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【爬行與振動(dòng)現(xiàn)象及產(chǎn)生原因】

在驅(qū)動(dòng)移動(dòng)部件低速運(yùn)行過(guò)程中，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),，啟動(dòng)后又突然作加速運(yùn)動(dòng),，而后又停頓，繼而又作加速運(yùn)動(dòng),，移動(dòng)部件如此周而復(fù)始忽停忽跳,、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),，移動(dòng)部件又會(huì)出現(xiàn)明顯的振動(dòng),。

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,，導(dǎo)致機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)靜摩擦阻力增大,；當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)不能向前運(yùn)動(dòng),，使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生彈性變形,，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),，貯存的能量所產(chǎn)的彈性力大于靜摩擦力時(shí),，機(jī)床工作臺(tái)向前蠕動(dòng)，周而復(fù)始地這樣運(yùn)動(dòng),，產(chǎn)生了爬行的現(xiàn)象,。

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,，也可能是進(jìn)給系統(tǒng)電氣部分出現(xiàn)了問(wèn)題,，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,。

【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,，不能急于下結(jié)論，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,，然后逐項(xiàng)排隊(duì)，逐個(gè)因素檢查,、分析,、定位和排除故障。查到哪一處有問(wèn)題,，就將該處的問(wèn)題加以分析,，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。最后再統(tǒng)籌考慮,，提出一個(gè)綜合性的解決問(wèn)題方案,，將故障排除。

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：

（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,。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)。另外,，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)。

（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,，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，如果導(dǎo)軌副的動(dòng),、靜摩擦系數(shù)大,，且其差值也大，將容易造成爬行,。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，如果調(diào)整不好,，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；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),，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，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,。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，能在導(dǎo)軌表面形成一層不易破裂的油膜,，從而改善導(dǎo)軌的摩擦特性,。

其次，要檢查進(jìn)給傳動(dòng)鏈,。在進(jìn)給系統(tǒng)中,，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,。有效提高這一傳動(dòng)鏈的扭轉(zhuǎn)和拉壓剛度，對(duì)于提高運(yùn)動(dòng)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?yàn)閷?duì)軸承,、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),、傳動(dòng)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，因此在檢查時(shí)也要考慮這些方面是否有缺陷,。

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

（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),，則需要分別檢查伺服系統(tǒng)中各有關(guān)環(huán)節(jié),。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),、系統(tǒng)插補(bǔ)精度,、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,、速度控制單元上短路棒設(shè)定是否正確,、增益電位器調(diào)整有無(wú)偏差以及速度控制單元的線(xiàn)路是否良好等環(huán)節(jié)，逐項(xiàng)檢查分類(lèi)排除,。

①速度調(diào)節(jié)器的檢測(cè)

對(duì)速度調(diào)節(jié)器的故障,，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,。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),，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),，那毫無(wú)疑問(wèn)機(jī)床振動(dòng)是正確的,，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,；然后向D/A轉(zhuǎn)換器或偏差計(jì)數(shù)器去查找問(wèn)題,，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,。因此出現(xiàn)了反饋信號(hào)的波動(dòng)，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),。由于機(jī)床在振動(dòng)，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,。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，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,。

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,，首先就要檢查一下電動(dòng)機(jī)是否有故障，檢查它的碳刷,、整流子表面狀況,，以及檢查滾珠軸承的潤(rùn)滑情況。

另外電動(dòng)機(jī)電樞線(xiàn)圈不良也會(huì)引起系統(tǒng)振動(dòng),。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，則說(shuō)明電動(dòng)機(jī)內(nèi)部有短路現(xiàn)象,。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)，再進(jìn)行測(cè)量確認(rèn),。如果故障現(xiàn)象依然存在,，則可能是線(xiàn)圈匝間有短路現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行維修處理,。如果沒(méi)有什么問(wèn)題,，就要檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)。

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,，可按下述方法進(jìn)行測(cè)量檢查,。首先將位置環(huán)、速度環(huán)斷開(kāi),，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，如果出現(xiàn)電壓突然下跌的波形,，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)，造成測(cè)速發(fā)電機(jī)換向片片間短路,，一旦出現(xiàn)這樣的問(wèn)題就會(huì)引起振動(dòng),。

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),。在FUNAC的系統(tǒng)中調(diào)節(jié)RV1,，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,，但由于RV1調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小,，有時(shí)調(diào)不過(guò)來(lái)，只能改變短路棒,，也就是切除反饋電阻值,，降低整個(gè)調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)。

⑥外部干擾的處理

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

采用這些方法后,，還做不到完全消除振動(dòng),，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,。

（來(lái)源：網(wǎng)絡(luò)）