有关数控机床的爬行因素与解决技巧分析

摘要 本文详细介绍了数控机床的爬行因素，通过逐项排除法对机床出现故障的原因进行分析，为机床维修人员提供了一定的参考资料。

关键词 数控机床，爬行；维修；逐项排除法

中图分类号TG659 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）64-0038-02

通常情况下，数控机床的爬行现象出现在当机床低速运行或者开始启动时，进给系统的移动部位不能运行，然后突然又加速运行，接着又停止运转，然后又开始运行，始终在启动、停止和快速运转之间相互转化。机床的爬行现象属于进给系统无报警故障。

当机床在运行过程中出现爬行现象时，机床维修工作者应当抵达现场问清在机床发生爬行现象前后机床所表现出的各种工作形式，尔后寻找发生爬行现象的原因，同时采取相应的措施进行维修。

1 对机床出现故障的运行状态进行全面的了解和熟悉

当机床出现故障时，机床维修工作者应当及时抵达现场对状况进行充分的了解，包括以下3点：

1）对出现故障的数控机床的运用状况进行了解，看该机床是运用数年的还是刚刚安装的；

2）了解该次故障是在机床低速运行情形下出现的，还是在刚启动的状况下发生的。倘若该故障出现在机床低速运行的情形下，那么应当对此时机床在加工还是在移动的工作状态进行熟悉，了解机床加工的是哪一种程序，在加工其他程序的过程中是不是也出现过类似的现象；倘若该故障出现在机床刚刚启动的情形下，那么在该次故障发生之前机床的工作状态是不是正常，还是机床表现出一些不正常状态但依然能够启动；

3）当数控机床出现故障时是不是存在一些外界干扰或者异常现象。

2 根据掌握的情况，寻找爬行现象出现的部位

当数控机床出现一些爬行现象时，表现最直接的一个部位就是机床的转动部位出现了循环性移动。从数控系统发出信息到移动部件，中间要经过数控系统、伺服系统、检测部位，只有完成该程序的传递后方可实现移动部件的运转，因此，只要这些部位中的任何一个部分出现故障时都会导致数控机床出现爬行现象。

一般情况下，数控机床出现爬行现象主要与以下几点有关：1）进给速度，这主要由控制系统的反馈环、位置环和速度环进行决定，应当将检查的重点放在反馈部位的软件、硬件配置和伺服系统上；2）摩擦，主要通过对液压部位和机械的检查来解决。

3 运用排除法找出机床爬行的原因并进行解决

当数控机床出现爬行现象时，应当进行详细的排查，然后再做具体的维修，详见如下：

1）首先对机械部位的故障进行查找，并把导致故障出现的原因进行排除

维修数控机床所遵循的原则即为先处理机械部分，再处理电气部分，先静态后动态。因此，当机床出现爬行现象时，应当先查找机械部分，导致机床出现爬行现象的一个核心机械因素就是进给转动部分。机床的进给部分主要由丝杠、齿轮及导轨等组成，这些组成元件均是导致数控机床出现爬行现象的核心因素，因此，在对机械转动部位进行检查时，应当将重点放在以下几点上：

（1）丝杠自身、进给传动链轴承及丝杠螺母副是不是预紧完备，预紧是不是符合规定和有关要求；如果预紧不好，应当重新预紧；（2）机械部件是不是被损坏，如果损坏，应当更换已经损坏的部件；转动空隙是不是太大，如果空隙太大，应当对空隙进行重新调整；机械系统的连接是不是正常，如果连接不正常，应当重新连接；（3）导轨配置的调整是不是合理，如果不合理，应当重新调整；部分是不是完好，如果不完好，应当重新，同时对与相关的部分进行重新配置。就滑动导轨而言，需检查是不是有其他物质或是一些杂物阻碍导轨副的正常运转；对滚动轨道来说，需检查预紧方案是不是妥当、合理。

2）电气部位的故障查找，并把电气部位的故障进行排除

在检查电气故障时，我们应当遵循“先软件，后硬件”的检查原则。

（1）软件

对软件的检查应当将重点放在系统参数设置以及数控加工程序上。

①系统参数设置在很大程度上对机床进行机械加工的工作环境起到了决定性的作用，特别体现在新安装的数控机床上，倘若系统参数的设置不合理，那么整个调试系统将出现不稳定的现象，机床在低速运行的过程中将发生爬行。对数控机床的爬行现象来说，应当将重点放在系统的放大倍数的检查上，合理的减小系统的放大倍数，通过运用改变短路棒的方法对反馈电阻进行切除；②当爬行现象出现在机械的加工过程中时，也应当对加工时的一些程序进行适当的考虑。

（2）硬件

对硬件的检查应当将重点放在对信号的确保、电机的检查以及测量反馈元件的检测上。

①确保给定信号恰当、正确。进给信号包括反馈、给定信号两种。给定信号通过信号速度调节器所输出的一些模拟信号进行相应的检测和判断，倘若所输出的一些信号属于循环性振动信号，那么就证明速度调整器不存在问题；这时应当将对象放到偏差计数器的检查上，倘若检测结果一点都没有循环性振动波形，那么就证明给定信号不存在问题。给定信号和反馈信号在原理上应是相似的，倘若反馈信号和给定信号之间存在差异，那么就应当对测量反馈元件和电机进行检查；②对电机进行检测。如果数控机床的振动频率和电机的转速不同，那么就应当将检查对象放到电机上。对电机进行检查时，首先应对电机内部架构是不是完好的状态进行检查，倘若电机内部结构存在被损坏的现象，那么应当及时更换损坏部件，同时采取措施进行相应的。接着对电机电枢线圈的接触情况进行检查，倘若线圈没有接触到位，那么也会导致机床爬行现象的出现。通过电机空载电流对电机电枢线圈的接触情况进行检查，倘若空载电流和转速之间成正比增加的关系，那么就证明在电机内部存在一定的短路现象，这时应当及时对短路现象进行维修，确保电机的正常工作；倘若检查结果没有问题，那么就应当进行测量反馈元件的检查工作；③对测量反馈元件进行检测。测量反馈部分是不是存在故障，应当首先对有关电路的接触状况进行检查。在检查前应断开速度环和位置环，采用手动的方式对电机进行旋转，观察F／V变换器中的一些电压波形。如果发生电压下跌情形，那么就表明部件接触不好；反之，则接触良好。在维修时，倘若有备用检测元件，那么便可通过替换备件的方式对反馈元件进行检测和判断，看反馈元件是不是存在一定的问题，倘若有问题，那么就应当对已经出现问题的元件进行替换。

4 结论

机床爬行现象会对机床的加工精度以及定位精度等造成直接性的影响。因此，在实际操作中，应当将爬行现象出现的概率降到最低。倘若出现爬行现象，维修人员应当依据故障出现的实际情形，通过排除法对故障出现的原因进行分析，并采取相应的措施进行解决。

参考文献

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[2]王兰勋，荣民.一种位同步时钟提取方案及实现[J].无线电工程，2003，33(10)：59-61.