數(shù)控維修失步

劉建軍

（勝動集團(tuán)機(jī)械制造公司 山東東營）

簡易數(shù)控車床，Z軸丟步，程序G00設(shè)定時(shí)出現(xiàn)丟步，用G01設(shè)定進(jìn)給量時(shí)則沒有丟步現(xiàn)象。所謂丟步，即步進(jìn)電機(jī)在接到步進(jìn)電源的輸出后，沒有旋轉(zhuǎn)到步進(jìn)電源輸出的脈沖數(shù)（步數(shù)），缺少的步數(shù)就是丟失的步數(shù)，屬于失步的一種。失步包括丟步和越步兩種現(xiàn)象。造成失步的原因很多，在一些經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床開環(huán)系統(tǒng)中經(jīng)常出現(xiàn)，原因有兩種，軟件故障和硬件故障。

1.軟件故障

軟件故障即系統(tǒng)故障，包括NC機(jī)床數(shù)據(jù)設(shè)定不當(dāng)和系統(tǒng)加工程序參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。

重新設(shè)置絲杠反向間隙補(bǔ)償值。這個(gè)數(shù)據(jù)非常實(shí)用，特別是機(jī)床使用幾年后，絲杠有一定磨損，用這個(gè)數(shù)據(jù)來補(bǔ)償絲杠間隙，保證加工精度。最簡易的測量方法是：將千分表固定在一機(jī)床平面上，用手輪正向反向移動工作臺或刀架，觀察表針的變化，多測幾個(gè)點(diǎn)，取中間值。

合理設(shè)定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子較長的啟動加速時(shí)間，以便獲得足夠的能量，防止丟步；合理設(shè)定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子較長的減速時(shí)間，防止出現(xiàn)越步或過沖現(xiàn)象。降低系統(tǒng)的快速速率（G00的速率），減少脈沖頻率。

有時(shí)合理細(xì)分步距角也能解決失步問題。需要指出，細(xì)分不是步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分，而是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器的細(xì)分。細(xì)分的目的是減少步進(jìn)電機(jī)的低頻振動，增加電機(jī)工作時(shí)的平穩(wěn)性，提高電機(jī)的輸出扭矩，提高步進(jìn)電機(jī)精度，在加工圓弧時(shí)效果尤為明顯，但相應(yīng)的機(jī)床運(yùn)行速度就會降低，所以這個(gè)數(shù)據(jù)并不是越高越好。

調(diào)整用戶零件加工程序。可以適當(dāng)提高主軸轉(zhuǎn)速，降低走刀量，減小切削深度。需特別注意，當(dāng)將NC數(shù)據(jù)改動后，系統(tǒng)必須重新啟動，重新確認(rèn)一次，方能執(zhí)行。

2.硬件故障

硬件故障也分兩個(gè)方面，機(jī)械故障和電氣故障。

機(jī)械故障的原因較多，也最難查找。比如：檢查絲杠是否軸向竄動，雙頭螺母是否預(yù)緊。在某一段，絲母與絲杠間隙是否過大或溜板鑲條是否太緊、太松。絲杠有無彎曲變形，絲杠導(dǎo)槽內(nèi)有無鐵屑、油泥等異物。聯(lián)軸器或傳動齒輪是否松動或異物卡住。

電氣故障方面，包括在傳動鏈的適當(dāng)部位安裝反饋元件，如編碼器、光柵尺等，徹底消除丟步的現(xiàn)象，但成本太高。建議采用大功率的步進(jìn)電機(jī)，增加輸出扭矩或者采用性能較好的混合式步進(jìn)電機(jī)、交流伺服電機(jī)等方法，但成本會增高。

驅(qū)動器故障。驅(qū)動器是把控制器發(fā)出的信號再處理放大輸給步進(jìn)電機(jī)。如文章開頭所述實(shí)例，可將X軸與Z軸驅(qū)動器交換對接，若Z軸工作正常，可判定Z軸驅(qū)動器出現(xiàn)故障。首先檢查接線是否松動、折斷，其次取下驅(qū)動板，在了解基本原理的情況下，用萬用表檢測限流電阻、穩(wěn)壓二極管等易損電子元件。同時(shí)，還可以檢測一下功放電路有無斷線、擊穿等現(xiàn)象。

控制器故障?？刂破魇强刂泼}沖方式的，可以進(jìn)行程序的控制輸出，其發(fā)出的信號進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器后，會由驅(qū)動器轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電流信號，帶動電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)?？聪到y(tǒng)有沒有受到干擾，找出干擾源，降低干擾?？梢赃x用較好的雙紋屏蔽線代替普通導(dǎo)線、加電源濾波器或采用光電隔離器等措施降低干擾。

3.其他原因

工件硬度太高、刀具磨損嚴(yán)重、刀具參數(shù)設(shè)定不當(dāng)、外界強(qiáng)電干擾、電機(jī)負(fù)載過重等原因，也會造成丟失。