数控机床伺服系统中常见故障形式及诊断

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数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理(3篇)

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理(3篇)

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理数控机床进给伺服系统是数控机床中非常关键的一个组成部分,它直接影响机床加工的精度和效率。

然而,在使用过程中,由于各种原因,进给伺服系统可能会出现故障。

本文将介绍数控机床进给伺服系统的常见故障及其诊断与处理方法。

一、数控机床进给伺服系统常见故障1. 运动不平稳:机床在加工工件时,出现运动不平稳的情况,可能是由于进给伺服系统的故障引起的。

这种情况表现为运动过程中有明显的抖动或者不稳定的现象。

2. 运动失效:机床无法正常运动,不响应操作指令。

这种情况可能是由于进给伺服系统的电源故障、控制器故障或者连接线路故障引起的。

3. 位置误差过大:机床在加工过程中,位置误差超过了允许范围,导致加工工件的尺寸不准确。

这种情况可能是由于进给伺服系统的位置反馈元件(如编码器)故障引起的。

4. 加工速度过慢:机床在加工时,进给速度远低于预设值,导致加工效率低下。

这种情况可能是由于进给伺服系统的电机故障或者速度控制回路故障引起的。

二、故障诊断与处理方法1. 运动不平稳的诊断与处理:首先,检查机床的润滑系统,确保润滑油是否充足,并且清洁。

其次,检查机床的传动系统,确保螺杆和导轨的润滑良好。

如果问题还未解决,可以通过检查进给伺服系统的控制器参数是否正确、电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。

2. 运动失效的诊断与处理:首先,检查进给伺服系统的电源供应情况,确保电源正常。

其次,检查进给伺服系统的连接线路,包括电源线、编码器连接线等,确保线路没有松动或者断裂。

如果问题还未解决,可以通过检查进给伺服系统的控制器和电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。

3. 位置误差过大的诊断与处理:首先,检查进给伺服系统的位置反馈元件,如编码器是否损坏或者松动。

如果问题还未解决,可以通过检查进给伺服系统的控制器参数是否正确、电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。

4. 加工速度过慢的诊断与处理:首先,检查进给伺服系统的电机是否正常工作,包括电机是否有异常声音或者发热等。

数控机床伺服系统常见故障诊断及排除

数控机床伺服系统常见故障诊断及排除
ห้องสมุดไป่ตู้
R fi n i ea c ein a dMa fn n e Ig I n
改装与维修
可控硅 , 故障排除。
②伺服系统增益设置不 当; ③位 置检测装置有污染或 损坏 ; ④进给传动链 累计误差过大; ⑤主轴箱垂直运动 时平衡装置不稳。例 : 大连机床厂生产的加工 中心 , 配 用 F N C一 M系统。机床启动后 ,R 显示 3 AU 7 CT 8号报 警 。故障诊断 :8号报警 的含义是 z轴误差 超 出范 3
维普资讯
改装与维修 Rn i n eiaM C fgda e i n n
数控机 床伺 服系统常见故障诊断及 排除
林洪君
( 山东 华源莱 动 内燃机 有 限公 司 , 山东 莱 阳 250 ) 620
Dig o i fCo a n ss o mmo r r fS r o S s e a d T O be h O ig n Er s o e v y t m n r u Is O t o n
LN Hogu I n jn ( hn o gH a unL io gE g eC . Ld , a a g2 5 0 C S a dn u y a a n ni o , t. L i n 6 2 0, HN) d n y
数控机床进给伺服系统 由进给驱动装置、 位置检
低电平 的跳变信号 , 工作 台便 以参数 N .3 o54设定的 速度慢慢 向参考点移动; 当减速挡块释放减速开关时, 减速开关触点重新 闭合 , 1. X 65由“ ” 0 变为“ ” P C l ,M 收到一个由低电平到高 电平的跳变信号之后 , 系统检 测编码器信号 , 当编码器发 出一个零位脉 冲 1 , 0后 工 作台再移动参数 N .0 设 定的一段距 离后 , o5 8 工作 台 停止 , 参考点确立 , 完成 轴 回参考 点操作。从故 障 现象 看 , 轴能进 行返 回参 考点 操作 且 运 动情 况 正常 , 说明 C C系统找参考点指令正常 , N 伺服和测量 系统也 无问题。由于 轴始终以一个速度运动 , 可以判定参 考点开关有 问题 。通过 P C梯形 图观察 IO指示 , L / X 65 1. 始终不变化 , 诊断参考点开关 失效 。通过更换

