數控機床進給時出現爬行與振動現象（xiàng） 如何解決是（shì）關鍵

在驅動移動部件低速運行過程中，數控（kòng）機床進給係（xì）統會出現移動部件開始時不能啟（qǐ）動，啟動後又突然作加速運動，而後又停頓，繼而又作加速運動，移動部件如此周而複始忽停忽跳、忽（hū）慢（màn）忽（hū）快的運動現象稱為爬行。而當其以高速運行時，移動（dòng）部件又會出現（xiàn）明（míng）顯（xiǎn）的振動（dòng）。

對於數控機床進給係統產生爬行的原因，一般認為是由於機床運動（dòng）部（bù）件之間潤滑不好，導致機床（chuáng）工作台移動時靜摩擦阻力增大；當電機驅（qū）動時，工作台不能向前運動，使滾珠絲杠產生彈性變形，把電機的能量貯存在變形（xíng）上；電動機繼續驅動，貯存的能量所（suǒ）產的彈性力大（dà）於靜摩擦力時，機床工作台向（xiàng）前蠕（rú）動，周而（ér）複始地這樣運動，產生了爬行的現象。

事實上這隻是其中的一個原因，產生這類故障的原因還可能是機械進給傳動鏈出現了故障，也可能是進給係統（tǒng）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（néng）是（shì）機械部分與電氣部分的綜合故障所造（zào）成。

【爬行與振動故障的（de）診（zhěn）斷與排除】

對於數控機床出現的爬行與振動故障，不能急於下（xià）結論，而應根據產生故（gù）障的可能性，羅（luó）列（liè）出可能（néng）造成數控機床爬行與振動的有（yǒu）關因素，然後逐項排（pái）隊，逐（zhú）個因素檢查、分析、定位和（hé）排除故障。查到哪一處（chù）有問題，就將該處的問題加以分析，看看是否是造成（chéng）故障的主要矛盾，直至將每一個可能產生故障的因素都查到。

最後再統籌考慮，提出（chū）一個綜合性（xìng）的（de）解決問題（tí）方案，將故（gù）障排除。排除數控機床（chuáng）進給係統爬行與振動故障的具體方（fāng）法如下：

（1）對故障發生的部位進行分析

爬行與（yǔ）振動故（gù）障通常需要在機械部件和進（jìn）給（gěi）伺服係統（tǒng）查找問題（tí）。因為（wéi）數控機床進給係統低速時的（de）爬行現象往往（wǎng）取決於機械傳動部件的（de）特性，高速時的振動現象又通常與進給傳動鏈（liàn）中運動副的預緊力有關。

另外，爬行和振動問題（tí）是與進給速度密切相關（guān）的，因此也要分析（xī）進給伺服係統的速度環和係統參數。

（2）機械部件故障的檢查和排除

造成爬行與（yǔ）振動的原因如（rú）果在機械部件，首先要檢查導軌副。因為移動部件所受的（de）摩擦阻力（lì）主要是來自導軌副，如果導軌副的動、靜摩擦係數大，且其差值也大，將（jiāng）容易造（zào）成爬行。

盡管數控機床的導軌副廣泛采用（yòng）了滾動導軌（guǐ）、靜壓導軌或塑料導軌，如果調（diào）整不好，仍會造成爬（pá）行或振動。靜壓導軌應著重檢查靜壓是否建立（lì）；塑料導軌應檢查有否雜質或異物阻礙導軌副（fù）運動，滾動導軌則應檢查預緊是否良好。

導（dǎo）軌副（fù）的（de）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（hǎo）造成的。這時采用具有（yǒu）防爬作用的導軌潤滑油是一（yī）種非常有效的措施，這種導軌潤滑油中有極性添加劑，能在導軌表（biǎo）麵形成一層不易破裂的油（yóu）膜，從而（ér）改善導軌的摩擦特性。

其次，要檢查進給傳動鏈。在進給係（xì）統中，伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經過由（yóu）齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。有效提高這一傳動鏈的扭轉和拉壓剛（gāng）度，對於提高運動精度，消（xiāo）除爬行非常有益。

引起移動部件爬行的原因之一常常是因為（wéi）對軸（zhóu）承、絲杠螺母副和絲杠本身的預緊或預拉不理（lǐ）想造（zào）成的。傳動鏈太長、傳動軸直徑偏小、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（sù），因（yīn）此在檢查時（shí）也要考慮這些方麵是否有缺陷。

