian)(dian)(dian)流進行(xing)確認，若空載電(dian)(dian)(dian)流隨(sui)轉速成正比增(zeng)加，則說(shuo)明(ming)電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)內部有短路現象(xiang)(xiang)。出現本故(gu)障(zhang)一般應首先清(qing)理換向器、檢(jian)查電(dian)(dian)(dian)刷等環(huan)節，再(zai)進行(xing)測(ce)(ce)量確認。如(ru)果故(gu)障(zhang)現象(xiang)(xiang)依然存在，則可能(neng)是線圈(quan)匝間有短路現象(xiang)(xiang)，應對電(dian)(dian)(dian)動(dong)(dong)機(ji)進行(xing)維修處理。如(ru)果沒有什么(me)問題，就要檢(jian)查測(ce)(ce)速發電(dian)(dian)(dian)機(ji)。
④脈沖編碼器或測(ce)速發電機的檢測(ce)
對于脈沖編(bian)碼(ma)器或測(ce)速(su)發電(dian)機(ji)不良(liang)的情況，可按下述方法進行測(ce)量(liang)檢查。首先將位置環、速(su)度環斷開，手動(dong)電(dian)動(dong)機(ji)旋轉，觀(guan)察速(su)度控(kong)制(zhi)單元印制(zhi)電(dian)路板上F/V變換器的電(dian)壓，如果出現電(dian)壓突然下跌(die)的波形，則說明(ming)反饋(kui)部件(jian)不良(liang)。
測(ce)速發電機(ji)中(zhong)常(chang)常(chang)出(chu)現的(de)(de)一個問題是炭刷磨下(xia)來(lai)的(de)(de)炭粉積存在換向片(pian)之間(jian)(jian)的(de)(de)槽(cao)內，造成測(ce)速發電機(ji)換向片(pian)片(pian)間(jian)(jian)短路，一旦出(chu)現這樣的(de)(de)問題就會(hui)引(yin)起振動。
⑤系(xi)統參數的調節
一個閉環(huan)系(xi)統也(ye)可(ke)能是(shi)由于參(can)數(shu)設定不合(he)理而引起系(xi)統振(zhen)(zhen)蕩，xx振(zhen)(zhen)蕩的(de)(de){zj0}方(fang)法就是(shi)減(jian)少放(fang)大倍數(shu)。在FUNAC的(de)(de)系(xi)統中(zhong)調(diao)節RV1，逆時針方(fang)向(xiang)轉動(dong)，這時可(ke)以看出立即會明顯變(bian)好，但由于RV1調(diao)節電位器的(de)(de)范圍比較小(xiao)，有時調(diao)不過來，只(zhi)能改變(bian)短路棒(bang)，也(ye)就是(shi)切除反饋電阻值，降低整個調(diao)節器的(de)(de)放(fang)大倍數(shu)。
⑥外部(bu)干擾的處理
對(dui)(dui)于(yu)固定不變的(de)(de)干擾，可檢查F/V變換器、電流檢測端子以及同步端的(de)(de)波形，檢查是否存在干擾，并采取(qu)相應的(de)(de)措施。對(dui)(dui)于(yu)偶然性(xing)干擾，只有(you)通過有(you)效(xiao)的(de)(de)屏(ping)蔽、可靠的(de)(de)接地等措施，盡可能予以避免。
采用這些方法后，還做不到xxxx振動，甚至是無效的，就要考慮對速度調節器板更換或換下后徹底檢查各處波形。 //taomeizhuang.cn