数控机床常见故障及检测方法分析

数控机床常见故障及检测方法分析

数控机床常见故障及检测方法分析数控机床具有智能化高,加工精度高、加工质量稳定、生产效率高等特点。

它综合了计算机技术、电气自动化技术等各个领域的多项科学技术成果。

特别适合于加工零件较复杂、精度要求高、产品更新频率高的场合。

它的任何部分出现故障,都可能导致加工精度降低,甚至机床停机、生产停顿,从而带来不必要的损失。

因此,了解机床常见故障并加强数控机床故障检测分析是十分必要的。

1、数控机床常见故障(1)主机故障数控机床的主机通常指组成数控机床的机械、润滑、冷却、排屑、液压、气动与防护等部分。

主机常见的故障主要有:1)因机械部件安装、调试、操作使用不当等原因引起的机械传动故障;2)因导轨、主轴等运动部件的干涉、摩擦过大等原因引起的故障;3)因机械零件的损坏、联结不良等原因引起的故障,等等;主机故障主要表现为传动噪声大、加工精度差、运行阻力大、机械部件动作不进行、机械部件损坏等等。

润滑不良、液压、气动系统的管路堵塞和密封不良,是主机发生故障的常见原因。

数控机床的定期维护、保养、控制和清除“三漏”现象发生是减少主机部分故障的重要措施。

(2)电气控制系统故障从所使用的元器件类型上,根据通常习惯,电气控制系统故障通常分为“弱电”故障和“强电”故障两大类。

“弱电”部分是指控制系统中以电子元器件、集成电路为主的控制部分。

数控机床的弱电部分包括CNC、PLC、MDI/C RT以及伺服驱动单元、输为输出单元等。

“弱电”故障又有硬件故障与软件故障之分,硬件故障是指上述各部分的集成电路芯片、分立电子元件、接插件以及外部连接组件等发生的故障。

软件故障是指在硬件正常情况下所出现的动作出锗、数据丢失等故障,常见的有.加工程序出错,系统程序和参数的改变或丢失,计算机运算出错等。

“强电”部分是指控制系统中的主回路或高压、大功率回路中的继电器、接触器、开关、熔断器、电源变压器、电动机、电磁铁、行程开关等电气元器件及其所组成的控制电路。

数控机床伺服系统常见故障的诊断及其处理

数控机床伺服系统常见故障的诊断及其处理

数控机床伺服系统常见故障的诊断及其处理数控机床伺服系统是机床的重要组成部分,其故障会严重影响机床的生产效率和质量。

本文将对数控机床伺服系统常见故障进行分析,提供相应的诊断和处理方法,帮助机床维修工程师进行有效的故障排查。

一、伺服电机输出不稳定或不工作的故障1. 伺服电机电气连接故障。

在伺服电机输出不稳定或不工作的情况下,首先要检查电气连接是否良好,包括伺服电机与伺服主轴电机之间的电气连接是否正常、伺服驱动器电气与伺服电机之间的连接是否正确、接地是否合格等,排除电气连接问题。