另（lìng）外機械（xiè）係統連接不良，如聯軸器損壞等也（yě）可能引起機床的振動和爬行。

（3）進給伺服係統故障的檢查和排除

如果爬行與振動的故障原因在進給伺服係統，則（zé）需要分（fèn）別檢查伺（sì）服係統中各有關環節。應檢查速度調節器、伺服電機或測速發電（diàn）機、係（xì）統插補精度（dù）、係統增益、與位置控製有關的係統參數設定有無錯誤、速度控製單元上短（duǎn）路棒設定是否正確、增益電位器調整有無偏差以及（jí）速度控（kòng）製單元的線路是否良好等環（huán）節，逐項檢查分類排除。

①速度（dù）調節器的檢測

對速度調節器（qì）的（de）故障，主要檢（jiǎn）測給定信號、反饋信號和速度調節器本（běn）身是否存在問題。給（gěi）定信（xìn）號可以通（tōng）過由位置偏（piān）差（chà）計數器出來經D/A轉換給速度調節器送出的（de）模擬信號VCMD的檢測實現，這個信號是否有振動分量可以通過對伺服板上的插腳用示波器來觀察。如果就有一個周期的振（zhèn）動信號，那毫無疑問機（jī）床振動是正確的，速度調節器這一部分沒有問題，而是前級有問（wèn）題；然後向D/A轉換器或偏差（chà）計（jì）數器去查找問題（tí），如果我們測量結果沒有任何振動的周期性的波形，那麽問題肯定出在反饋（kuì）信號和速度調節器。

②測速電機反饋信號的檢測

反饋信（xìn）號與給定信號對於調節（jiē）器來說是完全相同的。因此出現了反饋信號的波（bō）動，必然引起速度調節器的反方向調節，這樣就引起機床（chuáng）的振動。由於機床在振動（dòng），說明機床的速度在激烈的振蕩中，當然測速發電機反饋回來的波形也一定是動蕩的。這（zhè）時如果機床的振動（dòng）頻率與電機旋轉的速度存在（zài）一個（gè）準確（què）的比率關係，譬如振動的頻（pín）率是電機轉速的四（sì）倍頻率。這時我們就要考慮電機或（huò）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速（sù）成一定比率，首（shǒu）先就要檢查一下（xià）電（diàn）動機是否有故障，檢查它的碳刷、整流子表麵狀況，以及檢查滾（gǔn）珠軸承的（de）潤滑情況。

另外電動機電樞線圈不（bú）良也會引起係統振動。這種情況可以通過測量電動機的空載電流（liú）進行確（què）認，若空（kōng）載電流隨轉速成正比增加，則（zé）說（shuō）明電動機內部有短路現象。出現本故障一般應首先清理換（huàn）向器、檢查電刷等環節，再（zài）進行測量確認。如果故障現象（xiàng）依然存在，則可能是線圈（quān）匝間有短路現象，應對（duì）電動機進行維修處（chù）理。如果沒（méi）有（yǒu）什麽問題，就要（yào）檢查測速發電機。

④脈衝編碼器或測速發電機的檢測

對於脈衝編碼（mǎ）器（qì）或測速發電機不良的情況，可按下述方法進行測量檢查。首先將位置環、速度環斷開，手動電動機旋轉，觀察速度控製（zhì）單元印製電路板上F/V變換器的電壓，如果出現電壓突然下跌的（de）波形（xíng），則說明反（fǎn）饋部件不良。

測速發電機中常常出現的一（yī）個問題是炭刷磨下來的炭粉（fěn）積存在換向片之間的槽內，造（zào）成測速（sù）發電機換向片片間短路，一旦出現這樣的問題（tí）就會引起振動。

⑤係統參數（shù）的調節

一個閉環係統也可能是由於參數設定不合（hé）理（lǐ）而引起係統振蕩，消除振（zhèn）蕩的最佳方法就（jiù）是減少放大倍數（shù）。在FUNAC的係統中調節RV1，逆時針方向轉動，這時（shí）可以（yǐ）看出立即會（huì）明顯變好，但（dàn）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（diàn）阻（zǔ）值，降低整個（gè）調節器的放大倍數（shù）。

⑥外（wài）部幹擾的（de）處理

對於固定不（bú）變的幹擾，可檢查F/V變換器（qì）、電流檢測端子以及同步端的波形，檢查是否存在幹擾，並采取相應的措施。對於偶然性幹擾，隻有通過有效的（de）屏蔽、可靠的接（jiē）地等（děng）措施，盡可能予（yǔ）以避免。

采（cǎi）用這些方法後，還做不到完全消除振動，甚至是無效（xiào）的，就要（yào）考慮對速度調節器板更換或換下（xià）後徹底（dǐ）檢查各處波形。