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機床爬行故障原因及解決對策
機床進給系統(tǒng)的運動件，當(dāng)其運行速度低到一定值(如0.5mm/min)時，往往不是作連續(xù)勻速運動，而是時走時停、忽快忽慢，這種現(xiàn)象稱之為爬行。下面是小編整理的關(guān)于機床爬行故障原因及解決對策的內(nèi)容，一起來看看吧！
爬行是機床常見而不正常的運動狀態(tài)，主要出現(xiàn)在機床各傳動系統(tǒng)的執(zhí)行部件上(如刀架系統(tǒng)、工作臺等)，且一般在低速行時出現(xiàn)較多。運動速度低時，潤滑油被壓縮，油膜變薄，油楔作用降低，部分油膜破壞，摩擦面阻力發(fā)生變化。通常情況下，輕微程度的爬行有不易察覺的振動，顯著的爬行則是大距離地跳動。
進給運動中的爬行現(xiàn)象破壞了系統(tǒng)運動的均勻性，不僅使被加工件精度和表面質(zhì)量下降，也會破壞液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性，使機床導(dǎo)軌加速磨損，甚至產(chǎn)生廢品和事故。
爬行原因
引起爬行的主要原因，是摩擦因數(shù)隨運動速度的變化和傳動系統(tǒng)剛性不足。機床在實際使用中，爬行現(xiàn)象主要是在傳動系統(tǒng)剛性不足，驅(qū)動力與負載摩擦阻力波動變化的情況下形成。機床液壓系統(tǒng)侵入空氣，液壓元件間隙增大及機械裝置自身原因都可能引起爬行故障。
對策
1.空氣混入液壓系統(tǒng)引起的爬行及消除方法
液壓系統(tǒng)中混入空氣是造成液壓系統(tǒng)出現(xiàn)爬行故障的根本原因。當(dāng)空氣混入油中以后，一部分溶解到壓力油中，剩余的則形成游離狀氣泡浮游在壓力油中，由于空氣有很大的壓縮性，執(zhí)行器負載的波動使油液壓力脈動，導(dǎo)致氣體膨脹或收縮而引起執(zhí)行器供油量明顯變化，從而使“剛性”環(huán)節(jié)變成“彈性”環(huán)節(jié)，導(dǎo)致爬行產(chǎn)生。
為了避免空氣侵入液壓系統(tǒng)，應(yīng)緊固各管道連接處螺母，嚴防泄漏。盡可能使進出油管相距遠一些，保證進、回油路互不干涉，并將進出油管用隔板隔開。清除附著在濾油器網(wǎng)上的污物，或更換足夠容量的濾清器，保證吸油通暢。加足油液并經(jīng)常檢查，保持油液不低于油標(biāo)指示線，以防止系統(tǒng)吸入空氣。采用黏度低的油液，以降低流動阻力，并保證吸油暢通且充足，避免產(chǎn)生空穴現(xiàn)象而使油液中的氣體滲出。
2.液壓泵或閥類零件間隙引起的爬行及消除方法泵內(nèi)部零件磨損，間隙過大，引起輸油量和壓力不足或嚴重波動而產(chǎn)生爬行。
運動件低速運動時，一旦發(fā)生干摩擦或半干摩擦，阻力增加，這時要求液壓泵提高壓力，但由于泵間隙大而嚴重漏油，不能適應(yīng)阻力的變化而使運動件速度減慢或停止。待壓力升高達到能克服靜摩擦力時，因動摩擦力較靜摩擦力小而使運動件向前一跳，壓力又降低，運動件速度又減慢甚至停止。這樣，反復(fù)循環(huán)而形成爬行。
在機床液壓系統(tǒng)中，當(dāng)各種控制閥的阻尼孔及節(jié)流開口被污物阻塞或閥內(nèi)零件磨損、滑閥移動不靈活等使壓力波動，給工作臺的推力時大時小，因而使工作臺的速度時快時慢，也可造成爬行。
當(dāng)液壓泵間隙過大時，修復(fù)或更換液壓泵，減少油泵泄漏。使用濾油器防止雜質(zhì)進入液壓系統(tǒng)，保持油液清潔，定期清洗油池并更換液壓油，加強控制閥件的維護保養(yǎng)，以防液壓油污染。保證零件的精度達到技術(shù)要求，檢查各相配零件的配合間隙，研磨閥孔(缸孔)，重做滑閥(活塞)，使其配合間隙在規(guī)定的范圍內(nèi)。
