數控機床爬行原因分析及解決措施分析

摘 要 隨著我國數控設備應用的發展，早期投入的數控機床已經使用了較長的一段時間，設備逐漸老化，問題隨之而發，其中爬行問題表現較為嚴重，本文就此問題作出了簡要的分析，并給出了一定的解決方法。

關鍵詞 工業 數控 機床 爬行 導軌 潤滑

中圖分類號：TG659 文獻標識碼：A

Cause Analysis and Solution to CNC Machine Tools Crawl

Abstract With the development of the application of numerical control equipment in China， the early input of CNC machine tools have been used for a longer period of time， gradually aging equipment， the question then and hair crawling problem is more serious， the paper made a brief analysis of the issue， and gives certain solutions.

Key words industry； NC； machine tool； crawl； guide rail； lubricating

在我國的經濟發展中，數控機床的出現為我國的工業經濟生產帶來了不小的進步與收益，也為我國的經濟建設起著不可估量的作用。數控機床作為一種先進的生產設備為其工業生產所廣泛應用。早期投入的數控設備，如上世紀八九十年代購置的國產數控機床，已經使用了較長的一段時間，設備機械部件磨損嚴重，電子線路逐漸老化。伴隨著這個過程問題表現的越來越多，其中爬行就是該類設備中一種最為常見的問題。所謂“爬行”表現為設備移動部件在接受運動指令后，機械部件反應遲鈍，拖動困難或帶不動；而移動部件到位置后，機械部件無法及時停止，有過沖的跡象。這種機械移動部件運動時頓挫的現象稱作“爬行”。引起爬行的原因較多，下面就讓我們來簡要地分析一下數控機床爬行的原因，并試著找出解決措施。

1 爬行原因分析

數控機床的系統較為龐大，爬行的因素也比較多，我們將從電氣、機械、潤滑三大部分進行分析。

1.1 電氣控制引起的原因

數控機床工作臺或刀架的移動多采用步進驅動或伺服驅動，隨著設備使用時間的增加，設備電氣元件逐漸老化。原來出廠調試匹配的驅動器輸出的扭矩也隨著電氣元件老化而有所減少，這些將造成設備驅動能力下降，再者設備機械部件磨損加劇后，摩擦力大大提高，造成驅動器輸出扭矩不足以拖動工作臺或刀架，從而引起設備爬行。其次線路連接松動或接頭老化也會引起設備動力不足從而造成爬行現象。

1.2 機械結構引起的原因

（1）不同設備支撐形式引起的原因。數控機床有不同的支撐形式，如滑動導軌、滾動導軌、液壓導軌等。不同的導軌在長時間使用后老化情況有所不同，而引起爬行的原因也各不相同。普通滑動導軌大部分采用鑲條調整滑動間隙，鑲條在長時間磨損后，間隙增大，導油槽路堵塞引起爬行；貼塑滑動導軌長時間磨損后貼塑層損壞，阻尼系數增大引起爬行。對于滾動導軌，如果是線軌，導軌長時間磨損后，承重能力更弱，加工部件稍重，拖動能力不足會引起爬行；滾動導軌的硬軌，雖然承重較大，但是導軌長時間磨損后，傳動系統性能下降，加工速度稍快也會引起爬行。液壓導軌爬行的原因主要考慮液壓系統老化后，油壓不足造成導軌副內的油膜無法形成，而設備出現爬行。

（2）機械傳動引起的原因。由于設備的使用年限過長，或已經超出了該設備的正常使用年限，而使其設備內部的各零件因時間較長而產生松動老化現象，從而極大地增加了設備在運行所能承受的負荷力，因而導致機床設備的爬行問題。采用齒輪傳動的數控設備，由于各傳動齒輪之間與齒條間隙過大，使設備運行過程中所承受的外力增大，而使設備本身消耗功率過大，這不僅對設備的運行壽命造成了極大的影響，也會造成很嚴重的爬行問題；或者是由于設備中齒輪與軸承之間以及軸承與軸承之間的配合間隙較大，也同樣會造成爬行問題。另外，設備中用來固定各個零件之間的聯接緊固件發生松動而造成爬行也是數控機床爬行原因中不可小看的重點。再者，絲杠副在調整時，為了提高絲杠的傳動精度，通常做預拉伸安裝。如果預拉伸力量過大，絲杠絲母彈性變形過大，引起轉動阻力大也會引起爬行。

1.3 潤滑系統引起的原因

對于線軌和硬軌，潤滑不足也是數控機床爬行另一個重要的原因。國內生產的數控機床多采用集中潤滑站潤滑，潤滑站間隔一定的時間會自動給出幾秒鐘的潤滑油，潤滑油通過毛細潤滑管道到達各個潤滑點。

