有關(guān)數(shù)控機(jī)床的爬行因素與解決技巧分析

成建峰，李太松，歐 杰

沈陽機(jī)床集團(tuán)，遼寧沈陽 110142

通常情況下，數(shù)控機(jī)床的爬行現(xiàn)象出現(xiàn)在當(dāng)機(jī)床低速運(yùn)行或者開始啟動(dòng)時(shí)，進(jìn)給系統(tǒng)的移動(dòng)部位不能運(yùn)行，然后突然又加速運(yùn)行，接著又停止運(yùn)轉(zhuǎn)，然后又開始運(yùn)行，始終在啟動(dòng)、停止和快速運(yùn)轉(zhuǎn)之間相互轉(zhuǎn)化。機(jī)床的爬行現(xiàn)象屬于進(jìn)給系統(tǒng)無報(bào)警故障。

當(dāng)機(jī)床在運(yùn)行過程中出現(xiàn)爬行現(xiàn)象時(shí)，機(jī)床維修工作者應(yīng)當(dāng)?shù)诌_(dá)現(xiàn)場問清在機(jī)床發(fā)生爬行現(xiàn)象前后機(jī)床所表現(xiàn)出的各種工作形式，爾后尋找發(fā)生爬行現(xiàn)象的原因，同時(shí)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行維修。

1 對機(jī)床出現(xiàn)故障的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行全面的了解和熟悉

當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)，機(jī)床維修工作者應(yīng)當(dāng)及時(shí)抵達(dá)現(xiàn)場對狀況進(jìn)行充分的了解，包括以下3點(diǎn)：

1）對出現(xiàn)故障的數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用狀況進(jìn)行了解，看該機(jī)床是運(yùn)用數(shù)年的還是剛剛安裝的；

2）了解該次故障是在機(jī)床低速運(yùn)行情形下出現(xiàn)的，還是在剛啟動(dòng)的狀況下發(fā)生的。倘若該故障出現(xiàn)在機(jī)床低速運(yùn)行的情形下，那么應(yīng)當(dāng)對此時(shí)機(jī)床在加工還是在移動(dòng)的工作狀態(tài)進(jìn)行熟悉，了解機(jī)床加工的是哪一種程序，在加工其他程序的過程中是不是也出現(xiàn)過類似的現(xiàn)象；倘若該故障出現(xiàn)在機(jī)床剛剛啟動(dòng)的情形下，那么在該次故障發(fā)生之前機(jī)床的工作狀態(tài)是不是正常，還是機(jī)床表現(xiàn)出一些不正常狀態(tài)但依然能夠啟動(dòng)；

3）當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)故障時(shí)是不是存在一些外界干擾或者異常現(xiàn)象。

2 根據(jù)掌握的情況，尋找爬行現(xiàn)象出現(xiàn)的部位

當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)一些爬行現(xiàn)象時(shí)，表現(xiàn)最直接的一個(gè)部位就是機(jī)床的轉(zhuǎn)動(dòng)部位出現(xiàn)了循環(huán)性移動(dòng)。從數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出信息到移動(dòng)部件，中間要經(jīng)過數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測部位，只有完成該程序的傳遞后方可實(shí)現(xiàn)移動(dòng)部件的運(yùn)轉(zhuǎn)，因此，只要這些部位中的任何一個(gè)部分出現(xiàn)故障時(shí)都會(huì)導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象。

一般情況下，數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象主要與以下幾點(diǎn)有關(guān)：1）進(jìn)給速度，這主要由控制系統(tǒng)的反饋環(huán)、位置環(huán)和速度環(huán)進(jìn)行決定，應(yīng)當(dāng)將檢查的重點(diǎn)放在反饋部位的軟件、硬件配置和伺服系統(tǒng)上；2）摩擦潤滑，主要通過對液壓部位和機(jī)械的檢查來解決。

3 運(yùn)用排除法找出機(jī)床爬行的原因并進(jìn)行解決

當(dāng)數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)進(jìn)行詳細(xì)的排查，然后再做具體的維修，詳見如下：

1）首先對機(jī)械部位的故障進(jìn)行查找，并把導(dǎo)致故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行排除

維修數(shù)控機(jī)床所遵循的原則即為先處理機(jī)械部分，再處理電氣部分，先靜態(tài)后動(dòng)態(tài)。因此，當(dāng)機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)當(dāng)先查找機(jī)械部分，導(dǎo)致機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的一個(gè)核心機(jī)械因素就是進(jìn)給轉(zhuǎn)動(dòng)部分。機(jī)床的進(jìn)給部分主要由絲杠、齒輪及導(dǎo)軌等組成，這些組成元件均是導(dǎo)致數(shù)控機(jī)床出現(xiàn)爬行現(xiàn)象的核心因素，因此，在對機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位進(jìn)行檢查時(shí)，應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在以下幾點(diǎn)上：

（1）絲杠自身、進(jìn)給傳動(dòng)鏈軸承及絲杠螺母副是不是預(yù)緊完備，預(yù)緊是不是符合規(guī)定和有關(guān)要求；如果預(yù)緊不好，應(yīng)當(dāng)重新預(yù)緊；（2）機(jī)械部件是不是被損壞，如果損壞，應(yīng)當(dāng)更換已經(jīng)損壞的部件；轉(zhuǎn)動(dòng)空隙是不是太大，如果空隙太大，應(yīng)當(dāng)對空隙進(jìn)行重新調(diào)整；機(jī)械系統(tǒng)的連接是不是正常，如果連接不正常，應(yīng)當(dāng)重新連接；（3）導(dǎo)軌配置的調(diào)整是不是合理，如果不合理，應(yīng)當(dāng)重新調(diào)整；潤滑部分是不是完好，如果不完好，應(yīng)當(dāng)重新潤滑，同時(shí)對與潤滑相關(guān)的部分進(jìn)行重新配置。就滑動(dòng)導(dǎo)軌而言，需檢查是不是有其他物質(zhì)或是一些雜物阻礙導(dǎo)軌副的正常運(yùn)轉(zhuǎn)；對滾動(dòng)軌道來說，需檢查預(yù)緊方案是不是妥當(dāng)、合理。

