A. 數控機床爬行與振動怎麼檢查排除
在驅動移動部件低速運行過程中,數控機床進給系統會出現移動部件開始時不能啟動,啟動後又突然作加速運動,而後又停頓,繼而又作加速運動,移動部件如此周而復始忽停忽跳、忽慢忽快的運動現象稱為爬行。而當其以高速運行時,移動部件又會出現明顯的振動。
對於數控機床進給系統產生爬行的原因,一般認為是由於機床運動部件之間潤滑不好,導致機床工作台移動時靜摩擦阻力增大;當電機驅動時,工作台不能向前運動,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於靜摩擦力時,機床工作台向前蠕動,周而復始地這樣運動,產生了爬行的現象。
事實上這只是其中的一個原因,產生這類故障的原因還可能是機械進給傳動鏈出現了故障,也可能是進給系統電氣部分出現了問題,或者是系統參數設置不當的緣故,還可能是機械部分與電氣部分的綜合故障所造成。
數控機床爬行與振動故障的診斷與排除:
對於數控機床出現的爬行與振動故障,不能急於下結論,而應根據產生故障的可能性,羅列出可能造成數控機床爬行與振動的有關因素,然後逐項排隊,逐個因素檢查、分析、定位和排除故障。查到哪一處有問題,就將該處的問題加以分析,看看是否是造成故障的主要矛盾,直至將每一個可能產生故障的因素都查到。最後再統籌考慮,提出一個綜合性的解決問題方案,將故障排除。排除數控機床進給系統爬行與振動故障的具體方法如下:
1、對故障發生的部位進行分析
爬行與振動故障通常需要在機械部件和進給伺服系統查找問題。因為數控機床進給系統低速時的爬行現象往往取決於機械傳動部件的特性,高速時的振動現象又通常與進給傳動鏈中運動副的預緊力有關。
另外,爬行和振動問題是與進給速度密切相關的,因此也要分析進給伺服系統的速度環和系統參數。
2、機械部件故障的檢查和排除
造成爬行與振動的原因如果在機械部件,首先要檢查導軌副。因為移動部件所受的摩擦阻力主要是來自導軌副,如果導軌副的動、靜摩擦系數大,且其差值也大,將容易造成爬行。
盡管數控機床的導軌副廣泛採用了滾動導軌、靜壓導軌或塑料導軌,如果調整不好,仍會造成爬行或振動。靜壓導軌應著重檢查靜壓是否建立;塑料導軌應檢查有否雜質或異物阻礙導軌副運動,滾動導軌則應檢查預緊是否良好。
導軌副的潤滑不好也可能引起爬行問題,有時出現爬行現象僅僅就是導軌副潤滑狀態不好造成的。這時採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。在進給系統中,伺服驅動裝置到移動部件之間必定要經過由齒輪、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,對於提高運動精度,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。
另外機械繫統連接不良,如聯軸器損壞等也可能引起機床的振動和爬行。
3、進給伺服系統故障的檢查和排除
如果爬行與振動的故障原因在進給伺服系統,則需要分別檢查伺服系統中各有關環節。應檢查速度調節器、伺服電機或測速發電機、系統插補精度、系統增益、與位置控制有關的系統參數設定有無錯誤、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節,逐項檢查分類排除。
4、速度調節器的檢測
對速度調節器的故障,主要檢測給定信號、反饋信號和速度調節器本身是否存在問題。給定信號可以通過由位置偏差計數器出來經D/A轉換給速度調節器送出的模擬信號VCMD的檢測實現,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,速度調節器這一部分沒有問題,而是前級有問題;然後向D/A轉換器或偏差計數器去查找問題,如果我們測量結果沒有任何振動的周期性的波形,那麼問題肯定出在反饋信號和速度調節器。
5、測速電機反饋信號的檢測
反饋信號與給定信號對於調節器來說是完全相同的。因此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。由於機床在振動,說明機床的速度在激烈的振盪中,當然測速發電機反饋回來的波形也一定是動盪的。這時如果機床的振動頻率與電機旋轉的速度存在一個准確的比率關系,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電機有故障的問題。
6、電機檢查
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,則說明電動機內部有短路現象。出現本故障一般應首先清理換向器、檢查電刷等環節,再進行測量確認。如果故障現象依然存在,則可能是線圈匝間有短路現象,應對電動機進行維修處理。如果沒有什麼問題,就要檢查測速發電機。
7、脈沖編碼器或測速發電機的檢測
對於脈沖編碼器或測速發電機不良的情況,可按下述方法進行測量檢查。首先將位置環、速度環斷開,手動電動機旋轉,觀察速度控制單元印製電路板上F/V變換器的電壓,如果出現電壓突然下跌的波形,則說明反饋部件不良。
測速發電機中常常出現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,造成測速發電機換向片片間短路,一旦出現這樣的問題就會引起振動。
8、系統參數的調節
一個閉環系統也可能是由於參數設定不合理而引起系統振盪,消除振盪的最佳方法就是減少放大倍數。在FUNAC的系統中調節RV1,逆時針方向轉動,這時可以看出立即會明顯變好,但由於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。
9、外部干擾的處理
對於固定不變的干擾,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,並採取相應的措施。對於偶然性干擾,只有通過有效的屏蔽、可靠的接地等措施,盡可能予以避免。
