一、加工中心轴抖动故障三例

1．德国维尔纳公司制造的TC-800卧式加工中心  其控制系统是西门子850M。机床使用一年后发现在停止状态下刀链(W轴)来回小范围抖动。该轴的驱动与其他各轴一样采用交流伺服系统，其位置检测为角度脉冲发生器。开始时抖动不很严重，后来越来越厉害并报警停机。在抖动发生时，通过测量伺服驱动的指令值，发现该输入电压值“+"“-"不断交化，与抖动周期—致。从屏幕发现W轴的实际位置也不断地增减变化，这说明位置反馈是好的。

那么NC(数控)部分、伺服驱动、电机这几个环节哪一个有故障呢?首先考虑到的是零点漂移，但经调整无效。由于是闭环的数控系统，各环节互相控制、互相制约，分析起来比较复杂。而西门子850系统可分硬件和软件两大部分，软件部分有许多用户可以干预的参数，关于伺服轴的参数也不少。因此决定先从修改参数入手。经几次调整参数，最后将NC机床参数2604(W轴多项增益)从25500改至15000后，抖动立即停止。为使系统有比较高的快速性和较宽的稳定裕量，经几次试验将该参数定为20000。以后刀链一直正常运行至今。

分析：轴抖动原因是元件老化，系统参数发生变化，而且伺服系统回路的增益太大。理论上在闭环系统里开环增益过大，系统的稳定裕量就小。由于系统某些原因引起参数发生变化或干扰造成系统振荡或不稳定。在全由硬件组成的系统里可以调整某一环节增益得以校正；而在现代计算机控制的加工中心往往可以通过修改某一相关参数而收到事半功倍的效果。

2.TC-1000卧式加工中心  其控制系统和机械结构同上例一样。工作台的移动为X轴，由于该机工况比较恶劣，开始机床偶尔发生l130报警(X轴夹紧报警)，以后报警越来越频繁．并段X轴在移动中发生颤抖现象(即速度不稳)。

该机各轴指令值，跟随误差、瞬时速度等均可通过屏幕观察。经仔细观察，发生报警时的工况总是在振动最为恶劣的程序段．而X轴移动中的颤抖则发生在该轴的任何位置。但只要在移动时加一反向推力，颤抖将显著减小。经分析认为电气控制系统存在故障的可能性较小，重点检查X轴的机械传动部件，检查发现滚珠丝杠螺母副存在较大的轴向间隙。将间隙消除并调整适当的预紧力，故障排除。

分析：这一故障主要是由机械轴向振动的长期作用和滚珠丝杠螺母副预紧力太小，使得滚珠丝杠螺母副轴向产生间隙，反过来由于存在轴向间隙使得工况恶劣时振动加剧，工作台釉向窜动大而引起报警，同时由于滚珠丝杠螺母副存在间隙或预紧力太小，移动中必然产生颤动。

3.TC-1000卧式加工中心  由于Z轴(立柱移动方向)位置环发生故障，机床在移动Z轴时立柱突然以很快的速度向反方向冲去。位置险测回路修复后Z轴只能以很慢的速度移动(倍率开关置20％以下)，稍加快点Z轴就抖动。移动越快抖动越严重。严重时整个立柱几乎跳起来。

更换伺服驱动装置和速度环等器件均无效，由于驱动电机有许多保护环节，所以暂不考虑其有故障，而怀疑机械传动有问题。通过检查润滑、轴承、导轨、导向块等各项均良好，且用手转动滚珠丝征，立柱移动也轻松的R，滚珠丝杠螺母与立柱连接良好，滚珠丝杠螺母副也无轴向间隙，预紧力适度，进而怀疑滚珠丝杠有问题，换上备件，故障排除。经检测原该珠丝杠弯曲超过0.15mm/m。

分析：内于撞车时速度很快。滚珠丝杯承受的轴向力很大，结果引起滚珠丝杠弯曲。低速时由于扭矩和轴向力都不大，所以影响不大，而高速时扭矩和铀网力都较大，加剧了滚珠丝杠的弯曲，使阻力大增，以致使Z轴不稳定，引起抖动。