2）電氣部位的故障查找，并把電氣部位的故障進(jìn)行排除

在檢查電氣故障時(shí)，我們應(yīng)當(dāng)遵循“先軟件，后硬件”的檢查原則。

（1）軟件

對軟件的檢查應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置以及數(shù)控加工程序上。

①系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置在很大程度上對機(jī)床進(jìn)行機(jī)械加工的工作環(huán)境起到了決定性的作用，特別體現(xiàn)在新安裝的數(shù)控機(jī)床上，倘若系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置不合理，那么整個(gè)調(diào)試系統(tǒng)將出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象，機(jī)床在低速運(yùn)行的過程中將發(fā)生爬行。對數(shù)控機(jī)床的爬行現(xiàn)象來說，應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在系統(tǒng)的放大倍數(shù)的檢查上，合理的減小系統(tǒng)的放大倍數(shù)，通過運(yùn)用改變短路棒的方法對反饋電阻進(jìn)行切除；②當(dāng)爬行現(xiàn)象出現(xiàn)在機(jī)械的加工過程中時(shí)，也應(yīng)當(dāng)對加工時(shí)的一些程序進(jìn)行適當(dāng)?shù)目紤]。

（2）硬件

對硬件的檢查應(yīng)當(dāng)將重點(diǎn)放在對信號的確保、電機(jī)的檢查以及測量反饋元件的檢測上。

①確保給定信號恰當(dāng)、正確。進(jìn)給信號包括反饋、給定信號兩種。給定信號通過信號速度調(diào)節(jié)器所輸出的一些模擬信號進(jìn)行相應(yīng)的檢測和判斷，倘若所輸出的一些信號屬于循環(huán)性振動(dòng)信號，那么就證明速度調(diào)整器不存在問題；這時(shí)應(yīng)當(dāng)將對象放到偏差計(jì)數(shù)器的檢查上，倘若檢測結(jié)果一點(diǎn)都沒有循環(huán)性振動(dòng)波形，那么就證明給定信號不存在問題。給定信號和反饋信號在原理上應(yīng)是相似的，倘若反饋信號和給定信號之間存在差異，那么就應(yīng)當(dāng)對測量反饋元件和電機(jī)進(jìn)行檢查；②對電機(jī)進(jìn)行檢測。如果數(shù)控機(jī)床的振動(dòng)頻率和電機(jī)的轉(zhuǎn)速不同，那么就應(yīng)當(dāng)將檢查對象放到電機(jī)上。對電機(jī)進(jìn)行檢查時(shí)，首先應(yīng)對電機(jī)內(nèi)部架構(gòu)是不是完好的狀態(tài)進(jìn)行檢查，倘若電機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)存在被損壞的現(xiàn)象，那么應(yīng)當(dāng)及時(shí)更換損壞部件，同時(shí)采取措施進(jìn)行相應(yīng)的潤滑。接著對電機(jī)電樞線圈的接觸情況進(jìn)行檢查，倘若線圈沒有接觸到位，那么也會(huì)導(dǎo)致機(jī)床爬行現(xiàn)象的出現(xiàn)。通過電機(jī)空載電流對電機(jī)電樞線圈的接觸情況進(jìn)行檢查，倘若空載電流和轉(zhuǎn)速之間成正比增加的關(guān)系，那么就證明在電機(jī)內(nèi)部存在一定的短路現(xiàn)象，這時(shí)應(yīng)當(dāng)及時(shí)對短路現(xiàn)象進(jìn)行維修，確保電機(jī)的正常工作；倘若檢查結(jié)果沒有問題，那么就應(yīng)當(dāng)進(jìn)行測量反饋元件的檢查工作；③對測量反饋元件進(jìn)行檢測。測量反饋部分是不是存在故障，應(yīng)當(dāng)首先對有關(guān)電路的接觸狀況進(jìn)行檢查。在檢查前應(yīng)斷開速度環(huán)和位置環(huán)，采用手動(dòng)的方式對電機(jī)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，觀察F／V變換器中的一些電壓波形。如果發(fā)生電壓下跌情形，那么就表明部件接觸不好；反之，則接觸良好。在維修時(shí)，倘若有備用檢測元件，那么便可通過替換備件的方式對反饋元件進(jìn)行檢測和判斷，看反饋元件是不是存在一定的問題，倘若有問題，那么就應(yīng)當(dāng)對已經(jīng)出現(xiàn)問題的元件進(jìn)行替換。

4 結(jié)論

機(jī)床爬行現(xiàn)象會(huì)對機(jī)床的加工精度以及定位精度等造成直接性的影響。因此，在實(shí)際操作中，應(yīng)當(dāng)將爬行現(xiàn)象出現(xiàn)的概率降到最低。倘若出現(xiàn)爬行現(xiàn)象，維修人員應(yīng)當(dāng)依據(jù)故障出現(xiàn)的實(shí)際情形，通過排除法對故障出現(xiàn)的原因進(jìn)行分析，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行解決。

[1]樊昌信.通信原理[M].5版.北京：電子工業(yè)出版社，2001.

[2]王蘭勛，榮民.一種位同步時(shí)鐘提取方案及實(shí)現(xiàn)[J].無線電工程，2003，33(10)：59-61.