3.摩擦阻力變化引起的爬行及消除方法
靜、動摩擦因數(shù)的差值大小是產(chǎn)生爬行現(xiàn)象的內(nèi)因，靜、動摩擦力之差越小，臨界速度越小，越容易產(chǎn)生爬行。
導(dǎo)軌精度不高、導(dǎo)軌刮研的點數(shù)不夠且不均勻、導(dǎo)軌表面拉毛、導(dǎo)軌面有銹斑，均可造成局部阻力變化及導(dǎo)軌而接觸不良，使油膜不易形成，產(chǎn)生干摩擦或半干摩擦，導(dǎo)致工作臺或走刀箱等部件運動摩擦阻力不穩(wěn)定而引起爬行。在這種情況下，必須修復(fù)導(dǎo)軌，使之符合技術(shù)要求。
此外，由于制造、安裝及磨損等方面的原因引起的液爪缸中心線與導(dǎo)軌不平行、導(dǎo)軌或滑快的壓緊塊(條)夾得太緊、密封件過盈量過大、活塞桿局部或全長彎曲、液壓缸缸體內(nèi)孔拉毛刮傷、活塞與活塞桿不同軸、液壓缸體孔精度不良及活塞桿兩端油封調(diào)整過緊等缺陷也可引起爬行。當(dāng)這些缺陷產(chǎn)生不均勻的摩擦力而使運動件爬行時，應(yīng)逐個檢查油缸零件的精度，產(chǎn)加以修復(fù)。
數(shù)控機床的維護
對于數(shù)控機床來說，合理的日常維護措施，可以有效的預(yù)防和降低數(shù)控機床的故障發(fā)生幾率。
首先，針對每一臺機床的具體性能和加工對象制定操作規(guī)程建立工作、故障、維修檔案是很重要的。包括保養(yǎng)內(nèi)容以及功能器件和元件的保養(yǎng)周期。
其次，在一般的工作車間的空氣中都含有油霧、灰塵甚至金屬粉末之類的污染物，一旦他們落在數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)的印制線路或電子器件上，很容易引起元器件之間絕緣電阻下降，甚至倒是元器件及印制線路受到損壞。所以除非是需要進行必要的調(diào)整及維修，一般情況下不允許隨便開啟柜門，更不允許在使用過程中敞開柜門。
另外，對數(shù)控系統(tǒng)的電網(wǎng)電壓要實行時時監(jiān)控，一旦發(fā)現(xiàn)超出正常的工作電壓，就會造成系統(tǒng)不能正常工作，甚至?xí)饠?shù)控系統(tǒng)內(nèi)部電子部件的損壞。所以配電系統(tǒng)在設(shè)備不具備自動檢測保護的情況下要有專人負責(zé)監(jiān)視，以及盡量的改善配電系統(tǒng)的穩(wěn)定作業(yè)。
當(dāng)然很重要的一點是數(shù)控機床采用直流進給伺服驅(qū)動和直流主軸伺服驅(qū)動的，要注意將電刷從直流電動機中取出來，以免由于化學(xué)腐蝕作用，是換向器表面腐蝕，造成換向性能受損，致使整臺電動機損壞。這是非常嚴重也容易引起的故障。
數(shù)控機床一般的故障診斷分析
1、檢查
在設(shè)備無法正常工作的情況下，首先要判斷故障出現(xiàn)的具體位置和產(chǎn)生的原因，我們可以目測故障板，仔細檢查有無由于電流過大造成的保險絲熔斷，元器件的燒焦煙熏，有無雜物斷路現(xiàn)象，造成板子的過流、過壓、短路。觀察阻容、半導(dǎo)體器件的管腳有無斷腳、虛焊等，以此可發(fā)現(xiàn)一些較為明顯的故障，縮小檢修范圍，判斷故障產(chǎn)生的原因。
2、系統(tǒng)自診斷