2. 伺服电机本身故障。

伺服电机的故障如轴承磨损、线圈断路、电机转子故障等都会导致输出不稳定或不工作的情况,需要进行检测和维修。

常见的检测方法如用万用表测量电机的电阻,检查电机转动是否灵活、轴承是否正常等。

3. 伺服驱动器故障。

伺服驱动器的故障如防护电路故障、电源故障、接口板连接不良等都会导致伺服电机输出不稳定或不工作,需要检查相应的部件进行排查。

常见的检测方法如检查驱动器是否有报警信号、电源是否正常、接口板是否正确插接等。

二、伺服系统位置偏移或误差过大的故障1. 导轨故障。

导轨质量差、磨损严重或进刀太大等都会导致伺服系统位置偏移或误差过大,需要检查导轨表面是否有磨损痕迹以及导向面是否平整。

2. 动态中的机械振动、系统震动或机床本身质量不好。

这些因素在机床运行中都会产生影响,导致伺服系统位置偏移或误差过大,需要进行检查和调整。

调整方法可采用优化机床支撑结构、调整伺服参数等。

3. 伺服系统参数设置错误。

如伺服系统的比例系数、积分系数和微分系数未能正确设置,将导致位置偏移或误差过大。

此时需要检查和调整伺服系统的参数设置。

三、伺服系统温度过高或过低的故障伺服系统的温度过高或过低都会导致数控机床性能下降,进而影响机床的精度和稳定性。

常见的故障原因包括:1. 冷却系统故障。

如冷却水温度过高或过低、冷却系统中水泵或水管路堵塞、扇叶损坏等都会导致伺服系统温度异常。

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理范文

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理范文

数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理范文数控机床进给伺服系统是数控机床的重要组成部分,负责驱动工件或刀具在加工过程中进行准确的运动。

然而,由于工作环境恶劣以及长时间使用,进给伺服系统可能会出现各种故障。

本文将介绍数控机床进给伺服系统故障的诊断与处理方法。

一、断电故障:当进给伺服系统无法正常工作或反应迟缓时,首先需要检查是否存在断电故障。

可以检查电源和连接器是否正常。

如果确认没有断电故障,可以进一步诊断。

二、电缆故障:电缆故障是数控机床进给伺服系统常见的故障之一。

可以通过检查电缆连接器的接触情况、电缆是否断裂或接触不良来判断是否存在电缆故障。

如果发现电缆故障,应及时更换或修复受损的电缆。

三、伺服驱动器故障:伺服驱动器是控制进给伺服系统的主要部件,当进给伺服系统出现故障时,可以首先检查伺服驱动器是否正常工作。

可以通过检查伺服驱动器的电源供应情况、电流是否稳定以及反馈信号是否正常来判断是否存在伺服驱动器故障。

如果发现伺服驱动器故障,应及时更换或修复故障的部件。

四、编码器故障:编码器是进给伺服系统的重要传感器,用于检测工件或刀具的位置信息。

当进给伺服系统无法准确移动或位置偏差较大时,可以检查编码器是否损坏或接触不良。

如果发现编码器故障,应及时更换或修复故障的部件。

五、电机故障:电机是驱动进给伺服系统运动的关键部件,当进给伺服系统无法正常工作或运动异常时,可以检查电机是否正常工作。

可以通过检查电机的电源供应情况、电流是否稳定以及转动是否平稳来判断是否存在电机故障。

如果发现电机故障,应及时更换或修复故障的部件。

六、控制器故障:控制器是进给伺服系统的核心部件,当进给伺服系统无法正常工作或运动异常时,可以检查控制器是否正常工作。

可以通过检查控制器的电源供应情况、信号是否稳定以及参数设置是否正确来判断是否存在控制器故障。

如果发现控制器故障,应及时更换或修复故障的部件。

以上是数控机床进给伺服系统常见故障的诊断与处理方法。

数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护

数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护

SCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界2011年8月第23期科技视界Science &Technology Vision1伺服系统简介1.1伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称随动系统。

在数控机床中,伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节,是数控机床的“四肢”。

因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能,所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。

1.2伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统,它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较,利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。

所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,并且始终处于过渡过程状态。

在运动过程中实现了力的放大。

伺服系统必须有一个不断输入能量的能源,外加负载可视为系统的扰动输入。

2直流主轴伺服系统从原理上说,直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别,但因为数控机床高速、高效、高精度的要求,决定了直流主轴驱动系统具有以下特点:2.1调速范围宽。