採用這些方法後,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後徹底檢查各處波形。
B. cnc機床容易引起工作台爬行現象的因素
您要問的是:cnc機床容易引敗悉起工作台爬行現象的因素是什麼?潤滑不好。
機床出現爬行原因一般認為是由於機床運動部件之間察物乎潤滑不好,導致機床工作台移動時靜摩擦阻力增大。螞鍵當電機驅動時,工作台不向前運動,使滾珠絲杠產生彈性變形,把電機的能量貯存在變形上。
數控車床又稱為CNC車床,即計算機數字控制車床,是國內使用量最大,覆蓋面最廣的一種數控機床,約占數控機床總數的25%。數控機床是集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產品。
C. 機床為什麼會產生爬行,怎麼防治
機床爬行與振動
機床爬行與振動
在數控機床中有很多明顯的不正常現象,但在有一些經濟數控系統中,卻沒有報警,即使有時出現報警,報警的信息表明也不是你所看到不正常現象的報警。
機床出現爬行與振動就是一個明顯的例子。機床以低速運行時,機床工作台是蠕動著向前運動;機床要以高速運行時,就出現震動。
關於機床爬行有的書上寫著:由於潤滑不好,而使機床工作台移動時摩擦阻力增大。當電機驅動時,工作台不向前運動,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於靜摩擦力時,機床工作台向前蠕動,周而復始地這樣運動,而產生了爬行的現象。然而事實並非如此,仔細看
一下導軌面潤滑的情況,就可以斷定不是這個問題。
機床爬行和振動問題是屬於速度的問題。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)來看一看它是否在那裡振動。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D/A轉換器或偏差計數
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。那麼問題肯定出在其他兩個部分。
我們可以去觀察測速發電機的波形,由於機床在振動,說明機床的速度在激烈的振盪中,當然測速發電機反饋回來的波形一定也是動盪不已的。但是我們可以
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。這時,我們最好能測一下機床的振動頻率與電機旋轉的速度是否存在一個准確的比率關系,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電機有故障的問題。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,並要檢查滾珠軸承的潤滑的情況,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。
如果沒有什麼問題,就要檢查測速發電機。測速發電機一般是直流的。
測速發電機就是一台小型的永磁式直流發電機,它的輸出電壓應正比於轉速,也就是輸出電壓與轉速是線性關系。只要轉速一定,它的輸出電壓波形應當是一
條直線,但由於齒槽的影響及整流子換向的影響,在這直線上附著一個微小的交變數。為此,測速反饋電路上都加了濾波電路,這個濾波電路就是削弱這個附在電壓上的交流分量
。
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,一會正好處於換向狀態,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
支路由於少了一個元件,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並聯的支路,又造成一定的電壓降。當這個元件處於換向,正好它也處於短路,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。這是僅僅說了
一個元件被短路。特別嚴重時有一遍換向片全部被碳粉給填平了,全部短路,這樣就會更為嚴重的電壓波動。
反饋信號與給定信號對於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,只要把電機後蓋拆下,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,
然後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,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乾,這樣就會拖延修理期限。
除了我們上面討論過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盪。眾所周知;一個閉環系統也可能由於參數設定不好,而引起系統振盪,但
最佳的消除這個振盪方法就是減少它的放大倍數,在FANUC的系統中調節RV1,逆時鍾方向轉動,這時可以看出立即會明顯變好,但由於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。
採用這些方法後,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後徹底檢查各處波形。
在這個實例中,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檯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,出現了過電流報警。