數控機床進給時出現爬行與振動（dòng）現象 如何解決是關鍵

在驅動移動部件低速運行過程中，數（shù）控機床進給係統會出現移動部件（jiàn）開始時不能啟動，啟動後又突然作加速運動，而後又停頓，繼而又作加（jiā）速運（yùn）動，移動部件如（rú）此周而複始忽停忽跳、忽慢忽快的運動（dòng）現象稱為爬行。而當其以高速運行時，移動部件又（yòu）會出現明顯的振動（dòng）。

對於數控機床（chuáng）進給係統產生爬行（háng）的原因（yīn），一（yī）般認為是由於機床運動部件之間潤滑不（bú）好，導致（zhì）機床工作台移動時靜摩擦阻力增大；當（dāng）電機驅動時，工作（zuò）台不能向（xiàng）前運動，使滾珠絲杠產（chǎn）生彈性變形，把電機的能量貯存在變形上；電動機繼續驅（qū）動，貯存的能量所產的彈性力大（dà）於靜摩擦力時，機床工（gōng）作台向前（qián）蠕動，周而（ér）複始地這樣運（yùn）動，產生了爬（pá）行的現象。

事實上這隻是（shì）其中的一個原因，產生（shēng）這類故障的原因還可能是機（jī）械進給傳動鏈出現了故障，也可能是進（jìn）給係統電氣部分出現了問題，或者是係統（tǒng）參數設置不當的緣故，還可能是（shì）機械部分與電（diàn）氣部分的綜合故障所（suǒ）造成。

【爬行與振動故障（zhàng）的診斷與排除】

對於數控機床出現的爬行與振動故障（zhàng），不能急於下結論，而應根據產生故障（zhàng）的可能性，羅列出可（kě）能造成數控機床爬行與振動的有關因（yīn）素，然後（hòu）逐項排隊，逐個（gè）因素檢查、分析（xī）、定位和排除故障。查到哪一（yī）處有問題，就將該處的問（wèn）題加以分析，看看是（shì）否是造成故障的（de）主要矛盾，直至將每一個可能產生故障的因素都查到。

最後再統（tǒng）籌考（kǎo）慮，提出一個綜合（hé）性的解決問題方案，將故障排（pái）除。排除數控機床進給係統（tǒng）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分析

爬行（háng）與振動故障通常需要在機械部件（jiàn）和進給伺服係統查找問題。因為（wéi）數控機床進給係統低速時（shí）的爬（pá）行現象往往（wǎng）取決於機（jī）械傳動部件的特性，高速時的振動現象又（yòu）通常與進給（gěi）傳動鏈中運動副的預緊力有關。

另（lìng）外，爬行和振動（dòng）問題是（shì）與進給速度密切相關的，因此也要分析進（jìn）給伺服（fú）係統的速度環和係統（tǒng）參數（shù）。

（2）機（jī）械部件故障的檢查和排除

造成爬行與振動的原（yuán）因如果在機械部件，首先（xiān）要檢查導軌副。因（yīn）為（wéi）移動部件（jiàn）所受（shòu）的摩擦阻力主要是來自導軌副，如果導軌副的（de）動、靜摩擦係數大，且其差值也大，將容易造成爬（pá）行。

盡（jìn）管數控機床的導軌副廣泛采用了滾動導（dǎo）軌、靜壓導軌（guǐ）或塑料導軌，如果調整（zhěng）不好，仍會造成爬（pá）行或振動（dòng）。靜壓導軌應著重檢查靜壓是否建立；塑料導軌（guǐ）應檢查有否雜質或異物阻礙導軌副運動，滾動導軌則應檢查（chá）預緊是否良好。

導軌副的潤滑不好也可能引起爬行問題，有時出現爬行現象僅僅就是導軌副潤滑狀態不好造成的（de）。這時采用具有防爬作用的導軌潤滑油是一種非（fēi）常有效（xiào）的措施，這種導（dǎo）軌潤滑油中有極性添加劑，能在（zài）導（dǎo）軌表麵形成一層（céng）不易破裂的油膜，從而改善導軌的摩擦特性。

其次，要（yào）檢查進給傳動鏈（liàn）。在進給係（xì）統中，伺服驅動（dòng）裝置到移動部（bù）件之間必定要經過由齒輪（lún）、絲杠螺母副或其他傳動副所組成（chéng）的（de）傳動鏈。有效提高（gāo）這一傳動鏈的扭轉和（hé）拉壓剛度（dù），對於提高運動精度，消除爬行非常有益。

引起移動（dòng）部件爬行的原因之一常常是因為對軸承、絲杠螺母（mǔ）副和絲杠本身的預緊或預（yù）拉不理想造成的。傳動（dòng）鏈太長、傳動軸直徑偏小、支承和支承座的剛度不夠（gòu）也（yě）是引起爬行的不可忽略的因素，因此（cǐ）在檢查時（shí）也要考慮這些方麵是否有缺陷。