2.2直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式,可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。

2.3主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统,能将转子产生的热量迅速向外界发散。

2.4直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。

2.5主轴控制性能好。

2.6纯电气主轴定向准停控制功能。

3交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下:3.1振动和噪声小3.2采用了再生制动控制功能3.3交流数字式伺服系统控制精度高3.4交流数字式伺服系统用参数设定(不是改变电位器阻值)调整电路状态4主轴伺服系统的常见故障形式4.1当主轴伺服系统发生故障时,通常有三种表现形式4.1.1是在操作面板上用指示灯或CRT 显示报警信息;4.1.2是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态;4.1.3是主轴工作不正常,但无任何报警信息。

数控系统常见故障与分析

数控系统常见故障与分析

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①减速挡块位置不正确
②减速挡块太短
③回零开关不良
a.在一栅格内,*DECX发生变化,则*DECX电气开关性能不良, 请更换或处理。
b.在一栅格内,*DECX信号不发生变化,则挡块安装不正确。
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3.回参考点时,出现超程报警
①运行中挡块松动或参考点开关损坏、松动,无减速 信号,造成超程。检查连线、开关、卡线端子、挡块 等
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13)干扰引起
a.检查位置编码器反馈信号线是否屏蔽 (需采用屏蔽双绞线,并双端接地)
b.位置编码器的反馈信号线与电机的动力线应分开走线 c.电机、伺服驱动器外壳需通过电柜共地并接大地
2.考点位置偏差一个栅格(参考点发生整螺距偏移)
故障处理:
用诊断功能监视减速信号,并记下参考点位置与减速信号起 作用的那点位置。这两点之间的距离应该等于大约电机转一圈 时机床所走的距离的一半。调整参考点减速挡块位置或将电机 旋转一个角度(180°左右),使得挡块放开点与“零脉冲” 位置相差在半个螺距左右,机床即可以恢复正常工作
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6.回参考点过程中出现“软超程”报警
此类故障一般是由于参数设定不当造成的,可以
通过重新设定参数进行解决,处理方法如下:
a.将机床运动到正常位置,进行手动回参考点,并利 用手动方式压上“回参考点减速”开关,进行回参 考点,验证回参考点动作的正确性
b.在回参考点动作确认正确后,通过MDI/CRT面板, 修改软件限位参数(为了方便可以将其改为最大值 ±99999999)
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4.参考点返回时,位置偏差量未超过128个脉冲时, 会出现“90”号报警(FANUC)因为起始点离参考 点太近或速度过低,而不能正常进行参考点返回

伺服系统常见故障与排除

伺服系统常见故障与排除

11. 不 能 准 备 好 系 统 , 报 警 显 示 伺 服 VRDY OFF 〔0,16/18/0i为401〕
系统开机自检后,如果没有急停和报警,那么发 出*MCON信号给所有轴伺服单元,伺服单元承受到 该信号后,接通主接触器,电源单元吸合,LED由 两杠〔――〕变为00,将准备好〔电源单元准备 好〕信号,送给伺服单元,伺服单元再接通继电 器,继电器吸合后,将*DRDY信号送回系统,如果 系统在规定时间内没有承受到*DRDY信号,那么发 出此报警,同时断开各轴的*MCON信号,因此,上 述所有通路都是可能的故障点。
8)观察所有伺服单元的LED上是否有其他报警信号, 如果有,那么先排除这些报警
9)如果是双轴伺服单元,那么检查另一轴是否未接 或接触不好或伺服参数封上了〔0系统为8×09#0, 16/18/0i为,s1,s2设定如下: s1-TYPEA,s2-TYPEB
d.伺服放大器的内部过热检测电路故障,更换伺服放 大器或修理
③伺服放大器检测到主回路过热
a.关机一段时间后,再开机,如果没有报警产生, 那么可能机械负载太大,或伺服电机故障,检 修机械或更换伺服电机
b.如果还有报警,检查IPM模块的散热器上的热 保护开关是否断开,更换
c.更换伺服放大器
例如:某直流伺服电机过热报警,可能原因有: ①过负荷。可以通过测量电机电流是否超过额定值 来判断。②电机线圈绝缘不良。可用500V绝缘电阻 表检查电枢线圈与机壳之间的绝缘电阻。如果在 1MΩ以上,表示绝缘正常,否那么应清理换向器外 表的炭刷粉末等。③电机线圈内部短路。可卸下电 机,测电机空载电流,如果此电流与转速成正比变 化,那么可判断为电机线圈内部短路。应清扫换向 器外表,如外表上有油更易引起此故障。④电机磁 铁退磁。可通过快速旋转电机时,测定电机电枢电 压是否正常。如电压低且发热,那么说明电机已退 磁。应重新充磁。⑤制动器失灵。当电机带有制动 器时,如电机过热那么应检查制动器动作是否灵活。 ⑥CNC装置的有关印制线路板不良。
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数控机床伺服系统中常见故障形式及诊断摘要: 针对数控机床中伺服系统的故障形式、诊断及维护的简单阐述。

