數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理

1、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理摘要：摘要：數(shù)控機(jī)床中的伺服系統(tǒng)是CNC系統(tǒng)與機(jī)床本體之間的電傳動(dòng)聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要包兩部分，即進(jìn)給伺服系統(tǒng)與主軸伺服系統(tǒng)，其中進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是控制CNC輸出的坐標(biāo)軸位置，完成進(jìn)給驅(qū)動(dòng)；而主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是將主電動(dòng)機(jī)的原動(dòng)力變成切削力矩與切削速度實(shí)現(xiàn)主軸刀具的切削加工。在整個(gè)數(shù)控機(jī)床系數(shù)中，由于伺服系統(tǒng)涉及到較多環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，所以其故障率相對(duì)較高，并會(huì)對(duì)

2、機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)、工件加工質(zhì)量等產(chǎn)生直接影響。本文就針對(duì)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的常見故障進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；伺服系統(tǒng)；故障分析關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；伺服系統(tǒng)；故障分析一、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障分析及處理一、進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障分析及處理進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要作用是在數(shù)控系統(tǒng)指令信息的指示下對(duì)執(zhí)行部件的運(yùn)動(dòng)予以控制，控制內(nèi)容包括進(jìn)給速度、刀具相對(duì)工件的移動(dòng)位置及軌跡。進(jìn)給伺服系統(tǒng)可以根據(jù)其控制方式不同分為三種，即開環(huán)、閉環(huán)及半閉環(huán)，三種進(jìn)給伺服系統(tǒng)中，只有

3、開環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)沒有位置檢測(cè)裝置，其余兩種均有。典型的進(jìn)給伺服系統(tǒng)包括五大部分，即位置比較、放大元件、驅(qū)動(dòng)元件、機(jī)械傳動(dòng)裝置、檢測(cè)反饋元件等，每個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障均可能會(huì)整個(gè)伺服系統(tǒng)、乃至整個(gè)數(shù)控機(jī)床的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此要做好進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障分析及處理。（一）進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障類型常見進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障包括以下幾種：首先，可以顯示報(bào)警內(nèi)容、報(bào)警信息的故障，一般是控制單元、檢測(cè)單元、過熱報(bào)警會(huì)在CRT顯示器或操作面板將報(bào)警信息顯示出來；其次，

4、進(jìn)給伺服單地上通過數(shù)碼管顯示出來的故障，主要故障包括進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元過載、過電流報(bào)警、電網(wǎng)電壓過或過低以及感應(yīng)開關(guān)誤動(dòng)等；最后，有些故障可能不會(huì)產(chǎn)生報(bào)警信息，比如機(jī)床噪音或振動(dòng)，進(jìn)給運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性差，或者位置誤差過大等等。（二）進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見故障及處理首先，超程故障，即進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過系統(tǒng)設(shè)定的限位，此時(shí)CRT上會(huì)顯示出超程報(bào)警信息。針對(duì)這種情況，操作人員只需根據(jù)機(jī)床說明書進(jìn)行操作即可將故障排除。其次，振動(dòng)故障。機(jī)械安裝、調(diào)整不良、伺服電機(jī)速

5、度或位置檢測(cè)不準(zhǔn)確、外部干擾過大、驅(qū)動(dòng)單元參數(shù)不當(dāng)?shù)仍蚓锌赡軐?dǎo)致進(jìn)給伺服系統(tǒng)發(fā)生振動(dòng)，此時(shí)操作人員需要先將故障類型確定下來，分析是電氣故障還是機(jī)械故障，然后根據(jù)不同的故障原因予以排除。再次，無開始報(bào)警，機(jī)床停運(yùn)。重啟機(jī)床后，如果z軸被移動(dòng)，則在所在速度范圍內(nèi)仍然劇烈振蕩。但次日再啟動(dòng)機(jī)床，又可正常工作5h，后再次出現(xiàn)上述問題，呈周期性反復(fù)。（二）故障原因分析分析上述故障現(xiàn)象，可以首先確定故障原因的大方向，可能是由于機(jī)械故障或電氣故障

6、引起的。機(jī)械故障可能是由于貼塑地軌發(fā)生熱變形、脫膠等，或者滾珠絲杠、絲杠軸承調(diào)整不合理、損壞會(huì)導(dǎo)致非均勻性負(fù)載發(fā)生變化，從而影響到進(jìn)給系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而電氣故障則是由于某個(gè)元器件參數(shù)發(fā)生變化改變了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，從而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。（三）故障排除進(jìn)行故障維修步驟如下：首先，將z軸伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠的連接松開，使得z軸無負(fù)載運(yùn)行，該作法可以確定出上述故障是屬于機(jī)械故障或者電氣故障；z軸運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)仍然存在振蕩現(xiàn)象，只是機(jī)床正常運(yùn)行的時(shí)

7、間延長(zhǎng)到9h，所以可以初步判定上述故障屬于電氣故障，且與負(fù)載大小、溫升等有直接關(guān)系。其次，給定CNC的x軸與z軸的速度，并互換二者位置反饋，此時(shí)z軸伺服及電動(dòng)機(jī)動(dòng)轉(zhuǎn)由CNC的x軸指令來控制，而x軸伺服及電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)則由CNC的z軸控制；這種情況下CNC的z軸處于正常運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，而x軸則出現(xiàn)振蕩，由此可知，z軸伺服驅(qū)動(dòng)或電機(jī)上發(fā)生故障。最后，將CNC的x、z伺服間的連接恢復(fù)正常，再對(duì)二者的PCB板進(jìn)行調(diào)整設(shè)定，然后互換，此時(shí)x軸工作出現(xiàn)異常，

8、而z軸則恢復(fù)正常；進(jìn)一步檢查z軸PCB板，發(fā)現(xiàn)故障后修復(fù)。參考文獻(xiàn)：參考文獻(xiàn)：[1]蔡厚道吳暐.數(shù)控機(jī)床構(gòu)造[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.[2]鄧?yán)t周建華.數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)故障分析[J].西安文理學(xué)院學(xué)報(bào)2011(4).[3]侯再?gòu)?qiáng).數(shù)控機(jī)床的故障與維修[J].煤炭技術(shù)2010(7).[4]周曉宏.數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷[J].機(jī)電一體化，2013(3).[5]龔仲華.數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修500例[M].