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数控机床爬行与振动故障研究摘要本文结合当前数控机床爬行与故障展开了研究和讨论。
旨在说明出现这种故障的原因和引发因子，笔者从实际工作出发，经过大量的研究和分析，对当前数控机床在工作的过程中所出现爬行问题，给出了相应的解析，同时还针对实际情况提供了一些诊断方法和预报技术，为数控机床的维修和调试提供指导依据。
关键词故障分析；数控机床；动态特性数控机床在调试和运行过程中出现的爬行现象是一种经常性的故障，直接对数控机床造成严重的后果，经济损失也是相当引人注目的。
经过大量的研究发现，引发这种故障的主要原因有液压、机械、电气、润滑等很多方面，它们之间都存在着一种紧密的衔接关系，相互紧密地交织在一起。
我们需要在实践中经常性的发现问题，开拓思想，积累经验，逐渐学会剖析故障的能力，最终总结出解决问题的最佳方案。
本文就针对若干种经常性的爬行与振动情况一一进行了研究和解答，同时例举了多种故障元器件和故障表现形式，并拟定和提出了解决此故障的策略和相关意见。
1 摩擦阻力引起的爬行众所周知，机床床身的工作台和导轨导轨面都是依据刮削或磨削的，形成一个平顺而光滑的表面，但是，在事实上这个表面还是呈现着一定程度的微峰，这些微峰以犬牙形状参差不起地镶嵌在表面平台之上。
因为滑动导轨的两个接触面都是通过微峰峰尖接触，所以在它们之间的难免会出现微小的接触面，可想而知，峰尖上所要承受的压力就是向当地高了，在一定程度上已经达到了弹性变形最大值，特别是一些大(重)型的数控机床。
通过实验发现，当接触点发生了塑性变形之后，其金属分子就会产生一定强度的粘着反应，加上微峰之间的交错啮合，在他们相对运行的时候就很容易出现数控机床的爬行和振动现象。
这就是机床运动的两导轨上所出现的摩擦阻力的原因。
如果机床在运行中出现了爬行现象，那么此时一定是在低速运动，两导轨面之间难以形成高速运动时的动压油膜，所以出现了因微峰直接接触的边界润滑。
这个时候两导轨表面的微峰之间能够直接接触，压力比较高，所以直接导致了塑性变形，因运动而引发的接触局部升温，出现了金属分子之间的粘着，通常称为“冷焊”，这个时候两导轨间的摩擦系数是最高的。
数控机床进给系统爬行与振动故障分析发布时间：2021-06-04T04:35:56.217Z 来源：《中国科技人才》2021年第9期作者：王森[导读] 在驱动移动部件低速运行过程中，数控机床进给系统会出现移动部件开始时不能启动，启动后又突然作加速运行，而后又停顿，继而又作加速运动，移动部件如此周而复始，忽停忽跳，忽快忽慢的运动现象称为爬行。
而当其以高速运行时，移动部件有会出现明显的振动。
中国航发西安动力控制科技有限公司 710077摘要：本文通过对数控设备发生爬行与振动故障原因的分析，总结了一些解决此类问题的方法。
关键词：数控设备；振动；维修1：前言在数控设备维修实践中，经常发生机床振动的故障。
但引起的原因多，如何找到故障点，找到真正的振动源，需要对故障现象进行分析和判断。
2：总结通过近几年来对数控机床维修的经验，我对数控机床进给系统爬行与振动故障的检测与维修总结了以下几点：2.1：数控机床进给系统爬行与振动现象及产生的原因：在驱动移动部件低速运行过程中，数控机床进给系统会出现移动部件开始时不能启动，启动后又突然作加速运行，而后又停顿，继而又作加速运动，移动部件如此周而复始，忽停忽跳，忽快忽慢的运动现象称为爬行。
而当其以高速运行时，移动部件有会出现明显的振动。
对于数控机床进给系统产生爬行的原因，一般认为是由于机床运动部件之间润滑不好，导致机床工作台移动时静摩擦阻力增大。
当电机驱动时，工作台不能向前运动，使滚珠丝杠产生弹性变形。
把电机的能量贮存在变形上，电机继续驱动，贮存能量所产生的弹性力大于静摩擦力时，机床工作台向前蠕动，周而复始的这样运动，产生了爬行的现象。
