文档介绍：数控机床爬行与振动的分析
北汽福田潍坊模具厂扈培军 261206
摘要:数控机床进给伺服系统所驱动部件在低速运行过程中,出现移动部件开始时不能启动,启动后又突然作加速运动,而后又停顿,又加速,又停顿的反复。这种运动现象,称为爬行。而当部件高速运动时,其又会出现振动。这种现象就是常见的进给系统的爬行与振动故障。
关键词:数控机床;爬行;振动
对数控机床出现的爬行与振动故障,可以这样处理:首先列出可能造成数控机床爬行与振动的原因,然后分析,定位和排除故障。造成这种故障的原因有很多可能,可能是电气部分的故障,也可能是机械传动出现了问题,或者是系统参数设定不对,也可能仅仅是润滑不良所引起的,还可能是电气部分与机械部分的综合故障所引起的。对于此故障现象,应根据产生故障的可能性,一个个排查制定解救方案,将故障排除。排除数控机床进给系统爬行与振动的具体方法可参考如下步骤进行:
按故障发生的部位分析
对于数控机床来说,按故障发生的部位,基本可将其分为以下几个部分:机械部分,电气部分和强电部分,进给伺服系统,主轴驱动系统,数控装置。爬行与振动故障通常需在机械部分和进给伺服系统部分找问题,因为数控机床进给系统低速时的爬行现象往往取决于机械传动部件的特性,,高速时的振动又通常取决于进给传动链中运动副的予紧力有关;另外,爬行与振动问题都是与进给速度密切相关的问题,所以也就离不开分析进给伺服系统的速度环。
机械部分
造成爬行与振动的原因如果在机械部分,首先应该检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要是来源于导轨副,如果导轨副的动,静摩擦系数大,且其差值也大,将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨,静压导轨或塑料导轨,如果调整不好,仍会造成爬行或振动。对于静压导轨应着重检查静压有没有建立,对于塑料导轨可检查有没有杂质或异物阻碍导轨副运动,对于滚动导轨则应检查予紧措施有没有施行,效果是不是良好等。
其次,要检查进给传动装置。因为在进给系统中伺服驱动装置到移动部件之间必定要经过由齿轮,丝杠螺母或其他传动装置所组成的传动链。有效的提高这一传动链的扭转和拉压刚度,对于提高运动精度,消除爬行很有帮助。很多时候对轴承,丝杠螺母和丝杠本身的予紧不当也是引起移动部件爬行的主要原因之一。传动轴直径小,支撑座刚度不够也是引起爬行的因素。在检查时也应注意这方面是不是有不足。
另外,注意导轨的润滑情况也有助于分析爬行问题。有的时候导轨润滑不良也会出现爬行。这时就应及时改变润滑状态,并采用具有方爬行作用的润滑油等措施,改善导轨的摩擦特性。
进给伺服系统
故障原因要是在进给伺服系统,就应分别检查伺服系统有关环节。如检查有关位置控制的系统参数设定是不是有误;速度控制线路是不是良好;增益电位器调整有无偏差;检查编码器,光栅,侧速发电机等位置和速度检测装置有没有问题;还可检查系统插补精度是不是太差。应根据现场实际情况认真仔细地一一排查逐一排除。[1]
[实例1] 台湾亚威龙门加工中心FANUC SERIES 16-MC数控系统X轴振动故障排除。
故障现象:X轴无进给命令自振动。
故障检查及分析:C系统采用FANUC SERIES 16-MC系统。进给系统框图如图1。
机床工作台光栅
直流伺服电动机
测速发电机
速度放大器
信号放大器
指令比较器、