论数控机床的爬行和振动.docx

编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径学海无涯苦作舟页码：目录摘要1第一章数控机床概述11.1数控机床的原理11.2数控机床产生爬行的原因11.3数控机床爬行和振动的分析1第二章数控机床故障的分析22.1分析机械部分原因与对策22.2分析进给伺服系统原因与对策2第三章排除数控机床进给系统爬行与振动故障的方法43.1对故障发生的部位进行分析43.2机械部件故障的检查和排除43.3进给伺服系统故障的检查和排除5第四章故障诊断与维修实例74.1举例说明故障分析及处理11结论12参考文献13后记14摘要数控机床是现代机械工业的重要技术装备也是先进制造技术的基础装备。数控机床随着微电子技术、计算机技术、自动控制技术的发展得到飞跃发展。目前几乎所有传统机床都有了数控机床的品种。数控技术极大地推动了计算机辅助设计、计算机辅助制造、柔性制造系统、计算机集成制造系统、虚拟制造系统和敏捷制造的发展但是随着数控机床的发展机床的故障也越来越重要。本论文叙述对数控机床的爬行与振动故障原因作了一系列分析指出许多诊断排除故障的方法和策略。并举了一些例子如何对故障部位的分析、处理并有效的解决问题。关键词：数控机床爬行与振动分析诊断故障维修第一章数控机床爬行和振动概述1.1数控机床的原理数控机床是集机、电、液、气、光等为一体的自动化机床经各部分的执行功能最后共同完成机械执行机构的移动、转动、夹紧、松开、变速和换刀等各种动作实现切削加工任务。工作时各项功能相互结合发生故障时也混合在一起故障现象和原因并非简单一一对应。一种故障现象可能有几种不同的原因大部分故障以综合形式出现数控机床的爬行与振动就是一个明显的例子。数控机床进给伺服系统所驱动的移动部件在低速运行时出现移动部件开始不能启动启动后又突然作加速运动而后又停顿继而又作加速运动如此周而复始这种移动部件忽停忽跳忽快忽慢的运动现象称为爬行；而当其高速运行时移动部件又出现明显的振动。这一故障现象就是典型的进给系统的爬行与振动故障。1.2数控机床产生爬行的原因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；电动机继续驱动贮存的能量所产的弹性力大于静摩擦力时机床工作台向前蠕动周而复始地这样运动产生了爬行的现象。事实上这只是其中的一个原因产生这类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进给系统电气部分出现了问题或者是系统参数设置不当的缘故还可能是机械部分与电气部分的综合故障所造成。1.3数控机床爬行和振动的分析爬行与振动故障通常发生在机械部分和进给伺服系统。进给系统低速时的爬行与机械传动部件的特性有关；高速时振动通常与进给传动链中运动副预紧力有关而爬行和振动与伺服进给系统进给速度及位置控制系统的增益密切相关。若造成爬行与振动的原因在机械部分应首先检查导轨副。因移动部件所受的摩擦阻力主要是来自导轨副导轨副的动、静摩擦因数大且其差值也大容易造成爬行。目前数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨如果导轨副的间隙调整不好仍会造成爬行或振动。对于静压导轨应着重检查静压是否建立对于塑料导轨可检查导轨面上是否有杂质或异物对于滚动导轨则应检查导轨副的预紧情况等。其次要检查进给传动链。有效地提高传动链的传动刚度对于提高运动精度消除爬行非常有益。引起爬行的原因常常是轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧或预拉不理想传动链中存在间隙；或传动链长传动轴直径偏小支承和支承座的刚度不够等。另外克服爬行除了在系统中引入阻尼、变更系统的动力特性外从摩擦学的角度最有效的方法就是通过改善润滑或变更材料以改变摩擦因数。有时爬行就是因导轨副润滑状态不好造成的。采用具有防爬作用的导轨润滑油是一种非常有效的措施这种导轨润滑油中有极性防爬添加剂能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜从而改善导轨的摩擦特性。如果故障原因在进给伺服系统首先确认振动周期与进给速度是否成比例变化。如果成比例变化则故障的起因可能是机床、电机、检测元件不良。如果不成比例且大致固定则大都与位置控制有关的系统参数发生变化有关。如位置环增益参数设置变大则机床易产生振动在调整该参数时应注意位置的准确性、快速性、平稳性。其中系统快速响应性和稳定性是一对矛盾当系统调到一定快速响应（临界点）后再增大增益时系统就产生振荡。在数控机床应用中首先考虑的是位置准确性和系统稳定性在此前提下尽可能地提高系统的快速响应性。所以位置环增益设置值不能太大应根据数控机床的固有性能来设置。若机床产生振荡首先要适当减少位置环增益。第二章数控机床爬行和振动故障的分析2.1、分析机械部分原因与对策因为数控机床低速运行