关键词: 数控机床;伺服系统;故障;诊断Abstract:The article will indicates the opinions of form of failure 、diagnose and maintenance about servo system in numerical control machine。

Keywords: Numerical control machine ; Servo system ; Failure ; Diagnose1.伺服系统的组成及工作原理1.1伺服系统的概念在自动控制系统中输出量以一定规律跟随输入量的变化而变化的系统称之为随动系统,亦称伺服系统(伺服是英文“SERVO”的谐音)。

数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位移和速度作为控制量的自动控制系统。

它主要是控制机床的进给运动,一般有X、Y、Z三个坐标方向和主轴转速。

1.2伺服系统的作用接受来自数控装置(CNC)的速度和位置指令信号,经过伺服驱动电路作一定的转换和放大后,通过伺服驱动装置和机械传动机构驱动机床执行元件跟随指令脉冲运动,实现预期的快速﹑准确的运动和进给。

1.3伺服系统的组成数控机床的伺服系统一般由驱动控制单元、驱动元件、机械传动部件、执行元件和检测反馈环节等组成。

驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统,机械传动部件和执行元件组成机械传动系统,检测元件和反馈电路组成检测系统。

1.4伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统。

按照反馈控制理论,伺服系统需不断检测在各种扰动作用下被控对象输出量的变化,并用其与指令值之间的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被控对象输出量始终跟踪输入的指令值。

因此,伺服系统的运动来源于偏差信号,其工作过程是一个偏差不断产生又不断消除的动态过渡过程。

伺服系统的性能,在很大程度上决定了数控机床的性能和加工精度。

数控机床的最大移动速度、跟踪精度、定位精度及重复定位精度等重要技术指标均直接取决于伺服系统的动、静态性能。

因而,保障伺服系统的正常运行是数控机床维护中的关键。

2.主轴伺服系统的故障形式及诊断方法数控机床对主轴要求在很宽的范围内转速连续可调,恒功率范围宽。

如日立公司的H.MARK-20D数控钻床,要求主轴转速的调节范围为20KRPM~120KRPM,以满足加工不同孔径的PCB的需求。

主轴伺服系统发生故障的表现形式有:一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息;二是在主轴驱动装置上用LED或数码管显示驱动装置的故障代码;三是主轴工作不正常,但无任何报警信息。

主轴伺服系统常见故障及诊断:2.1环境干扰当屏蔽或接地不良,主轴转速指令信号或反馈信号受外部环境的电磁干扰,使主轴驱动出现无规律性的波动。

判别方法:设定主轴转速指令为零,若主轴仍有转速,而调零速平衡和飘移补偿无效。

2.2过载切削用量过大,负载转矩超过最大值都可能引起主轴伺服过载报警。

一般表现为主轴电动机过热﹑变频器(对交流主轴驱动而言)显示过流报警﹑保险丝熔断等。

如一台日立H.MARK-10D数控钻床,由于一支钻头其柄直径偏差较大,在工作过程中,钻头下落,直至刀柄切入PCB中无切削刃切削,导致主轴负载陡然上升,继而CRT显示主轴伺服过载信息,检查发现该轴保险丝已熔断。