事实上这只是其中一个原因，产生这种故障的原因还可能是机械进给传动链出现了故障，也可能是电气部分的问题，还可能是机械与电气综合故障所致。
2.2：爬行与振动故障诊断与排除：对于数控机床出现的爬行与振动故障，不能急于下结论，而应根据产生故障的可能性，罗列出可能造成数控机床爬行与振动有关因素。
数控机床进给轴振动故障分析引言：数控机床进给轴振动故障是数控机床应用中常见的一类故障，其严重程度直接影响到零件加工精度和表面质量。
因此，对数控机床进给轴振动故障进行深入分析具有重要的实际意义。
本文将深入探讨数控机床进给轴振动的原因和相关的解决方案。
一、数控机床进给轴振动的原因1.工件不平衡：在加工过程中，工件存在不平衡的情况，导致进给轴振动。
这可能是由于工件的材料分布不均匀、加工不规范等原因引起的。
2.夹具不稳定：夹具的稳定性直接影响到工件的刚性，如果夹具不稳定，会导致工件共振振动，从而引起进给轴振动。
3.切削力不平衡：在加工过程中，由于刀具磨损或加工参数设置不合理等原因，切削力可能出现不均衡的情况，导致进给轴振动。
4.机械传动系统问题：机械传动系统的精度和稳定性直接影响到进给轴的振动情况。
如果机械传动系统存在问题，比如传动链条松动、齿轮啮合不良等，会导致进给轴振动加剧。
5.冷却系统故障：如果冷却系统存在问题，比如冷却液温度过高或流量不稳定，会导致进给轴温度过高，从而引起振动。
二、数控机床进给轴振动故障的解决方案针对数控机床进给轴振动故障，可以采取以下措施进行解决：1.加工过程优化：通过合理的刀具选择和加工参数设置，减小切削力不平衡的情况，降低进给轴振动的风险。
2.工件平衡处理：对于存在不平衡的工件，可以采取平衡处理措施，比如添加平衡块或者采用特殊的工艺方法进行处理，以提高工件的平衡性。
3.夹具改进：改进夹具结构，提高夹具的稳定性和刚性，减小进给轴振动的可能性。
4.机械传动系统维护：定期进行机械传动系统的检查和维护，确保传动链条紧固、齿轮啮合良好等，以减少进给轴振动的发生。
5.冷却系统调整：确保冷却系统正常工作，维持冷却液的合适温度和流量，以避免进给轴因温度过高而引起振动。
6.动态平衡调整：如果以上措施无法解决进给轴振动问题，在机床运行时可以考虑采用动态平衡调整方法，通过在进给轴上安装平衡块等方式来平衡轴的质量，降低振动。
爬行与振动故障在机床进给系统中的区别分析摘要爬行与振动现象在所有的机床生产与加工的过程中都会
出现的，目前，我们只能通过一系列的技术手段，将爬行与振动降低到最低范围。
要想完全杜绝这类现象的发生似乎有着很大的困难，因为电机启动后，电机的转速一定要达到临界速度(如5转
/min)，机床工作台才能运动，如果转速低于了这个值工作台就无法运行。
所以由电机克服摩擦阻力导致的爬行与振动，是无法消除的，只能通过减小传动环节的阻力来改善。
关键词数控机床；故障分析；动态特性
中图分类号tg659 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2012）58-0042-02
机床生产过程中的爬行与振动现象属于速度范畴的问题。
因此我们在研究机床的爬行与振动，必须要去找速度环。
对于机床速度的整个调节过程完全是由速度调节器进行实现。
因为速度调节器属于时间常数，其积分时间常数都是用毫秒作为衡量单位的，所以说，整个伺服运动完全属于一个调节和过渡的过程，下图为爬行力学的模型。
1 速度调节器的诊断分析
速度调节器的作用就是实现加速度的平稳过渡，另外可以通过对速度的实时检测，实现对加速度的调节，反馈控制。
所以，要解决机床的爬行与振动现象就一定要定时地对速度调节器进行诊断
和分析。
笔者根据这些年来对机床爬行与振动现象的研究和探讨，总结了一下几点对速度调节器所出现的故障进行分析：其一就是反馈信号，其二是给定信号，最后才是速度调节器本身的故障问题。
模拟vcmd是从位置偏差的计数器中所显示出来，然后通过d/a 进行转换给速度调节器的具体信号，其信号能不能具有振动的分量，最常见的做法就是通过具体的伺服板插脚来验证是不是出现爬行和振动。
