進給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷74157

1、進給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷進給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷化麗紅化麗紅中國一重集團公司設備維修分公司高級工程師黑龍江省富拉爾基161042摘要：要：以工作中遇到的一些典型的進給伺服系統(tǒng)故障為例，總結、分析引起伺服系統(tǒng)故障的原因。關鍵詞：半閉環(huán)、全閉環(huán)、反饋最近幾年，由于我公司生產的需要，引進了不少的數(shù)控機床。這些機床在運轉中也出現(xiàn)過各種故障，其中進給伺服系統(tǒng)的故障相對較多。要想解決進給伺服系統(tǒng)故障應首先對數(shù)控機床的進給系統(tǒng)有個初步的認識。

2、從原理上說，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)應包括從位置指令脈沖給定到實際位置輸出的全部環(huán)節(jié)，即包括位置控制、速度控制、驅動電機、檢測元件、機械傳動部件等部分。但在很多系統(tǒng)中，為了制造方便，通常將伺服系統(tǒng)的位置控制部分與CNC裝置制成一體，所以，人們平時習慣上所說的機床伺服進給系統(tǒng)，一般是指伺服進給系統(tǒng)的速度控制單元、伺服電動機、檢測元器件部分，而不包括位置控制部分。數(shù)控機床所采用伺服進給系統(tǒng)按控制系統(tǒng)的結構可以分為開環(huán)控制、閉環(huán)控制、半閉環(huán)控制、以

3、及混合控制。按伺服進給系統(tǒng)使用的伺服電動機的類型，半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機床常用的伺服進給系統(tǒng)可以分為起直流伺服驅動和交流伺服驅動兩大類。在20世紀70年代至80年代的數(shù)控機床上，一般均采用直流伺驅動；從80年代中、后期起，數(shù)控機床上多采用交流伺服驅動。直流伺服驅動系統(tǒng)一般按其主回路采用的功率放大元器件類型，又分為“晶閘管調速方式”（簡稱為SCR速度控制系統(tǒng)）和“晶體管脈寬調制調速方式”（簡稱PWM速度控制系統(tǒng)）兩類。在控制上可以采用模擬量控

4、制或數(shù)字量控制，，因此，在某些場合還可以分為模擬式與數(shù)字式兩種類型。大型裝備制造分廠的型號為2A637гФ1數(shù)控鏜床，X軸曾出現(xiàn)低速進給不穩(wěn)的現(xiàn)象（即爬行現(xiàn)象），經檢查發(fā)現(xiàn)X軸斜鐵因滑潤油臟而有輕微的研傷，處理后，X軸低速進給正常。4、振動在進給（尤其是低速）時，機床某軸出現(xiàn)振動現(xiàn)象通常是由于測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等；速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾；接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當振動發(fā)生在由正方向運動與反向運

5、動的換向瞬間時，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。機床以高速運行時，可能產生振動，這時就會出現(xiàn)過流報警。機床振動問題一般屬于速度問題，所以就應去查找速度環(huán)；而機床速度的整個調節(jié)過程是由速度調節(jié)器來完成的，即凡是與速度有關的問題，應該去查找速度調節(jié)器，因此振動問題應查找速度調節(jié)器。主要從給定信號、反饋信號及速度調節(jié)器本身這三方面去查找故障。5、伺服電動機不轉數(shù)控系統(tǒng)至進給驅動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一

6、般為DC24V直流電壓。伺服電動機不轉，常用的診斷方法有：檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出；檢查使能信號是否接通。通過數(shù)控系統(tǒng)的顯示器觀察IO狀態(tài)，分析機床的PLC梯形圖（或流程圖）以確定進給軸的起動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足；對帶電磁制動的伺服電動機，應檢查電磁制動是否釋放；檢查進給驅動單元故障，伺服電動機是否故障。大型裝備制造分廠采用SIEMENS840D數(shù)控系統(tǒng)的型號為XK24252的武漢數(shù)控龍門銑床曾出現(xiàn)Z軸伺服電機不轉的故

7、障。故障現(xiàn)象是無論正、反向開Z軸，Z軸均無動作（Z軸電機不轉），但無任何報警。通過觀察數(shù)控系統(tǒng)顯示器顯示的“診斷”—“服務顯示”—“驅動調整”菜單發(fā)現(xiàn)軸的脈沖使能信號無。而軸的使能信號由軸的驅動單元的控制板給出，故初步判定軸的控制板故障或控制板到數(shù)控單元使能信號線斷。首先將Z軸驅動控制板與Y軸的驅動控制板更換，發(fā)現(xiàn)此時開Z軸正常，而開Y軸時出現(xiàn)了與Z軸最初相同的故障現(xiàn)象。故障可以確定Z軸的驅動控制板故障，Z軸更換新的驅動控制板后正常。6