論數(shù)控機床的爬行和振動(編輯修改稿)
2025-07-25 22:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 現(xiàn)爬行現(xiàn)象僅僅就是導軌副潤滑狀態(tài)不好造成的。這時采用具有防爬作用的導軌潤滑油是一種非常有效的措施，這種導軌潤滑油中有極性添加劑，能在導軌表面形成一層不易破裂的油膜，從而改善導軌的摩擦特性。其次，要檢查進給傳動鏈。在進給系統(tǒng)中，伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經(jīng)過由齒輪、絲杠螺母副或其他傳動副所組成的傳動鏈。有效提高這一傳動鏈的扭轉和拉壓剛度，對于提高運動精度，消除爬行非常有益。引起移動部件爬行的原因之一常常是因為對軸承、絲杠螺母副和絲杠本身的預緊或預拉不理想造成的。傳動鏈太長、傳動軸直徑偏小、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，因此在檢查時也要考慮這些方面是否有缺陷。另外機械系統(tǒng)連接不良，如聯(lián)軸器損壞等也可能引起機床的振動和爬行。 如果爬行與振動的故障原因在進給伺服系統(tǒng)，則需要分別檢查伺服系統(tǒng)中各有關環(huán)節(jié)。應檢查速度調節(jié)器、伺服電機或測速發(fā)電機、系統(tǒng)插補精度、系統(tǒng)增益、與位置控制有關的系統(tǒng)參數(shù)設定有無錯誤、速度控制單元上短路棒設定是否正確、增益電位器調整有無偏差以及速度控制單元的線路是否良好等環(huán)節(jié)，逐項檢查分類排除。 對速度調節(jié)器的故障，主要檢測給定信號、反饋信號和速度調節(jié)器本身是否存在問題。給定信號可以通過由位置偏差計數(shù)器出來經(jīng)D/A轉換給速度調節(jié)器送出的模擬信號VCMD的檢測實現(xiàn)，這個信號是否有振動分量可以通過對伺服板上的插腳用示波器來觀察。如果就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(jié)器這一部分沒有問題，而是前級有問題；然后向D/A轉換器或偏差計數(shù)器去查找問題，如果我們測量結果沒有任何振動的周期性的波形，那么問題肯定出在反饋信號和速度調節(jié)器。反饋信號與給定信號對于調節(jié)器來說是完全相同的。因此出現(xiàn)了反饋信號的波動，必然引起速度調節(jié)器的反方向調節(jié)，這樣就引起機床的振動。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(fā)電機反饋回來的波形也一定是動蕩的。這時如果機床的振動頻率與電機旋轉的速度存在一個準確的比率關系，譬如振動的頻率是電機轉速的四倍頻率。這時我們就要考慮電機或測速發(fā)電機有故障的問題。當機床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，以及檢查滾珠軸承的潤滑情況。另外電動機電樞線圈不良也會引起系統(tǒng)振動。這種情況可以通過測量電動機的空載電流進行確認，若空載電流隨轉速成正比增加，則說明電動機內(nèi)部有短路現(xiàn)象。出現(xiàn)本故障一般應首先清理換向器、檢查電刷等環(huán)節(jié)，再進行測量確認。如果故障現(xiàn)象依然存在，則可能是線圈匝間有短路現(xiàn)象，應對電動機進行維修處理。如果沒有什么問題，就要檢查測速發(fā)電機。對于脈沖編碼器或測速發(fā)電機不良的情況，可按下述方法進行測量檢查。首先將位置環(huán)、速度環(huán)斷開，手動電動機旋轉，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，則說明反饋部件不良。測速發(fā)電機中常常出現(xiàn)的一個問題是炭刷磨下來的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi)，造成測速發(fā)電機換向片片間短路，一旦出現(xiàn)這樣的問題就會引起振動。一個閉環(huán)系統(tǒng)也可能是由于參數(shù)設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)中調節(jié)RV1，逆時針方向轉動，這時可以看出立即會明顯變好，但由于RV1調節(jié)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(jié)器的放大倍數(shù)。對于固定不變的干擾，可檢查F/V變換器、電流檢測端子以及同步端的波形，檢查是否存在干擾，并采取相應的措施。對于偶然性干擾，只有通過有效的屏蔽、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，甚至是無效的，就要考慮對速度調節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形。第四章數(shù)控機床爬行和振動故障診斷與維修實例例 一臺配套FUNAC 11ME系統(tǒng)的加工中心，在長期使用后，X軸作正向運動時發(fā)生振動。故障分析及處理：伺服進給系統(tǒng)產(chǎn)生振動、爬行的原因主要有以下幾種：（1）機械部分安裝、調整不良；（2）伺服電動機或速度、位
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