如果这里出现爬行与振动现象，就说明这里一定会出现相应振动信号的周期，这就预示着机床的振动属于正常现象，这一部分的速度调节器没有任何的问题，可能是因为前级出了问题而导致的故障，因此就应该向偏差计数器或d/a转换器进行查找。
在测量的实际结果中如果没有出现振动的波形。
就说明问题可能就出现在其他部分。
2 测速发电机的诊断分析
在实际工作中，我们可以通过不间断地观察和测速发电机及时波形，就可以对所引发的所有故障给出相应的判断，因为机床在整个生产和加工的过程中都在振动，在激烈振荡中的机床速度，会被测速发电机如实地反馈回来，其所反馈的波形同样是一个不停动荡的波形。
从这个波形中就能观察到，其反馈实际波形是不是有一定的运动规律。
电机转速和振动频率成比率，首先要对电动机进行一定的故障检查，对其碳刷、机械振动以及整流子表面的实际进行一个细致的检查，如果条件容许还应该对滚珠轴承的润滑程度进行检
查，所有这些检查，是在不拆卸整体机械的情况下进行的，所以只是通过视察官实地观察就能够完成的，对于轴承的检查，有经验的技术人员都是通过耳听的方法进行检查的。
此处如果没问题，就应该对测速发电机进行检查。
测速发电机所出现的问题，一般都是因为炭刷所磨下来的一些炭粉经过长年的积存，就会在换向片的槽内形成堆积，从而引发了测速发电机片之间的短路现象，如果出现这样的情况，就会发生振动。
造成这种震动的原因就是由于被短路的整个元件在行走的过程中会出现时上时下的走势，这种特殊的走势情况下就会出现不同的测速反馈电压。
如果运行在上面支路的时候，上面支路就会因为少了一个具体的元件，电压一定就会变小，当元件再次转到下面支路的时候，之路下面的电压就会变小，这两种不同的走势势必会影响到两条支路实际端电压的进一步下降，再加上平衡电流通过并联支路，还会引发电压的进一步降低。
元件处在换向的时候，也是它处于短路的时候，这时两个支路上下都缺乏短路的元件，电压就能够恢复，而且也不会出现无环流的现象。
所以，如果两种不同状态下电压做出一个具体周期的变化时，其电压就会反馈到具体的调节器上，这样就会引发调节器实际输出也要做出一个周期性的变化。
给定信号和反馈信号与对整个调节器来说其效果是一样的。
因此，当出现反馈信号波动，就会引起速度调节器的反方向调节，这样就产生机床不同程度的振动。
3 其他原因诊断分析
除了这些引起振动的原因外，还可能是系统本身的参数引起的振荡。
众所周知；一个闭环系统也可能由于参数设定不好，而引起系统振荡，但最佳的消除这个振荡方法就是减少它的放大倍数，在fanuc的系统中调节rv1，逆时钟方向转动，这时可以看出立即会明显变好，但由于rv1调节电位器的范围比较小，有时调不过来，只能改变短路棒，也就是切除反馈电阻值，降低整个调节器的放大倍数。
采用这些方法后，还做不到完全消除振动，甚至是无效的，就要考虑对速度调节器板更换或换下后彻底检查各处波形。
出现爬行时，电机是在低速，一旦提高速度就震起来，这时电流就可能出现过流报警。
产生这种报警的原因是机床工作台面为了迅速跟限反馈信号的变化而变化，必须有一个很大的加速度才行，这个加速度就是由电机的转矩给出的。
电机转矩的变化来响应这个速度给定信号（实际上是反馈信号）的变化。
转矩就是电流信号。
大的转矩，就是大的电流信号造成的，在电流环中出现了一个电流的激烈变化，从而出现了过电流现象。
在振动时不报警，而在振动加大时，出现了过电流报警。
4 结论
由于数控机床是机电一体化产品，这里边影响机床正常工作的因素也很多。
要综合运用所有的知识分析判断故障原因，并且在诊断维修前应对数控机床有全面了解，包括对机床结构、特点，机床
的梯形图和数控系统的工作原理及框图，以及它们的电缆连接。
参考文献
[1]数控机床数控系统维修技术与实例编委会.数控机床数控系统维修技术与实例[m].北京：机械工业出版社，2010.
[2]李峻勤，费仁元.数控机床及其使用与维修[m].北京：国防工业出版社，2009.。