數(shù)控系統(tǒng)的自診斷功能隨時監(jiān)視數(shù)控系統(tǒng)的工作狀態(tài)。一旦發(fā)生異常情況，立即在CRT上顯示報警信息或用發(fā)光二級管指示故障的大致起因，這是維修中最有效的一種方法。近年來隨著技術(shù)的發(fā)展，興起了新的接口診斷技術(shù)，JTAG邊界掃描，該規(guī)范提供了有效地檢測引線間隔致密的電路板上零件的能力，進一步完善了系統(tǒng)的自我診斷能力。
3、功能程序測試法
功能程序測試法就是將數(shù)控系統(tǒng)的常用功能和特殊功能用手工編程或自動變成的方法，編制成一個功能測試程序，送人數(shù)控系統(tǒng)，然后讓數(shù)控系統(tǒng)運行這個測試程序，借以檢查機床執(zhí)行這些功能的準(zhǔn)確定和可靠性，進而判斷出故障發(fā)生的可能原因。
4、接口信號檢查
通過用可編程序控制器在線檢查機床控制系統(tǒng)的接回信號，并與接口手冊正確信號相對比，也可以查出相應(yīng)的故障點。
5、診斷備件替換法
隨著現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展，電路的集成規(guī)模越來越大技術(shù)也越來越復(fù)雜，按常規(guī)方法，很難把故障定位到一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障，為了縮短停機時間，在沒有診斷備件的情況下可以采用相同或相容的模塊對故障模塊進行替換檢查，對于現(xiàn)代數(shù)控的維修，越來越多的情況采用這種方法進行診斷，然后用備件替換損壞模塊，使系統(tǒng)正常工作，盡最大可能縮短故障停機時間。上述診斷方法，在實際應(yīng)用時并無嚴格的界限，可能用一種方法就能排除故障，也可能需要多種方法同時進行。最主要的是根據(jù)診斷的結(jié)果間接或直接的找到問題的關(guān)鍵，或維修或替換盡快的恢復(fù)生產(chǎn)。3數(shù)控機床故障診斷實例
由于數(shù)控機床的驅(qū)動部分是強弱電一體的，是最容易發(fā)生問題的。因此將驅(qū)動部分作簡單介紹：驅(qū)動部分包括主軸驅(qū)動器和伺服驅(qū)動器，有電源模塊和驅(qū)動模塊兩部分組成，電源模塊是將三相交流電有變壓器升壓為高壓直流，而驅(qū)動部分實際上是個逆變換，將高壓支流轉(zhuǎn)換為三相交流，并驅(qū)動伺服電機，完成個伺服軸的運動和主軸的運轉(zhuǎn)。因此這部分最容易出故障。以CJK6136數(shù)控機床和802S數(shù)控系統(tǒng)的故障現(xiàn)象為例，主要分析一下控制電路與機械傳動接口的故障維修。
如在數(shù)控機床在加工過程中，主軸有時能回參考點有時不能。在數(shù)控操作面板上，主軸轉(zhuǎn)速顯示時有時無，主軸運轉(zhuǎn)正常。分析出現(xiàn)的故障原因得該機床采用變頻調(diào)速，其轉(zhuǎn)速信號是有編碼器提供，所以可排除編碼器損壞的可能，否則根本就無法傳遞轉(zhuǎn)速信號了。只能是編碼器與其連接單元出現(xiàn)問題。兩方面考慮，一是可能和數(shù)控系統(tǒng)連接的ECU連接松動，二是可能可和主軸的機械連接出現(xiàn)問題。由此可以著手解決問題了。首先檢查編碼器與ECU的連接。若不存在問題，就卸下編碼器檢查主傳動與編碼器的連接鍵是否脫離鍵槽，結(jié)果發(fā)現(xiàn)就是這個問題。修復(fù)并重新安裝就解決了問題。