另外機械（xiè）係統（tǒng）連接不（bú）良，如聯軸器損壞等也可能引起機床的振動和爬行。

（3）進給伺服係（xì）統故障的（de）檢查和排除

如果爬行與振動的故障原因在進給伺服係統，則需要分別檢查伺服係（xì）統中各有關環節。應檢查速（sù）度調節器、伺服電機或測速發電機、係統插補精度、係（xì）統增益、與位（wèi）置控（kòng）製有關的係統參（cān）數（shù）設定有無錯誤、速度控製單元上短路棒設定是否正確（què）、增益電位器調整有無偏差以及速度控製（zhì）單元的線路是否良（liáng）好等（děng）環節，逐項檢查分類排除。

①速（sù）度調節器的檢測

對速（sù）度調（diào）節（jiē）器的故（gù）障，主要檢測（cè）給定（dìng）信號、反饋信號和速度調節器本（běn）身是否存在（zài）問題。給定信號可以通過由位置偏差計數器出來經D/A轉換給速度（dù）調節器送出的模擬信號VCMD的檢測實現，這個信號（hào）是否有振動分量可以通過對伺服板上的插腳用示波（bō）器來觀察。如果就有一個周期的（de）振（zhèn）動信號，那毫無疑問（wèn）機床振動是（shì）正確的，速度調節器這一部分沒有問題（tí），而是前級有問題；然後向D/A轉換器或偏差（chà）計數器去（qù）查找（zhǎo）問題，如果我（wǒ）們測量結果沒有任何振動的周期性的波形，那麽問題肯定出在（zài）反饋信號和速（sù）度調節器。

②測速電機反饋信號的檢測

反饋信號與給定信號對於調節器來（lái）說是完全相同的。因此出（chū）現了反（fǎn）饋信號的（de）波動（dòng），必然引起速（sù）度調節器的反方向（xiàng）調節，這樣就引起機床（chuáng）的（de）振動。由於機床在振動，說明機床的速度在激烈的振蕩中，當然測速發（fā）電機反（fǎn）饋回來的波形也一定是動蕩的。這時如果機床的振動頻率與（yǔ）電機旋轉（zhuǎn）的速度存（cún）在（zài）一個準確的比率關係，譬如振動的頻率是電機轉速的四倍頻率。這時我們就要考（kǎo）慮電機或測速發電機有故障的問題。

③電機檢查

當機床振動頻率與電機轉（zhuǎn）速成一定比（bǐ）率，首先就要檢查一下電動機是否有故障，檢（jiǎn）查它的碳（tàn）刷、整流子表麵狀況，以及檢（jiǎn）查滾（gǔn）珠軸承的潤滑情況。

另外電動機電（diàn）樞線圈（quān）不（bú）良也會引起係統振動。這（zhè）種情況可以通過測量電（diàn）動機（jī）的空載電流進行確認，若空載電流隨轉速成正（zhèng）比增加，則說明電動機內部有（yǒu）短路現象（xiàng）。出現（xiàn）本故障一般（bān）應首先清理換向器、檢查電刷等環節（jiē），再進行測量確認。如果（guǒ）故障現（xiàn）象依然存在，則可（kě）能是線圈匝（zā）間有（yǒu）短路現象，應對電動機（jī）進行維修處理。如果沒（méi）有什麽問題，就要檢查測速發電機（jī）。

④脈衝編碼器或測速（sù）發（fā）電（diàn）機的檢測

對於脈衝編碼器或測速發電機（jī）不（bú）良的情況，可按下述方法進（jìn）行測量檢查。首先將位置環、速度環斷開，手（shǒu）動電動機旋轉，觀察速度控製單元印製電路板上F/V變換器的電壓，如果出現電壓突然（rán）下跌的波形（xíng），則說明反饋部件不（bú）良。

測速（sù）發電機中常常出現的一個問題是炭刷（shuā）磨下來的炭粉積存（cún）在換向片之間的槽內，造成測速發電機換向片片間（jiān）短（duǎn）路，一旦出現這樣的問題就會引起振動。

⑤係統參數的調節

一個閉環係統也可能是由於參（cān）數（shù）設（shè）定不合理而引起係統振蕩，消除振蕩的最佳方法就是減少放大倍數。在FUNAC的係統中調節RV1，逆時針方向轉動（dòng），這時可以看出立即會（huì）明顯變（biàn）好，但由於RV1調節電位器的範圍比較小，有時調不過來，隻能改變（biàn）短路棒，也就是切除反饋電阻值，降低整個調節器的（de）放大倍數。

⑥外部幹擾的處理

對於固定不變的幹（gàn）擾，可檢（jiǎn）查F/V變換器、電流檢測端子（zǐ）以及同步端的波形，檢（jiǎn）查是否存在幹擾，並采取相應（yīng）的措施。對於偶然性幹擾，隻有（yǒu）通過（guò）有效的屏蔽、可靠的接地等措施，盡可能予以避免。

采用這些方法後（hòu），還做不到完全（quán）消除振動（dòng），甚至是無效的（de），就要考慮對速（sù）度調節器板更換或換下後徹底檢查各處波形。