2.3主轴转速与进给不匹配主轴转速与进给不匹配时,在切削过程中很容易折断刀具。

判定故障点的方法:1)参考CRT显示的报警信息。

2)查看机床数据参数或I/O状态。

2.4转速偏离指令值主轴转速不在正常范围时,可能的因素有:1)电机故障。

2)CNC系统输出的转速模拟信号(一般为0~10V)与指令值不符。

3)测速装置有故障或速度反馈信号断线。

4)主轴驱动装置故障。

例:一台MARK-7数控钻、铣两用机床开机自检,CRT显示转速没有归零。

查看测速装置LED指示与CRT显示报警信息一致,经检测为测速装置有故障,更换后故障解除。

2.5主轴异常噪声及振动1)在减速过程中发生,一般由于驱动装置造成的。

如交流驱动中的再生回路故障。

2)在恒转速时产生,观察主轴电机自由停车过程中有否异常,如仍存在,则主轴机械部分有问题。

3)查看振动频率与转速是否有关。

有,一般是机械部分或测速装置不良;无,应检查主轴驱动装置是否调整好。

例:一台日立H.MARK-10D数控钻床有一个主轴在钻孔过程中频繁断钻头。

检修时发现此轴在加上转速后有异常噪声,实测转速较给定值小,自由停车时间比较其它主轴明显的要短。

此主轴电机轴承为气浮结构,考虑到使用时间已较长,可能气浮部分有问题。

拆开主轴查看,果然是气浮轴承有些气孔被堵塞,气浮作用力不均匀,转子运转失衡导致电机产生故障。

2.6主轴电机不转CNC系统主轴驱动装置除了转速模拟控制信号外还有使能控制信号(一般为直流24V电压控制使能继电器线圈)。

1)确定CNC系统是否有速度控制信号输出。

2)检查使能信号是否接通。

通过CRT观察I/O状态以确定主轴的启动条件如气压﹑冷却﹑主轴选择等是否满足。

3)主轴驱动装置﹑变频器故障。

4)主轴电动机故障。

一般为轴承损坏。

3.进给伺服系统的故障形式及诊断方法3.1进给伺服系统常见的故障有:3.1.1超程当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关决定的硬限位时,就会发生超程报警。

此时上显示报警内容或报警信息,参考操作说明即可排除故障。

3.1.2过载当进给运动的负载过大,频繁正反的运动以及进给传动链润滑状态不良时均会引起过载报警。

一般会在CRT上显示过载或过流等报警信息,在进给驱动单元上也会通过LED给出相应提示。

例:一台日立H.MARK-10D数控钻床在做检测钻头参数的动作时死机,片刻后CRT显示Z轴伺服驱动器过载。

经仔细观察发现,在机器做检测钻头参数的动作时,主轴压力脚碰到了工作台上新换的托板(尺寸有偏差),致使检测动作不到位,伺服电动机驱动受阻,相持一段时间后,伺服驱动器过载报警。

