數控維修失步

劉建軍

（勝動集團機械制造公司 山東東營）

簡易數控車床，Z軸丟步，程序G00設定時出現丟步，用G01設定進給量時則沒有丟步現象。所謂丟步，即步進電機在接到步進電源的輸出后，沒有旋轉到步進電源輸出的脈沖數（步數），缺少的步數就是丟失的步數，屬于失步的一種。失步包括丟步和越步兩種現象。造成失步的原因很多，在一些經濟型數控機床開環系統中經常出現，原因有兩種，軟件故障和硬件故障。

1.軟件故障

軟件故障即系統故障，包括NC機床數據設定不當和系統加工程序參數設定不當。

重新設置絲杠反向間隙補償值。這個數據非常實用，特別是機床使用幾年后，絲杠有一定磨損，用這個數據來補償絲杠間隙，保證加工精度。最簡易的測量方法是：將千分表固定在一機床平面上，用手輪正向反向移動工作臺或刀架，觀察表針的變化，多測幾個點，取中間值。

合理設定步進電機轉子較長的啟動加速時間，以便獲得足夠的能量，防止丟步；合理設定步進電機轉子較長的減速時間，防止出現越步或過沖現象。降低系統的快速速率（G00的速率），減少脈沖頻率。

有時合理細分步距角也能解決失步問題。需要指出，細分不是步進電機的細分，而是步進電機驅動器的細分。細分的目的是減少步進電機的低頻振動，增加電機工作時的平穩性，提高電機的輸出扭矩，提高步進電機精度，在加工圓弧時效果尤為明顯，但相應的機床運行速度就會降低，所以這個數據并不是越高越好。

調整用戶零件加工程序。可以適當提高主軸轉速，降低走刀量，減小切削深度。需特別注意，當將NC數據改動后，系統必須重新啟動，重新確認一次，方能執行。

2.硬件故障

硬件故障也分兩個方面，機械故障和電氣故障。

機械故障的原因較多，也最難查找。比如：檢查絲杠是否軸向竄動，雙頭螺母是否預緊。在某一段，絲母與絲杠間隙是否過大或溜板鑲條是否太緊、太松。絲杠有無彎曲變形，絲杠導槽內有無鐵屑、油泥等異物。聯軸器或傳動齒輪是否松動或異物卡住。

電氣故障方面，包括在傳動鏈的適當部位安裝反饋元件，如編碼器、光柵尺等，徹底消除丟步的現象，但成本太高。建議采用大功率的步進電機，增加輸出扭矩或者采用性能較好的混合式步進電機、交流伺服電機等方法，但成本會增高。

驅動器故障。驅動器是把控制器發出的信號再處理放大輸給步進電機。如文章開頭所述實例，可將X軸與Z軸驅動器交換對接，若Z軸工作正常，可判定Z軸驅動器出現故障。首先檢查接線是否松動、折斷，其次取下驅動板，在了解基本原理的情況下，用萬用表檢測限流電阻、穩壓二極管等易損電子元件。同時，還可以檢測一下功放電路有無斷線、擊穿等現象。

控制器故障。控制器是控制脈沖方式的，可以進行程序的控制輸出，其發出的信號進入步進電機驅動器后，會由驅動器轉換成強電流信號，帶動電機運轉。看系統有沒有受到干擾，找出干擾源，降低干擾。可以選用較好的雙紋屏蔽線代替普通導線、加電源濾波器或采用光電隔離器等措施降低干擾。

3.其他原因

工件硬度太高、刀具磨損嚴重、刀具參數設定不當、外界強電干擾、電機負載過重等原因，也會造成丟失。