數(shù)控機(jī)床是由數(shù)字程序?qū)崿F(xiàn)控制的機(jī)床，即數(shù)控技術(shù)在機(jī)床控制中的具體應(yīng)用。數(shù)控機(jī)床不僅具有自動(dòng)換刀裝置，而且具有工件自動(dòng)進(jìn)給、裝卸、刀具壽命檢測(cè)系統(tǒng)、排屑等各種附加裝置，可以進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的無(wú)人運(yùn)轉(zhuǎn)加工。數(shù)控機(jī)床的綜合性和復(fù)雜性決定了數(shù)控機(jī)床的故障具有綜合性，并有自身的特點(diǎn)。數(shù)控機(jī)床的爬行與振動(dòng)就是典型的例子。
爬行就是指數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)所驅(qū)動(dòng)的移動(dòng)部件在低速運(yùn)行時(shí)，出現(xiàn)移動(dòng)部件開(kāi)始不能啟動(dòng)，啟動(dòng)后又突然作加速運(yùn)動(dòng)，而后又停頓，繼而又作加速運(yùn)動(dòng)，如此周而復(fù)始，移動(dòng)部件忽停忽跳，忽快忽慢的運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象。機(jī)床出現(xiàn)爬行與振動(dòng)就是一個(gè)典型的故障例子。機(jī)床以低速運(yùn)行時(shí)，機(jī)床工作臺(tái)是蠕動(dòng)著向前運(yùn)動(dòng)；機(jī)床要以高速運(yùn)行時(shí)，就出現(xiàn)振動(dòng)。
機(jī)床出現(xiàn)爬行與振動(dòng)的原因一般認(rèn)為是由于潤(rùn)滑不好，而使機(jī)床工作臺(tái)移動(dòng)時(shí)摩擦阻力增大。當(dāng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)時(shí)，工作臺(tái)不向前運(yùn)動(dòng)，使?jié)L珠絲杠產(chǎn)生彈性變形，把電機(jī)的能量貯存在變形上。電動(dòng)機(jī)繼續(xù)驅(qū)動(dòng)，貯存的能量所產(chǎn)的彈性力大于靜摩擦力時(shí)，機(jī)床工作臺(tái)向前蠕動(dòng)，周而復(fù)始地這樣運(yùn)動(dòng)，從而產(chǎn)生了爬行的現(xiàn)象。但仔細(xì)看一下導(dǎo)軌面潤(rùn)滑的情況，會(huì)發(fā)現(xiàn)并不一定是由于潤(rùn)滑的原因而產(chǎn)生了爬行與振動(dòng)。
機(jī)床出現(xiàn)爬行與振動(dòng)的故障原因可以從以下幾方面查找：
機(jī)床的速度調(diào)節(jié)器診斷分析
機(jī)床爬行和振動(dòng)問(wèn)題是屬于速度的問(wèn)題。既然是速度的問(wèn)題就要去找速度環(huán)，我們知道機(jī)床的速度的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程是由速度調(diào)節(jié)器來(lái)完成的。特別應(yīng)該著重指出，速度調(diào)節(jié)器的時(shí)間常數(shù)，也就是速度調(diào)節(jié)器積分時(shí)間常數(shù)是以毫秒計(jì)的，因此，整個(gè)機(jī)床的伺服運(yùn)動(dòng)是一個(gè)過(guò)渡過(guò)程，是一個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程。
凡是與速度有關(guān)的問(wèn)題，只能去查找速度調(diào)節(jié)器。因此，機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題也要去查找速度調(diào)節(jié)器。可以從以下這些地方去查找速度調(diào)節(jié)器故障：一個(gè)是給定信號(hào)，一個(gè)是反饋信號(hào)，再一個(gè)就是速度調(diào)節(jié)器的本身。
第一個(gè)是由位置偏差計(jì)數(shù)器出來(lái)經(jīng)d/a轉(zhuǎn)換給速度調(diào)節(jié)器送來(lái)的模擬是vcmd，這個(gè)信號(hào)是否有振動(dòng)分量，可以通過(guò)伺服板上的插腳（fanuc6系統(tǒng)的伺服板是x18腳）來(lái)看一看它是否在那里振動(dòng)。如果它就是有一個(gè)周期的振動(dòng)信號(hào)，那毫無(wú)疑問(wèn)機(jī)床振動(dòng)是正確的，速度調(diào)節(jié)器這一部分沒(méi)有問(wèn)題，而是前級(jí)有問(wèn)題，向 d／a轉(zhuǎn)換器或偏差計(jì)數(shù)器去查找問(wèn)題。如果測(cè)量結(jié)果沒(méi)有任何振動(dòng)的周期性的波形。那么問(wèn)題肯定出在其他兩個(gè)部分。
電機(jī)或測(cè)速發(fā)電機(jī)診斷分析
觀察測(cè)速發(fā)電機(jī)的波形，由于機(jī)床在振動(dòng)，說(shuō)明機(jī)床的速度在激烈的振蕩中，當(dāng)然測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋回來(lái)的波形一定也是動(dòng)蕩不已的。從中可以看到，測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋的波形中是否出現(xiàn)規(guī)律的大起大落，十分混亂現(xiàn)象。