數(shù)控機床故障產(chǎn)生的原因是多種多樣的，有機械問題、數(shù)控系統(tǒng)的問題、傳感元件的問題、驅(qū)動元件的問題、強電部分的問題、線路連接的問題等。在檢修過程中，要分析故障產(chǎn)生的可能原因和范圍，然后逐步排除，直到找出故障點，切勿盲目的亂動，否則，不但不能解決問題。還可能使故障范圍進一步擴大。總之，在面對數(shù)控機床故障和維修問題時，首先要防患于未燃，不能在數(shù)控機床出現(xiàn)問題后才去解決問題，要做好日常的維護工作和了解機床本身的結(jié)構(gòu)和工作原理，這樣才能做到有的放矢。
按故障的性質(zhì)分類
⑴確定性故障
確定性故障是指控制系統(tǒng)主機中的硬件損壞或只要滿足一定的條件，數(shù)控機床必然會發(fā)生的故障。這一類故障現(xiàn)象在數(shù)控機床上最為常見，但由于它具有一定的規(guī)律，因此也給維修帶來了方便。
確定性故障具有不可恢復(fù)性，故障一旦發(fā)生，如不對其進行維修處理，機床不會自動恢復(fù)正常.但只要找出發(fā)生故障的根本原因，維修完成后機床立即可以恢復(fù)正常。正確的使用與精心維護是杜絕或避免故障發(fā)生的重要措施。
⑵隨機性故障
隨機性故障是指數(shù)控機床在工作過程中偶然發(fā)生的故障此類故障的發(fā)生原因較隱蔽，很難找出其規(guī)律性，故常稱之為“軟故障”，隨機性故障的原因分析與故障診斷比較困難，一般而言，故障的發(fā)生往往與部件的安裝質(zhì)量、參數(shù)的設(shè)定、元器件的品質(zhì)、軟件設(shè)計不完善、工作環(huán)境的影響等諸多因素有關(guān)。
隨機性故障有可恢復(fù)性，故障發(fā)生后，通過重新開機等措施，機床通常可恢復(fù)正常，但在運行過程中，又可能發(fā)生同樣的故障。
加強數(shù)控系統(tǒng)的維護檢查，確保電氣箱的密封，可靠的安裝、連接，正確的接地和屏蔽是減少、避免此類故障發(fā)生的重要措施。
按故障產(chǎn)生的原因分類
⑴數(shù)控機床自身故障
這類故障的發(fā)生是由于數(shù)控機床自身的原因所引起的，與外部使用環(huán)境條件無關(guān).數(shù)控機床所發(fā)生的極大多數(shù)故障均屬此類故障。
⑵數(shù)控機床外部故障
這類故障是由于外部原因所造成的。供電電壓過低、過高，波動過大：電源相序不正確或三相輸入電壓的不平衡;環(huán)境溫度過高：有害氣體、潮氣、粉塵授入：外來振動和干擾等都是引起故障的原因。
此外，人為因素也是造成數(shù)控機床故障的外部原因之一，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，首次使用數(shù)控機床或由不熟練工人來操作數(shù)控機床，在使用的第一年，操作不當(dāng)所造成的外部故障要占機床總故障的三分之一以上。
按故障發(fā)生的部位分類
⑴主機故障數(shù)控機床的主機通常指組成數(shù)控機床的機械、潤滑、冷卻、排屑、液壓、氣動與防護等部分。主機常見的故障主要有：
1)因機械部件安裝、調(diào)試、操作使用不當(dāng)?shù)仍蛞鸬臋C械傳動故障;
2)因?qū)к墶⒅鬏S等運動部件的干涉、摩擦過大等原因引起的故障;
3)因機械零件的損壞、聯(lián)結(jié)不良等原因引起的故障，等等。
主機故障主要表現(xiàn)為傳動噪聲大、加工精度差、運行阻力大、機械部件動作不進行、機械部件損壞等等。潤滑不良、液壓、氣動系統(tǒng)的管路堵塞和密封不良，是主機發(fā)生故障的常見原因。數(shù)控機床的定期維護、保養(yǎng).控制和根除“三漏”現(xiàn)象發(fā)生是減少主機部分故障的重要措施。
⑵電氣控制系統(tǒng)故障
