數(shù)控機床進給系統(tǒng)的常見故障和故障診斷

　　1、竄動在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象，即在切削過程中，進給速度應(yīng)均勻時，突然出現(xiàn)加速現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因可能有分動箱工作原理和故障：測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置不穩(wěn)定、測速反饋信號干擾等；速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾；接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當竄動發(fā)生在由正向運動向反向運動轉(zhuǎn)換的瞬間時，一般是進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。排除方法是逐一檢查上述可能故障點，找到故障，確定原因并加以排除。2．爬行爬行現(xiàn)象一般是由于進給傳動鏈潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低以及外負載過大等因素所致。尤其要注意的是，如果伺服電動機和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器本身有缺陷，如裂紋等，則會造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動和何服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，而使進給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。3．振動當發(fā)現(xiàn)某一進給軸振動時，若與進給速度無關(guān)，則一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)。4．位置誤差當何服軸運動超過位置允差范圍時，數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生位置誤差過大的報警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有分動箱工作原理和故障：（1）系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍小。（2）何服系統(tǒng)增益設(shè)置不當。（3）位置檢測裝置有污染。（4）進給傳動鏈積累誤差過大。（5）主軸箱垂直運動時平衡裝置不穩(wěn)。5、機械傳動部件間存在間隙或松動在數(shù)控機床的進給傳動鏈中，常常由于傳動元件的鍵槽與鍵之間的間隙使傳動受到破壞。因此，必須嚴格檢查加工和裝配質(zhì)量，在裝配滾珠絲杠時應(yīng)當檢查軸承的預(yù)緊情況，以防止?jié)L珠絲杠軸的竄動，因為游隙也是產(chǎn)生明顯傳動間隙的原因。故障診斷：閉環(huán)Y軸控制系統(tǒng)大致可分為NC系統(tǒng)、光棚位置檢測系統(tǒng)、速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)和機械（包括液壓）系統(tǒng)4部分。這4部分中哪個系統(tǒng)出現(xiàn)故障都會影響到機床運動誤差，從而導(dǎo)致機床報警。此處按逐一否定法進行分析，確定首先要檢測的故障部位。在Y軸閉環(huán)位置控制的四大系統(tǒng)中，由于NC系統(tǒng)檢修比較復(fù)雜，更換組件時又會造成RAM存儲器中的數(shù)據(jù)丟失，因此必須做好重新輸入數(shù)據(jù)的準備，否則很難恢復(fù)機床的原有功能。通常這部分留待最后解決。

　　速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障引起報警，常常是由于驅(qū)動電動機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定造成的。這部分檢修最簡單的辦法是更換速度調(diào)節(jié)器和伺服電動機。如果沒有備件，可用X軸的調(diào)節(jié)器和電動機替換（因X軸是正常的），換用時要注意將調(diào)節(jié)器調(diào)零。用X軸的調(diào)節(jié)器和電動機時，要把Y軸調(diào)節(jié)器的編程印制電路板換到X軸調(diào)節(jié)器上。

　　若交換后檢查電器系統(tǒng)和光柵位置檢測系統(tǒng)正常，則問題可能在機械（包括液壓）系統(tǒng)方面。這部分涉及的零件較多，能直接影響運動誤差的有液壓平衡系統(tǒng)、絲杠螺母間隙、絲杠預(yù)拉伸力以及主軸箱與導(dǎo)軌的縱、橫向間隙等。通常這方面的檢修采取先易后難的原則進行。

　　1．拆卸平衡液壓缸，清洗調(diào)整液壓閥

　　Y軸主軸箱液壓平衡力的大小及其變化，直接影響驅(qū)動電動機的工作電流及運動誤差。檢查平衡力是否合適，最有效的辦法是檢查驅(qū)動電動機的電流。平衡良好時，機床主軸箱上升和下降時的電動機電流值相差不大。檢測時，由于主軸箱上升和下降時的電動機電流值相差很大，因此拆下電動機，用力矩扳手轉(zhuǎn)動絲杠，當轉(zhuǎn)矩值在正常范圍，且上升時的轉(zhuǎn)矩略大于下降時的轉(zhuǎn)矩時，說明下降時電動機電流增大的原因是由于小液壓缸工作時回油不暢造成的。

　　進一步分析，回油不暢與調(diào)壓閥、溢流閥和液壓缸有關(guān)。為了排除油路堵塞的可能性，清洗了調(diào)壓閥和溢流閥，重新對壓力進行了調(diào)整。

　　2．拆裝Y軸滾珠絲杠因滾珠絲杠與螺母間的間隙、絲杠預(yù)拉力的大小都直接影響著運動誤差，所以決定進行如下的調(diào)整：（1）調(diào)整滾珠絲杠與螺母達到一定的預(yù)緊力。（2）調(diào)整左、右端向心－推力組合軸承，使絲杠預(yù)拉力增大，使絲杠伸長，從而減小產(chǎn)生的軸向間隙。3、調(diào)整主軸箱與Y軸立柱導(dǎo)軌鑲條和夾條滾輪如主軸箱與立柱之間有間隙，在主軸箱移動時，會造成移動速度瞬時變化，過大就會導(dǎo)致報警。為此在主軸箱上X軸方向放置水平儀，上、下移動主軸箱，水平儀在上、下不同位置上的讀數(shù)差值過大；在Z軸方向放置水平儀，上、下移動主軸箱，水平儀在不同位置的讀數(shù)差值也較大。由于X、Z軸兩個方向測得的主軸箱上、下移動的差值均較大，說明主軸箱與立柱結(jié)合面之間的間隙，導(dǎo)致立柱導(dǎo)軌的直線性變差，因而造成運動速度瞬間變化過大出現(xiàn)報警。結(jié)論：經(jīng)過上述檢查、調(diào)整、試車后，故障消除，這說明報警主要是由于機械部分存在間隙造成的。由于間隙使坐標軸在運動時的速度不再是恒速，并通過實際位置檢測系統(tǒng)放大了這個速度值，該值又使速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)輸入電壓發(fā)生變化，當這種循環(huán)超過一定誤差范圍時，就會導(dǎo)致上述各種報警。