1、數控機床的爬行與振動故障診斷分析 本文主要對數控機床的爬行與振動故障原因進行詳細診斷并分析，針對其中的問題提出一些解決的方法。 數控機床是由數字程序實現控制的機床，即數控技術在機床控制中的具體應用。數控機床不僅具有自動換刀裝置，而且具有工件自動進給、裝卸、刀具壽命檢測系統、排屑等各種附加裝置，可以進行長時間的無人運轉加工。數控機床的綜合性和復雜性決定了數控機床的故障具有綜合性，并有自身的特點。數控機床的爬行與振動就是典型的例子。 爬行就是指數控機床進給伺服系統所驅動的移動部件在低速運行時，出現移動部件開始不能啟動，啟動后又突然作加速運動，而后又停頓，繼而又作加速運動，如此周而復始，移動部件忽停

2、忽跳，忽快忽慢的運動現象。機床出現爬行與振動就是一個典型的故障例子。機床以低速運行時，機床工作臺是蠕動著向前運動；機床要以高速運行時，就出現振動。 機床出現爬行與振動的原因一般認為是由于潤滑不好，而使機床工作臺移動時摩擦阻力增大。當電機驅動時，工作臺不向前運動，使滾珠絲杠產生彈性變形，把電機的能量貯存在變形上。電動機繼續驅動，貯存的能量所產的彈性力大于靜摩擦力時，機床工作臺向前蠕動，周而復始地這樣運動，從而產生了爬行的現象。但仔細看一下導軌面潤滑的情況，會發現并不一定是由于潤滑的原因而產生了爬行與振動。 機床出現爬行與振動的故障原因可以從以下幾方面查找： 機床的速度調節器診斷分析 機床爬行和振

3、動問題是屬于速度的問題。既然是速度的問題就要去找速度環，我們知道機床的速度的整個調節過程是由速度調節器來完成的。特別應該著重指出，速度調節器的時間常數，也就是速度調節器積分時間常數是以毫秒計的，因此，整個機床的伺服運動是一個過渡過程，是一個調節過程。 凡是與速度有關的問題，只能去查找速度調節器。因此，機床振動問題也要去查找速度調節器。可以從以下這些地方去查找速度調節器故障：一個是給定信號，一個是反饋信號，再一個就是速度調節器的本身。 第一個是由位置偏差計數器出來經D/A轉換給速度調節器送來的模擬是VCMD，這個信號是否有振動分量，可以通過伺服板上的插腳（FANUC6系統的伺服板是X18腳）來看

4、一看它是否在那里振動。如果它就是有一個周期的振動信號，那毫無疑問機床振動是正確的，速度調節器這一部分沒有問題，而是前級有問題，向 DA轉換器或偏差計數器去查找問題。如果測量結果沒有任何振動的周期性的波形。那么問題肯定出在其他兩個部分。 電機或測速發電機診斷分析 觀察測速發電機的波形，由于機床在振動，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一定也是動蕩不已的。從中可以看到，測速發電機反饋的波形中是否出現規律的大起大落，十分混亂現象。 因為振動頻率與電機轉速成一定比率，首先就要檢查一下電動機是否有故障，檢查它的碳刷，整流子表面狀況，以及機械振動的情況，并要檢查滾珠軸承的潤滑的情況

5、，整個這個檢查，可不必全部拆卸下來，可通過視察官進行觀察就可以了，軸承可以用耳去聽聲音來檢查。如果沒有什么問題，就要檢查測速發電機。 測速發電機中常常出現的一個毛病就是炭刷磨下來的炭粉積存在換向片之間的槽內，造成測速發電機片間短路，一旦出現這樣的問題就避免不了這個振動的問題。這是因為這個被短路的元件一會在上面支路，一會在下面支路，一會正好處于換向狀態，這3種情況就會出現3種不同的測速反饋的電壓。在上面支路時，上面支路由于少了一個元件，電壓必然要小，而當它這個元件又轉到了下面支路時，下面的電壓也小，這時不論在上面支路，還是在下面支路中，都必然使這兩條支路的端電壓下降，且有一個平衡電流流過這兩條并

6、聯的支路，又造成一定的電壓降。當這個元件處于換向，正好它也處于短路，這時上下兩個支路沒有短路元件，電壓得以恢復，且也無環流。這樣，與正常測速發電機狀態一樣。為此，三種不同情況下電壓做了一個周期地變化，這個電壓反饋到調節器上時，勢必引起調節器的輸出也做出相應地，周期地變化。反饋信號與給定信號對于調節器來說是完全相同的。所以，出現了反饋信號的波動，必然引起速度調節器的反方向調節，這樣就引起機床的振動。 這種情況發生時，非常容易處理，只要把電機后蓋拆下，就露出測速發電機的整流子。這時不必做任何拆卸，只要用尖銳的勾子，小心地把每個槽子勾一下，然后用細砂紙光一下勾起的毛刺，把整流片表面再用無水酒精擦一下

7、，再放上炭刷就可以了。這里特別要注意的是用尖銳的勾子去勾換向片間槽口時，別碰到繞組，因為繞組線很細，一旦碰破就無法修復，只有重新更換繞組。再一個千萬不要用含水酒精去擦，這樣弄完了絕緣電阻下降無法進行烘干，這樣就會拖延修理期限。 其他原因診斷分析 除了這些引起振動的原因外，還可能是系統本身的參數引起的振蕩。眾所周知；一個閉環系統也可能由于參數設定不好，而引起系統振蕩，但最佳的消除這個振蕩方法就是減少它的放大倍數，在FANUC的系統中調節RV1，逆時鐘方向轉動，這時可以看出立即會明顯變好，但由于RV1調節電位器的范圍比較小，有時調不過來，只能改變短路棒，也就是切除反饋電阻值，降低整個調節器的放大倍數。 采用這些方法后，還做不到完全消除振動，甚至是無效的，就要考慮對速度調節器板更換或換下后徹底檢查各處波形。 出現爬行時，電機是在低速，一旦提高速度就震起來，這時電流就可能出現過流報警。產生這種報警的原因是機床工作臺面為了迅速跟限反饋信號的變化而變化，必須有一個很大的加速度才行，這個加速度就是由電機的轉矩給出的。電機轉矩的變化來響應這個速度給定信號（實際上是反饋信號）的變化。轉矩就是電流信號。大的轉矩，就是大的電流信號造成的，在電流環中出現了一個電流的激烈變化，從而出現了過電流現象。在振動時不報警，而在振動加大時