3.1.3窜动在进给时窜动:1)测速信号不稳定。

如测速装置故障。

2)速度控制信号不稳定或受到干扰。

3)接线端子接触不良。

如螺钉松动﹑接线折断等。

发生在正反向换向瞬间,则可能是由于传动链有间隙或伺服系统增益过大导致。

3.1.4爬行发生在加减速进给时,一般是由于传动链润滑状态不良,伺服增益过低及外加负载过大等因素所致。

3.1.5振动观测振动周期是否与进给速度有关。

1)有关,与该轴的速度增益太高或速度反馈故障有关。

2)无关,与位置环增益太高或位置反馈故障有关。

3)只在加减速中产生,往往是加速度过大造成的。

3.1.6伺服电机不转与主轴电机不转故障诊断要点及方法类似,可参考检查。

3.1.7位置误差1)伺服系统增益设置不当。

2)位置检测装置有污染。

3)进给传动链累积误差大(对半闭环而言)。

3.1.8漂移通过漂移补偿和驱动单元上的零速调整来消除。

3.1.9回零参考点故障。

1)位置检测装置损坏、污染或松动。

2)伺服系统增益设置不当。

例:一台Drill 95钻机开机后,在执行回零参考点时,X轴方向工作台失控,直致超程触碰限位开关后制动。

该机在坐标轴上采用光栅尺作位置检测装置。

在目检扫描头时发现没有常见的光亮射出,故初步判断为扫描头内灯泡损坏。

拆下灯泡测量,灯丝已熔断,更换同规格灯泡后试机正常。

3.2故障定位当伺服系统出现故障时,为了快速定位故障的部位,可以采用如下方法:3.2.1模块交换法数控机床有些进给轴的驱动单元具有相同的当量,如日立钻机X、Y轴的驱动单元是一样的。

当其中的某一单元发生故障时,可以用另外一个轴的来替代,观察故障的转移情况,快速确定故障的部位。

3.2.2外接参考电压法当某一个轴在进给发生故障时,为了确定是否为驱动单元和伺服电动机故障,可以脱开位置环,检查速度环。

以Drill 95机Z轴伺服电动机为例:正常情况下,外加参考电压的大小控制伺服电机的转速,其正负则决定电机的旋转方向,由此可以判断驱动装置和伺服电机是否正常,进而判定故障部位。

4.位置检测装置的故障形式及诊断方法4.1用于位置检测的几种常见传感器及维护4.1.1光栅由于光栅尺直接安装在工作台和机床床身上,因此极易受到切削产生的碎屑,油污和环境中粉尘的污染,造成测量信号不准,影响位置控制精度,所以光栅尺的维护重在防污,宜经常用镜头纸或脱脂棉蘸无水酒精轻轻擦除扫描头与光栅上的污物并尽可能保持清洁。

另外,在拆换光栅尺时,严禁碰撞,敲击以免损坏光学元件。

4.1.2光电脉冲编码器编码器是精密测量器件,使用和拆换时也要注意防污和防振。

编码器内的紧固件易受振动而松动脱落,造成故障。

例:因编码器与丝杆的联轴器松动,一台ACCU-SCORE数控V槽机刀具位置控制精度严重超差,导致或PCB切割V槽余厚过大或前后刀碰撞损坏。

4.1.3感应同步器对感应同步器的维护需要注意:必须保持定尺和滑尺相对平行,定尺固定螺栓不超过尺面,调整间隙在0.1mm左右;接线时要分清滑尺的正、余弦绕组并分别接入励磁电压。

4.1.4其它的传感器其它的传感器还有磁栅尺、旋转变压器、码盘、激光式传感器、电容式传感器、电位器式传感器等。

目前用于闭环控制的位置检测元件多用直线位移传感器,如光栅尺;用于半闭环控制的位置检测元件多用角位移传感器,如光电脉冲编码器。

对于闭环控制的伺服系统,位置检测元件的精度直接影响到机床的位置精度。

4.2一般故障形式4.2.1轮廓误差超差报警。

运动中的轴实际位置超出机床参数预设的允差值。

4.2.2静态误差超差报警。

机床坐标轴定位时的实际位置与给定位置之差超出机床参数预设的允差值。

4.2.3测量装置监控报警。

位置检测装置硬件发生故障。

4.3故障诊断当出现位置环开环报警时,将测量装置与CNC系统的接口板连接器,断开短接报警信号,即假定测量装置正常。

此时合上系统电源,根据报警是否再现便可迅速判断出故障的大致部位。

若问题出现在测量装置,则可采用类似方法将故障定位在光栅尺或EXE脉冲整形电路上。

参考文献:[1]《机电一体化设计基础》郑堤唐可洪主编机械工业出版社 1997[2]《机电一体化系统设计》高钟毓主编机械工业出版社 1997[3]《现代数控机床故障诊断及维修》任建平主编国防工业出版社 2002。

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