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摘要：随着数控机床在机械加工的普及，数控机床可靠地运行成为生产中关键的一个环节。相比普通机床数控机床的主要特点就是使各个轴按照程序运行，运动到指定位置。但是在某些故障的情况下数控机床轴的运动并未按照程序运动，产生轴“乱走”的现象。在此我们只讨论在机床采用半闭环且并无任何报警的情况。解决此类故障的可以从机械和电气两方面来着手。本文主要论述了如何从故障现象来分析故障的类型并加以解决。
关键词：数控机床；轴运动；故障
在数控机床在使用的过程中经常会出现轴运动不按照程序运行，产生轴“乱走”的现象。此种故障轻则引起加工零件超差，重则产生各个轴的运动的干涉，造成机床床身的碰撞，对机床的刚性造成永久性的伤害。以下就从机械和电气两方面来探讨故障的原因并加以解决。
1.机械类的故障引起数控机床不按程序运行的现象
由于数控机床的运动是由电机通过机械传动机构带动轴运动的。常见的方式是电机通过皮带或联轴器带动滚珠丝杆转动从而产生轴的运动。其中每个连接部位出现松动都可能引起数控机床轴运动和程序不一致的现象。此类故障主要是由以下几种情况引发的：
（1）当数控机床在反向运动时，轴运动位置和程序给定位置产生0.2mm以内的差距。这种情况一般是由反向间隙引起的。可以通过调整滚珠丝杆的间隙来消除此类故障，也可以通过数控系统的参数补偿来消除间隙。FANUC数控系统补偿的具体步骤是通过百分表测出反向运动时轴运动位置和程序给定位置产生的差值，并将此值输入到对应轴的轴参数“1851”中。
（2）当数控机床的轴在运动时，轴运动位置和程序给定位置产生0.05mm以内的差距并且此值在每个地方的位置都不同且无规律。通过数控系统的参数补偿也无法消除。此种情况在年老的设备中较为常见，一般是滚珠丝杆润滑不良年久磨损所致。应通过更换滚珠丝杆来消除此类故障。
（3）当数控机床的轴在运动时，轴运动位置和程序给定位置产生1mm以上的差距。这种情况一般是由轴承或联轴器松动引起的。应检查轴承和联轴器并紧固轴承的背帽和联轴器的螺钉来消除此故障。
（4）数控机床无动作而程序却显示轴在运动。此类情况主要是伺服电机和丝杆连接的皮带断裂或者联轴器完全脱开所致。如果是皮带连接的，应该检查皮带是否断裂以及是否松动造成打滑现象。手动转动此轴观察皮带是否松动产生打滑现象。如果皮带打滑应调整皮带的松紧度。如果是皮带的齿条磨损则应直接更换皮带。如果是联轴器连接的需要观察此轴伺服电机运动时的负载，如果负载较大且丝杆并无运动则是机械部分有卡死，由于联轴器一般采用弹性连接，当力矩过大时联轴器会打滑，无法起到连接作用。需要将机械卡死部分排出才能解决此类故障。如果伺服电机负载较小则是联轴器松动需要将联轴器的螺钉均匀紧固，从而解决此故障。
2.电气类的故障引起数控机床不按程序运行的现象
FANUC数控系统的主要任务就是按照程序运动到指定位置。当偏差达到10mm以上的不按照加工程序“乱走”则可能是电气类故障。一般乱走的现象是以下原因造成：
（1）FANUC数控系统的镜像功能被打开了。FANUC 数控系统的功能信号“G106”为镜像功能打开指令，“F108”为打开后的诊断。当此值为1时，代表轴的镜像被打开。有些镜像在参数的画面，还有一些镜像是在操作面板的按钮。当镜像功能打开后轴会向程序给定的相反方向运动，此时只需要关闭此功能即可消除此类故障。
（2）手动绝对值信号打开ABS。手动绝对值，有的是显示器软操作面板，有的是在机床操作面板按钮。通过梯形图控制G6.2信号打开ABS功能。
（3）数控机床在开机后，各轴回原点时，回原点的位置偏差较大。一般相差整数个螺距。在开机回零的过程中，回零开关先压到回零挡块，然后机床开始减速运动，当编码器检测到零点时停止运动。如果挡块位置移动了，或者有铁屑干扰了回零开关，这会使机床回零位置相差整数个螺距。如果挡块位置移动了，可以校正挡块位置。如果有铁屑干扰了回零开关，应该清除铁屑防止干扰。
（4）错误地打开英制参数。由于操作的错误，把“0000”号参数#2的INI值设为1，这时数控机床将按照英寸运行，而程序给定的公制尺寸。此时坐标显示各轴的位置精确到小数点后四位，与正常的小数点后三位不同。发现此种情况只需将“0000”号参数#2的INI的值改为0即可消除故障。
（5）编码器反馈线受到干扰。FANUC系统的伺服编码器反馈线使用的是双绞带屏蔽电缆，假如屏蔽电缆接地不良，则容易受到干扰，从而发生偶发性的“乱走”现象。为了增强系统的抗干扰性能，可以增加磁环。
（6）执行“机床锁住”、”手轮插入“等操作后，直接运行程序加工。此时机床运动会有偏差，通过正确的操作可以避免此类故障。
（7）刀补、工件坐标等参数设定错误，或编程错误所引起。重新检查刀补、工件坐标的值并仔细核对。确定设定数据正确，检查机床运行的程序是否正确。通过仔细检查相关参数可消除此类故障。
（8）程序复位后，没从头开始运行直接从中间单节开始运行，导致数控机床未能按照预期运行，从而与程序指定的位置不同。通过正确的操作可以消除此故障。
4.结语
数控机床不按照程序运动，产生轴“乱走”的情况时有发生。我们应该从机械和电气两方面来着手，通过仔细分析故障现象。根据故障现象查找出对应的原因从而排除故障。
参考文献：
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[3]杨海燕.论数控机床电气EMC设计中的屏蔽及接地[J].现代盐化工 2018（10）.
【作者简介】郑宜杰（1990.10-），男，汉族，江西抚州人，中国航发南方工业有限公司工程师，主要研究方向：数控机床控制与应用。
论文作者:郑宜杰,黄其富
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第27期
论文发表时间:2019/8/2
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