數控機床出現嘯叫聲原因分析范文

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摘要：通過對數控車床運行過程中出現的嘯叫的問題進行分析，以西門子操作系統為例，通過理論分析與實踐案例探討在軟件和硬件方面解決這個問題的辦法。

關鍵詞：數控機床；嘯叫；分析；探討

隨著中國制造業的快速崛起，數控機床的應用將更加廣泛，但是如果數控機床出現故障而停止運轉，將會給生產企業帶來嚴重的經濟損失和信譽損失。然而，在大多情況下，人們只注重數控機床各項常見故障的維修，遇到刀架移動時出現嘯叫這樣的問題卻束手無策，一般設備說明書和相關資料也無從談及。通過對數控機床嘯叫進行分析，探討解決方案，希望對數控機床維修有所幫助。

1數控機床嘯叫的原因分析

首先要區分是機械方面的原因還是電氣原因造成嘯叫。聽嘯叫聲是尖叫的高頻聲還是低頻的沉悶叫聲，如果是低頻的聲音，主要可能是因為機械共振，一般從機械方面著手。可以查閱相關數據參考。以西門子840DSL為例，找到移動出現嘯叫的那個方向軸，查看該伺服電機電流，初步判斷電流是否過大，如圖1所示。如果電流超出正常值時，機械故障的可能性大。再查看嘯叫軸的跟隨誤差，如果過大，說明機械移動和電氣指令值不一致。一般會有報警提示（圖2）。機械部分振動原因有以下4點：（1）電機與絲杠的聯軸節或者電機與變速裝置的連接是否牢固，是否同心，可以調整連軸器上的調整螺絲，使之同心，觀察聲音有無變化。檢查絲杠與絲母之間是否有比較大的運動間隙，或者潤滑不良，需要仔細檢查絲杠是否有拉傷。（2）絲杠兩端固定軸承，推力球軸承和深溝球軸承兩種，用力轉動，檢查軸承是否運轉正常。（3）另外，比如像磨床這類設備導軌采用液壓油浮動，有可能是各點供油壓力未調整好，導致導軌不平衡滑動，爬行產生的振動。（4）如果聲音屬于高頻尖叫，主要考慮電氣參數問題。雖然之前的參數沒有改動過，但機械負載可能發生變化或者扭矩發生變化。需要調整機床的剛性。剛性是機械系統的固有屬性，伺服系統的參數調整必須依照機械系統的的狀況，通俗地講就是調整伺服系統的剛性與之配合，伺服系統剛性太硬，跟蹤速度快，定位快，但易引起機械的振動和嘯叫，剛性太軟，則跟蹤速度慢、定位慢，實際應用是根據情況調整相應的參數，伺服都有位置環增益，速度環增益，前饋，積分時間常數等一些參數，多半是因為參數設置的問題，可能需要修改的參數有位置增益和位置積分時間、速度增益和速度積分時間，一般不用修改轉矩的控制器，還有一種可能是因為參數設置有誤需要檢查。以西門子840DSL為例，首先查看伺服驅動的位置增益，如圖3所示。可以適當調整增益MD32200，再移動相關軸，還有速度增益P1460。

2伺服的調節方法

（1）將位置環增益即先設在較低值，然后在不產生異常響聲（嘯叫）和振動的前提下，逐漸增加速度環的增益至最大值。（2）逐漸降低速度環增益值，同時加大位置環增益。在整個響應無超調、無振動的前提下，將位置環增益設至最大。（3）速度環積分時間常數取決于定位時間的長短，在機械系統不振動的前提下，盡量減小此值。（4）隨后對位置環增益、速度環增益及積分時間常數進行微調，找到最佳值。一般伺服電機如果性能要求不是太高的情況下適當的把參數調的軟一些，這樣適用性會提高，如果對軌跡精確度要求高的話，參數就要慢慢調，需要慢慢摸索。

3伺服驅動自動優化

出現嘯叫時也可以進行伺服驅動自動優化。優化時，確認需要優化的軸處于安全位置。如果不處于安全位置，在JOG模式中將軸移動到其行程中間位置。根據提示確認。伺服驅動自動優化如圖4所示。

4結束語

數控機床是當代高新技術機、電、光、氣一體化的結晶，電氣復雜管路交叉林立，使用中出現的各種振動和嘯叫原因很多，需要仔細甄別，需要工程技術人員和維修工程師的不斷摸索，才能取得好的效果。

參考文獻

［1］西門子（中國）有限公司自動化與驅動集團.SINUMERIK840DSL調試手冊［Z］.2017.

作者：姚鐵明 單位：中車貴陽車輛有限公司