從所使用的元器件類型上.根據(jù)通常習(xí)慣，電氣控制系統(tǒng)故障通常分為“弱電”故障和“強電”故障兩大類，“弱電”部分是指控制系統(tǒng)中以電子元器件、集成電路為主的控制部分數(shù)控機床的弱電部分包括CNC、PLC、MDI/CRT以及伺服驅(qū)動單元、輸為輸出單元等。
“弱電”故障又有硬件故障與軟件故障之分.硬件故障是指上述各部分的集成電路芯片、分立電子元件、接插件以及外部連接組件等發(fā)生的故障。軟件故障是指在硬件正常情況下所出現(xiàn)的動作出鍺、數(shù)據(jù)丟失等故障，常見的有.加工程序出錯，系統(tǒng)程序和參數(shù)的改變或丟失，計算機運算出錯等。
“強電”部分是指控制系統(tǒng)中的主回路或高壓、大功率回路中的繼電器、接觸器、開關(guān)、熔斷器、電源變壓器、電動機、電磁鐵、行程開關(guān)等電氣元器件及其所組成的控制電路。這部分的故障雖然維修、診斷較為方便，但由于它處于高壓、大電流工作狀態(tài)，發(fā)生故障的幾率要高于“弱電”部分.必須引起維修人員的足夠的重視。
按故障的指示形式分類
⑴有報帶顯示的故障
數(shù)控機床的故障顯示可分為指示燈顯示與顯示器顯示兩種情況：
1)指示燈顯示報警
指示燈顯示報警是指通過控制系統(tǒng)各單元上的狀態(tài)指示燈(一般由LED發(fā)光管或小型指示燈組成)顯示的報警.根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的狀態(tài)指示燈，即使在顯示器故障時，仍可大致分析判斷出故障發(fā)生的部位與性質(zhì)，因此.在維修、排除故障過程中應(yīng)認真檢杳這些狀態(tài)指示燈的狀態(tài)。
2)顯示器顯示報警
顯示器顯示報警是指可以通過CNC顯示器顯示出報警號和報警信息的報警。由于數(shù)控系統(tǒng)一般都具有較強的自診斷功能，如果系統(tǒng)的診斷軟件以及顯示電路工作正常，一旦系統(tǒng)出現(xiàn)故障，可以在顯示器上以報警號及文本的形式顯示故障信息。數(shù)控系統(tǒng)能進行顯示的報警少則幾十種，多則上千種，它是故障診斷的重要信息。
在顯示器顯示報警中，又可分為NC的報警和PLC的報等兩類。前者為數(shù)控生產(chǎn)廠家設(shè)置的故降顯示.它可對照系統(tǒng)的“維修手冊”，來確定可能產(chǎn)生該故障的原因。
后者是由數(shù)控機床生產(chǎn)廠家設(shè)置的PLC報警信息文本，屬于機床側(cè)的故降顯示。它可對照機床生產(chǎn)廠家所提供的“機床維修手冊”中的有關(guān)內(nèi)容.確定故障所產(chǎn)生的原因。
⑵無報警顯示的故障
這類故障發(fā)生時.機床與系統(tǒng)均無報警顯示，其分析診斷難度通常較大.需要通過仔細、認真的分析判斷才能予以確認。特別是對于一些早期的數(shù)控系統(tǒng)，由于系統(tǒng)本身的診斷功能不強，或無PLC報警信息文本，出現(xiàn)無報警顯示的故障情祝則更多.
對于無報警顯示故障，通常要具體情況具體分析，根據(jù)故障發(fā)生前后的變化.進行分析判斷，原理分析法與PLC程序分析法是解決無報警顯示故障的主要方法.
除上述常見故障分類方法外，還有其他多種不同的分類方法。如：按故障發(fā)生時有無破壞性.可分為破壞性故障和非破壞性故障兩種.按故障發(fā)生與需要維修的具體功能部位.可分為數(shù)控裝置故障，進給伺服系統(tǒng)故障，主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障，白動換刀系統(tǒng)故障等等，這一分類方法在維修時常用。
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