数控机床出现丢步现象的原因与解决方案

　　【编者按】一台简易数控车床出现丢步。现象是："Z轴出现丢步，程序G00设定时出现丢步，当用G01设定进给量时则没有丢步的现象。针对数控机床出现丢步现象，本文提出了解决方案。

　　一台简易数控车床出现丢步。现象是："Z轴出现丢步，程序G00设定时出现丢步，当用G01设定进给量时则没有丢步的现象。"所谓丢步，即步进电机在接到步进电源的输出后，没有旋转到步进电源输出的脉冲数（步数），缺少的步数就是丢失的步数，属于失步的一种。失步包括丢步和越步两种现象。造成失步的原因很多，在一些经济型数控机床开环系统中经常出现，概乎原因，我想有两种，软件故障和硬件故障。（参阅数控机床故障排除与机械维修的解决方案 ）

　　1）软件故障即系统故障，包括NC机床数据设定不当和系统加工程序参数设定不当。

　　1、重新设置丝杠反向间隙补偿值。这个数据非常实用，特别是机床使用几年后，丝杠有一定磨损，用这个数据来补偿丝杠间隙保证加工精度。（我认为）最简易的测量方法是：将千分表固定在一机床平面上，用手轮正向反向移动工作台或刀架，观察表针的变化，多测几个点，取中间值。

　　2、合理设定步进电机转子较长的启动加速时间，以便获得足够的能量，防止丢步；合理设定步进电机转子较长的减速时间，防止出现越步或过冲现象。

　　3、降低系统的快速速率（G00的速率），，减少脉冲频率。

　　4、有时合理的细分歩距角也能解决失步的问题。这里需要指出，细分不是步进电机的细分，而是步进电机驱动器的细分。细分的目的是减少步进电机的低频振动，增加电机工作时的平稳性，提高电机的输出扭矩，提高步进电机精度，在加工圆弧时效果尤为明显，但相应的机床运行速度就会降低，所以这个数据并不是越高越好。

　　5、调整用户零件加工程序。可以适当提高主轴转速，降低走刀量，减小切削深度。

　　特别注意：当我们将NC数据改动后，系统必须重新启动，重新确认一次，方能执行。

　　2）硬件故障也可分两个方面：机械故障和电气故障。

　　1、机械故障的原因较多，也最难查找。

　　比如：① 检查丝杠是否轴向窜动，双头螺母是否预紧。

　　② 在某一段，丝母与丝杠间隙是否过大或溜板镶条 是否太紧、太松。

　　③ 丝杠有无弯曲变形，丝杠导槽内有无铁屑、油泥等异物。

　　④ 检查联轴器或传动齿轮是否松动或异物卡住。

　　2、电气故障：

　　① 在传动链的适当部位安装反馈元件，如编码器、光栅尺等，彻底消除丢步的现象，但成本太高。

　　② 建议采用大功率的步进电机，增加输出扭矩，或者采用性能较好的混合式步进电机、交流伺服电机等方 法，但成本会增高，我们还需权衡利弊。

　　③ 驱动器故障：驱动器是把控制器发出的信号再处理放大输给步进电机。如文章开头所例，我们可以将X 轴与Z轴驱动器交换对接，若Z轴工作正常，可以判定Z轴驱动器出现故障。首先检查接线是否松动、折断，其次取下驱动板，在了解基本原理的情况下，用万用表检测限流电阻、稳压二极管等易损电子元件。同时，还可以检测一下功放电路有无断线、击穿等现象。
　　④ 控制器故障：控制器是控制脉冲方式的，可以进行程序的控制输出，它发出的信号进入步进电机驱动器后，会由驱动器转换成强电流信号，带动电机运转。

　　看系统有没有受到干扰，找出干扰源，降低干扰。我们可以选用较好的双纹屏蔽线代替普通导线、加电源滤波器或采用光电隔离器等措施降低干扰。

　　3）其他原因造成丢步，比如工件硬度太高、刀具磨损严重、刀具参数设定不当、外界强电干扰、电机负载过重等等，具体情况具体分析。

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