因?yàn)檎駝?dòng)頻率與電機(jī)轉(zhuǎn)速成一定比率，首先就要檢查一下電動(dòng)機(jī)是否有故障，檢查它的碳刷，整流子表面狀況，以及機(jī)械振動(dòng)的情況，并要檢查滾珠軸承的潤(rùn)滑的情況，整個(gè)這個(gè)檢查，可不必全部拆卸下來(lái)，可通過(guò)視察官進(jìn)行觀察就可以了，軸承可以用耳去聽(tīng)聲音來(lái)檢查。如果沒(méi)有什么問(wèn)題，就要檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)。
測(cè)速發(fā)電機(jī)中常常出現(xiàn)的一個(gè)毛病就是炭刷磨下來(lái)的炭粉積存在換向片之間的槽內(nèi)，造成測(cè)速發(fā)電機(jī)片間短路，一旦出現(xiàn)這樣的問(wèn)題就避免不了這個(gè)振動(dòng)的問(wèn)題。這是因?yàn)檫@個(gè)被短路的元件一會(huì)在上面支路，一會(huì)在下面支路，一會(huì)正好處于換向狀態(tài)，這3種情況就會(huì)出現(xiàn)3種不同的測(cè)速反饋的電壓。在上面支路時(shí)，上面支路由于少了一個(gè)元件，電壓必然要小，而當(dāng)它這個(gè)元件又轉(zhuǎn)到了下面支路時(shí)，下面的電壓也小，這時(shí)不論在上面支路，還是在下面支路中，都必然使這兩條支路的端電壓下降，且有一個(gè)平衡電流流過(guò)這兩條并聯(lián)的支路，又造成一定的電壓降。當(dāng)這個(gè)元件處于換向，正好它也處于短路，這時(shí)上下兩個(gè)支路沒(méi)有短路元件，電壓得以恢復(fù)，且也無(wú)環(huán)流。這樣，與正常測(cè)速發(fā)電機(jī)狀態(tài)一樣。為此，三種不同情況下電壓做了一個(gè)周期地變化，這個(gè)電壓反饋到調(diào)節(jié)器上時(shí)，勢(shì)必引起調(diào)節(jié)器的輸出也做出相應(yīng)地，周期地變化。反饋信號(hào)與給定信號(hào)對(duì)于調(diào)節(jié)器來(lái)說(shuō)是完全相同的。所以，出現(xiàn)了反饋信號(hào)的波動(dòng)，必然引起速度調(diào)節(jié)器的反方向調(diào)節(jié)，這樣就引起機(jī)床的振動(dòng)。
這種情況發(fā)生時(shí)，非常容易處理，只要把電機(jī)后蓋拆下，就露出測(cè)速發(fā)電機(jī)的整流子。這時(shí)不必做任何拆卸，只要用尖銳的勾子，小心地把每個(gè)槽子勾一下，然后用細(xì)砂紙光一下勾起的毛刺，把整流片表面再用無(wú)水酒精擦一下，再放上炭刷就可以了。這里特別要注意的是用尖銳的勾子去勾換向片間槽口時(shí)，別碰到繞組，因?yàn)槔@組線很細(xì)，一旦碰破就無(wú)法修復(fù)，只有重新更換繞組。再一個(gè)千萬(wàn)不要用含水酒精去擦，這樣弄完了絕緣電阻下降無(wú)法進(jìn)行烘干，這樣就會(huì)拖延修理期限。
其他原因診斷分析
除了這些引起振動(dòng)的原因外，還可能是系統(tǒng)本身的參數(shù)引起的振蕩。眾所周知；一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)也可能由于參數(shù)設(shè)定不好，而引起系統(tǒng)振蕩，但最佳的消除這個(gè)振蕩方法就是減少它的放大倍數(shù)，在fanuc的系統(tǒng)中調(diào)節(jié)rv1，逆時(shí)鐘方向轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)可以看出立即會(huì)明顯變好，但由于rv1調(diào)節(jié)電位器的范圍比較小，有時(shí)調(diào)不過(guò)來(lái)，只能改變短路棒，也就是切除反饋電阻值，降低整個(gè)調(diào)節(jié)器的放大倍數(shù)。
采用這些方法后，還做不到完全消除振動(dòng)，甚至是無(wú)效的，就要考慮對(duì)速度調(diào)節(jié)器板更換或換下后徹底檢查各處波形。
出現(xiàn)爬行時(shí)，電機(jī)是在低速，一旦提高速度就震起來(lái)，這時(shí)電流就可能出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警。產(chǎn)生這種報(bào)警的原因是機(jī)床工作臺(tái)面為了迅速跟限反饋信號(hào)的變化而變化，必須有一個(gè)很大的加速度才行，這個(gè)加速度就是由電機(jī)的轉(zhuǎn)矩給出的。電機(jī)轉(zhuǎn)矩的變化來(lái)響應(yīng)這個(gè)速度給定信號(hào)（實(shí)際上是反饋信號(hào)）的變化。轉(zhuǎn)矩就是電流信號(hào)。大的轉(zhuǎn)矩，就是大的電流信號(hào)造成的，在電流環(huán)中出現(xiàn)了一個(gè)電流的激烈變化，從而出現(xiàn)了過(guò)電流現(xiàn)象。在振動(dòng)時(shí)不報(bào)警，而在振動(dòng)加大時(shí)，出現(xiàn)了過(guò)電流報(bào)警。
由于數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化產(chǎn)品，這里邊影響機(jī)床正常工作的因素也很多。要綜合運(yùn)用所有的知識(shí)分析判斷故障原因，并且在診斷維修前應(yīng)對(duì)數(shù)控機(jī)床有全面了解，包括對(duì)機(jī)床結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)，機(jī)床的梯形圖和數(shù)控系統(tǒng)的工作原理及框圖，以及它們的電纜連接。