（1）設備閥中的節流器毛細管堵塞造成的。由于節流器的毛細管堵塞，使設備中的各個壓力值之間的相差變大，從而造成其軸承上的各浮量數值的不同，由此使軸承產生爬行問題。（2）設備使用過程中潤滑油不小心進入了切消液內。因為進油口剛好設在潤滑油的切消液之間，在吸油管進行工作時，當少量的潤滑油滑入切消液內時，則會使潤滑油的粘性降低，而使整個設備運作中的壓力變小，使設備的運行速度減慢，從而使設備軸承產生爬行問題。（3）空氣進入液壓系統的方式是有很多種的，由于設備在工作運行中，為了能夠達到一定的運行空間和間斷性的運行模式，因此，軸承與軸承之間是需要有一定的距離的，而空氣就是通過這種距離而進入到了液壓系統中，使內部的各零件因為空氣的入侵而生銹老化，從而產生嚴重的爬行問題。

1.4 人為操作不當造成的機床爬行

在設備運行工作中，由于人為的原因而造成的爬行問題也是不容忽視的。首先，由于工作人員在操作過程中，并沒有事先仔細的閱讀過該設備的有關使用說明和使用規則，而單單只是憑借著自己的經驗而對設備進行操作，使設備無法進行正常的工作和運轉而造成的爬行；其次，設備的使用人員并沒有按有關指示經常對設備進行維護和檢修，也并不是很清楚地知道其設備的運行狀況，再次使用設備時也并沒有做到仔細認真地去審核設備中的每個軸承和零件是否都正確與完好，由此而產生的爬行問題也是并不少見的。

2 爬行的解決方法

上述我們已經簡單地了解到了引起爬行的各種原因，既然已經知道了原因，那么就要有針對性地對產生這些問題的原因做出相應的解決措施。這里就來逐步地分析一下如何解決爬行問題以及具體的解決措施。

因驅動能力下降而引起的設備爬行，可以提高驅動器輸出的扭矩來解決。具體做法是調整驅動器的增益參數，如增大位置增益、速度增益數值來提升驅動能力。當然也要適當減少另一些參數來匹配驅動能力，如適當減少加、減速時間常數，從而減小驅動器的瞬時功率，避免對功率元件大的沖擊，防止燒毀驅動電路等。線路部分，要對設備中各種連接線的部分進行徹底檢查，看看各個連接線之間的連接是否正確和是否完好，如有發現短路或末連接等現象，要及時地對設備進行整體的維修，連接線修復好之后要利用電壓表對其進行安全測試，測試合格后才可以運行該設備，以免造成爬行現象的發生。

機械結構引起的爬行解決方法主要是在解決設備自身問題而引起的爬行的時候，其因素是多種多樣的。要先分析導軌的形式，磨損情況。比如貼塑導軌磨損嚴重而導致的機床爬行問題，我們就要更換貼塑膜。滾動導軌磨損嚴重或滾珠損壞就要配對更換滾動副。液壓導軌要調整液壓壓力，漏油等。要想解決這一問題，就要系統地對設備進行分析處理。另外，機械傳動鏈間隙引起的爬行，首要任務是排除間隙。如軸承間隙，軸承之間的距離有一個正確的運行間距，在不影響設備正常運行的情況下，盡量地減小軸承之間可能存在的致危距離。滾珠絲杠副嚴重磨損時，要調整絲杠副間隙，絲杠預緊要合理。同時，要對設備的其它方面過行更為精準的檢測。對于機床設備要進行正規的維修和檢測，如發現有零件破損等現象時要對其進行及時的更換，如設備使用時限過長而導致發生爬行時，要及時地更換設備，以免造成更為嚴重的后果和損失。

潤滑系統引起爬行處理方法：此類問題解決較為繁瑣，主要是修復各個堵塞毛細油路，平衡各個潤滑點的潤滑壓力，及時添加潤滑油等。由于毛細油路分布較多，走勢遍布設備各個運動環節，該項工作要求耐心、細致的全面檢查，以確保潤滑系統正常工作。

人為操作因素所造成的該類問題也是不容小看的。其一，數控機床的操作人員在對其設備進行操作前，必須要認真仔細地對數控機床的各種操作規范和操作流程進行詳細的閱讀，確切地明白該設備的各種使用方法和相關的注意事項；其二，由于數控機床是一個較為先進的工業生產工具，因此，對操作者的各方面技術要求也相對的有所提高。從而要求對數控機床的操作人員進行全面的專業知識普及和技能的全方位培訓，并進行相關的考試，考試合格后方能持證上崗；其三，由于數控機床的操作過程中是需要十分嚴謹的工作態度的，因此要求所有的操作人員在操作過程中必須認真負責，如果發現由人為而引起的機床爬行問題時，要做到責任到人。

3 結語

數控機床是我國工業生產中的一個較為先進的技術工具，它不僅代表著我國的先進加工技術水平，同時也證明著我國的經濟工業實力，因此，在數控機床的使用中，無論是設備電氣還是機械部件或潤滑部分造成的爬行問題，都要找出相應的解決方案與措施。只有在生產活動中確保設備的正常運行，才能有效地確保我國在工業經濟生產中可持續發展的社會狀態。

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