数控机床特殊振动的分析与排除分析

李红刚 蔚腾 郝勇智

摘要：基于机械制造技术高速发展，数控机床广泛应用在机械产品制造中，广受行业青睐，并在现代化技术支持下，不断推动数控机床向自动化控制方向发展，本文就数控机床特殊震动进行分析，以及对排除数控机床的震动故障措施进行探讨，确保解决数控机床在运行过程中面临的困境，进而提升数控机床运行性能。

关键词：数控机床;特殊振动;排除

引言：数控机床震动情况，一定程度上与轴承结构设计有关，在轴承运行疲劳状态下，影响到数控机床正常运行效果，相关研究人员对数控机床震动故障问题，不断进行探究，确保探寻出行之有效的故障排除方法。因此，本文进一步就数控机床振动情况进行分析，以期提升数控机床运行性能。

一、关于数控机床特殊振动分析

（一）硬件故障

数控机床在现代化科学技术的推动下，结构设计上相对复杂，对相关操作人员的专业水平要求较高。数控机床在实际工作运行过程中，因不同故障问题，会导致机床停机现象，影响数控机床正常运行。数控机床发生硬件故障时，相关检修人员要充分考虑是否是系统存储器板出现问题，并采取具有针对性的维修措施，确保故障消除。

（二）软件故障

数控机床软件故障通常与系统对机床的参数设置有关，一旦出现设置不当的地方，相关人员需要及时调整好参数设置，第一时间消除故障，避免系统处于故障循环状态。特殊状况下，可能出现偶然因素影响数控机床的运行状态，存在开机死机的问题，此类情况发生时，也与机床系统参数的设置有关，相关检修人员可采取强制复位的方式，排除故障隐患[1]。对于数控机床控制系统，发出的报警信号，检修人员要全面分析故障发生原因，确认是否与极限值的设定有关，仔细检查程序参数数值变化;此类故障发生的主要原因与补偿值的输入有直接的关系，检修人员需要对软件限位进行控制，确保将补偿值调整到正常状态下，及时排除故障，确保数控机床处于正常的运行状态下。

相关研究人员在实践中发现，数控机床存在限制操作的问题，通过强制启动才可以恢复启动状态，经过实践分析，发现此类故障的出现，与人为操作失误有直接的关系，相关操作人员，在具体操作过程中，需要严格按照操作程序进行操作，避免人为失误因素造成数控机床运行不畅的问题。另外，相关研究人员在实践研究中发现，数控机床存在特殊震动故障，严重影响到数控机床的正常运行，降低机床自身的运行性能，基于轴承震动疲劳的损坏，发生特殊的震动故障，部分研究人员针对此类问题，采用的是有限元分析法，对数控车床的轴承热力耦合疲劳寿命进行研究，一定程度上为数控机床主轴振动疲劳性进行优化分析提供了有力的参考。基于此，就数控机床轴承振动情况进行分析，数控机床主轴在运行过程中，结构上的振动直接影响数控机床整体结构性能，相关研究人员分析表明，此种振动特性决定了结构在不同荷载情况下，对数控机床运行性能的影响。

有研究人员通过构建参数三位模型进行分析，同时结合有限元方法联合进行分析。在边界条件设定上，保证轴承外圈设定为固定的约束状态，将轴承内圈设定转速为10000rpm，在有限分析法作用下，在设定结构边界约束条件后，在静应力模块中设定了平均应力模块，通过精确计算后得出，通过对轴承响应分析和轴承疲劳寿命的分析，为轴承数据参数设置，提供了一定的参考价值，进一步优化了后续振动排除方案的制定，提供依据支持。

二、数控机床特殊振动排除分析

（一）故障现象

相关检修人员，在检修实践中发现数控机床在移动过程中，存在轴振动和切削振动的现象，直接影响到数控机床机械加工质量。数控加工作为机械制造业中一项先进加工技术，可保证机械零件加工质量，大大提高工作效率，然而只有保证数控车床处于正常运行状态下，才可以保证数控机床加工的稳定性，进而提升机械加工质量，延长数控机床使用寿命。通常情况下，机械零件的加工，受加工精度和质量因素影响，确保最终的零件成品符合几何参数设计，因此，数控机床轴振动问题，关乎到数控机床加工误差，相关人员要提高对数控机床特殊振动故障排除的重视程度，以便于进一步提升机械零件加工精度，将误差控制在合理范围内。

（二）故障检查

相关研究人员在振动故障排除上，要加强对输出电流和电压的控制，将位置偏差和速度波动控制在合理范围内，确保伺服驱动有电压和电流输出，及时观察信号变化情况，加强对温度、时间、结构老化等因素的考虑，避免机械扰动产生反馈信号，同时，检修人员确保轴转矩能力，将参数比值控制在合理范围内，避免造成伺服故障问题，确认故障原因的发生后，采取具有针对性的故障排除方法。

（三）故障排除分析

现阶段数控机床主要采用的是FANUC系统，在计算机编程支持下，完成机械零件的加工，在数控机床运行过程中，对零件切削速度和精度均有直接的关系，对机械结构的运行状态要求较高，基于此，检修人员可采取计算机编程进行定位的方式，加强对轴振动的控制，从而提升数控机床的切削能力，更好提升机械零件加工的精确度，保证机械零件符合行业应用标准。在现代化科学技术支持下，数控机床种类繁多，提升数控机床切削能力，排除结构轴振动故障，成为行业重点探究的问题[2]。基于此，在实际检修数控机床故障过程中，相关检修人员，必须提升对轴承振动等特殊振动的考量，进而解决机床主轴转速缓慢的问题，提升机械加工处理工艺水平，减少机械加工产生的误差，机械行业可以考虑在机床系统中安装振动控制，从而加强对数控机床零部件振动的控制，避免引发机床与地面之间的振动。另外，在数控机床安装过程中，相关人员要做好振动幅度的计算，将机床振动概率控制在最小范围内。

结论：综上所述，数控机床在机械制造行业中应用广泛，加强对数控机床特殊振动的控制，可全面提升机床机械加工的能力，相关检修人员要定期开展检修工作，加强对故障隐患的排查，确保数控机床始终处于良好的运行状态下。

参考文献：

[1]沈明明，李荣，刘祖国.数控机床轴承结构振动谐响应及疲劳寿命研究[J].组合机床与自动化加工技术，2019（11）：143-147.

[2]楊丽娟，汤耿，彭敏.基于机电耦合特性的数控机床切削颤振控制系统[J].佳木斯大学学报（自然科学版），2019，37（06）：975-978+983.