淺談數(shù)控加工中心機(jī)床丟步現(xiàn)象
前不久，一位朋友來(lái)問(wèn)我，一臺(tái)簡(jiǎn)易數(shù)控加工中心出現(xiàn)丟步。現(xiàn)象是：“Z軸出現(xiàn)丟步，程序G00設(shè)定時(shí)出現(xiàn)丟步，當(dāng)用G01設(shè)定進(jìn)給量時(shí)則沒(méi)有丟步的現(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(méi)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)，概乎原因，我想有兩種，軟件故障和硬件故障。一、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)。1.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(lái)補(bǔ)償絲杠間隙保證加工精度。（我認(rèn)為）最簡(jiǎn)易的測(cè)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(dòng)工作臺(tái)或刀架，觀察表針的變化，多測(cè)幾個(gè)點(diǎn)，取中間值。 2.合理設(shè)定步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)子較長(zhǎng)的啟動(dòng)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(zhǎng)的減速時(shí)間，防止出現(xiàn)越步或過(guò)沖現(xiàn)象。 3.降低系統(tǒng)的快速速率（G00的速率），，減少脈沖頻率。 4.有時(shí)合理的細(xì)分歩距角也能解決失步的問(wèn)題。這里需要指出，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(dòng)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(dòng)，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(huì)降低，所以這個(gè)數(shù)據(jù)并不是越高越好。 5.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。*特別注意：當(dāng)我們將NC數(shù)據(jù)改動(dòng)后，系統(tǒng)必須重新啟動(dòng)，重新確認(rèn)一次，方能執(zhí)行。 二、硬件故障也可分兩個(gè)方面：機(jī)械故障和電氣故障。 1.機(jī)械故障的原因較多，也最難查找。 比如：① 檢查絲杠是否軸向竄動(dòng)，雙頭螺母是否預(yù)緊。 ② 在某一段，絲母與絲杠間隙是否過(guò)大或溜板鑲條 是否太緊、太松。 ③ 絲杠有無(wú)彎曲變形，絲杠導(dǎo)槽內(nèi)有無(wú)鐵屑、油泥 等異物。 ④ 檢查聯(lián)軸器或傳動(dòng)齒輪是否松動(dòng)或異物卡住。 2.電氣故障： ① 在傳動(dòng)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。 ② 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(huì)增高，我們還需權(quán)衡利弊。 ③ 驅(qū)動(dòng)器故障：驅(qū)動(dòng)器是把控制器發(fā)出的信號(hào)再處理放大輸給步進(jìn)電機(jī)。如文章開頭所例，我們可以將X軸與Z軸驅(qū)動(dòng)器交換對(duì)接，若Z軸工作正常，可以判定Z軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障。首先檢查接線是否松動(dòng)、折斷，其次取下驅(qū)動(dòng)板，在了解基本原理的情況下，用萬(wàn)用表檢測(cè)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(cè)一下功放電路有無(wú)斷線、擊穿等現(xiàn)象。 ④ 控制器故障：控制器是控制脈沖方式的，可以進(jìn)行程序的控制輸出，它發(fā)出的信號(hào)進(jìn)入步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器后，會(huì)由驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)換成強(qiáng)電流信號(hào)，帶動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。 看系統(tǒng)有沒(méi)有受到干擾，找出干擾源，降低干擾。我們可以選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。三、其他原因造成丟步，比如工件硬度太高、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(guò)重等等，具體情況具體分析。