數控機床特殊振動的分析與排除分析

李紅剛 蔚騰 郝勇智

摘要：基于機械制造技術高速發展，數控機床廣泛應用在機械產品制造中，廣受行業青睞，并在現代化技術支持下，不斷推動數控機床向自動化控制方向發展，本文就數控機床特殊震動進行分析，以及對排除數控機床的震動故障措施進行探討，確保解決數控機床在運行過程中面臨的困境，進而提升數控機床運行性能。

關鍵詞：數控機床;特殊振動;排除

引言：數控機床震動情況，一定程度上與軸承結構設計有關，在軸承運行疲勞狀態下，影響到數控機床正常運行效果，相關研究人員對數控機床震動故障問題，不斷進行探究，確保探尋出行之有效的故障排除方法。因此，本文進一步就數控機床振動情況進行分析，以期提升數控機床運行性能。

一、關于數控機床特殊振動分析

（一）硬件故障

數控機床在現代化科學技術的推動下，結構設計上相對復雜，對相關操作人員的專業水平要求較高。數控機床在實際工作運行過程中，因不同故障問題，會導致機床停機現象，影響數控機床正常運行。數控機床發生硬件故障時，相關檢修人員要充分考慮是否是系統存儲器板出現問題，并采取具有針對性的維修措施，確保故障消除。

（二）軟件故障

數控機床軟件故障通常與系統對機床的參數設置有關，一旦出現設置不當的地方，相關人員需要及時調整好參數設置，第一時間消除故障，避免系統處于故障循環狀態。特殊狀況下，可能出現偶然因素影響數控機床的運行狀態，存在開機死機的問題，此類情況發生時，也與機床系統參數的設置有關，相關檢修人員可采取強制復位的方式，排除故障隱患[1]。對于數控機床控制系統，發出的報警信號，檢修人員要全面分析故障發生原因，確認是否與極限值的設定有關，仔細檢查程序參數數值變化;此類故障發生的主要原因與補償值的輸入有直接的關系，檢修人員需要對軟件限位進行控制，確保將補償值調整到正常狀態下，及時排除故障，確保數控機床處于正常的運行狀態下。

相關研究人員在實踐中發現，數控機床存在限制操作的問題，通過強制啟動才可以恢復啟動狀態，經過實踐分析，發現此類故障的出現，與人為操作失誤有直接的關系，相關操作人員，在具體操作過程中，需要嚴格按照操作程序進行操作，避免人為失誤因素造成數控機床運行不暢的問題。另外，相關研究人員在實踐研究中發現，數控機床存在特殊震動故障，嚴重影響到數控機床的正常運行，降低機床自身的運行性能，基于軸承震動疲勞的損壞，發生特殊的震動故障，部分研究人員針對此類問題，采用的是有限元分析法，對數控車床的軸承熱力耦合疲勞壽命進行研究，一定程度上為數控機床主軸振動疲勞性進行優化分析提供了有力的參考。基于此，就數控機床軸承振動情況進行分析，數控機床主軸在運行過程中，結構上的振動直接影響數控機床整體結構性能，相關研究人員分析表明，此種振動特性決定了結構在不同荷載情況下，對數控機床運行性能的影響。

有研究人員通過構建參數三位模型進行分析，同時結合有限元方法聯合進行分析。在邊界條件設定上，保證軸承外圈設定為固定的約束狀態，將軸承內圈設定轉速為10000rpm，在有限分析法作用下，在設定結構邊界約束條件后，在靜應力模塊中設定了平均應力模塊，通過精確計算后得出，通過對軸承響應分析和軸承疲勞壽命的分析，為軸承數據參數設置，提供了一定的參考價值，進一步優化了后續振動排除方案的制定，提供依據支持。

二、數控機床特殊振動排除分析

（一）故障現象

相關檢修人員，在檢修實踐中發現數控機床在移動過程中，存在軸振動和切削振動的現象，直接影響到數控機床機械加工質量。數控加工作為機械制造業中一項先進加工技術，可保證機械零件加工質量，大大提高工作效率，然而只有保證數控車床處于正常運行狀態下，才可以保證數控機床加工的穩定性，進而提升機械加工質量，延長數控機床使用壽命。通常情況下，機械零件的加工，受加工精度和質量因素影響，確保最終的零件成品符合幾何參數設計，因此，數控機床軸振動問題，關乎到數控機床加工誤差，相關人員要提高對數控機床特殊振動故障排除的重視程度，以便于進一步提升機械零件加工精度，將誤差控制在合理范圍內。

（二）故障檢查

相關研究人員在振動故障排除上，要加強對輸出電流和電壓的控制，將位置偏差和速度波動控制在合理范圍內，確保伺服驅動有電壓和電流輸出，及時觀察信號變化情況，加強對溫度、時間、結構老化等因素的考慮，避免機械擾動產生反饋信號，同時，檢修人員確保軸轉矩能力，將參數比值控制在合理范圍內，避免造成伺服故障問題，確認故障原因的發生后，采取具有針對性的故障排除方法。

（三）故障排除分析

現階段數控機床主要采用的是FANUC系統，在計算機編程支持下，完成機械零件的加工，在數控機床運行過程中，對零件切削速度和精度均有直接的關系，對機械結構的運行狀態要求較高，基于此，檢修人員可采取計算機編程進行定位的方式，加強對軸振動的控制，從而提升數控機床的切削能力，更好提升機械零件加工的精確度，保證機械零件符合行業應用標準。在現代化科學技術支持下，數控機床種類繁多，提升數控機床切削能力，排除結構軸振動故障，成為行業重點探究的問題[2]。基于此，在實際檢修數控機床故障過程中，相關檢修人員，必須提升對軸承振動等特殊振動的考量，進而解決機床主軸轉速緩慢的問題，提升機械加工處理工藝水平，減少機械加工產生的誤差，機械行業可以考慮在機床系統中安裝振動控制，從而加強對數控機床零部件振動的控制，避免引發機床與地面之間的振動。另外，在數控機床安裝過程中，相關人員要做好振動幅度的計算，將機床振動概率控制在最小范圍內。

結論：綜上所述，數控機床在機械制造行業中應用廣泛，加強對數控機床特殊振動的控制，可全面提升機床機械加工的能力，相關檢修人員要定期開展檢修工作，加強對故障隱患的排查，確保數控機床始終處于良好的運行狀態下。

參考文獻：

[1]沈明明，李榮，劉祖國.數控機床軸承結構振動諧響應及疲勞壽命研究[J].組合機床與自動化加工技術，2019（11）：143-147.

[2]楊麗娟，湯耿，彭敏.基于機電耦合特性的數控機床切削顫振控制系統[J].佳木斯大學學報（自然科學版），2019，37（06）：975-978+983.