進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷74157

1、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷進(jìn)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(tuán)公司設(shè)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(jìn)給伺服系統(tǒng)故障為例，總結(jié)、分析引起伺服系統(tǒng)故障的原因。關(guān)鍵詞：半閉環(huán)、全閉環(huán)、反饋最近幾年，由于我公司生產(chǎn)的需要，引進(jìn)了不少的數(shù)控機(jī)床。這些機(jī)床在運(yùn)轉(zhuǎn)中也出現(xiàn)過各種故障，其中進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障相對較多。要想解決進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障應(yīng)首先對數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給系統(tǒng)有個初步的認(rèn)識。

2、從原理上說，數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)應(yīng)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(qū)動電機(jī)、檢測元件、機(jī)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(xí)慣上所說的機(jī)床伺服進(jìn)給系統(tǒng)，一般是指伺服進(jìn)給系統(tǒng)的速度控制單元、伺服電動機(jī)、檢測元器件部分，而不包括位置控制部分。數(shù)控機(jī)床所采用伺服進(jìn)給系統(tǒng)按控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)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(jìn)給系統(tǒng)使用的伺服電動機(jī)的類型，半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機(jī)床常用的伺服進(jìn)給系統(tǒng)可以分為起直流伺服驅(qū)動和交流伺服驅(qū)動兩大類。在20世紀(jì)70年代至80年代的數(shù)控機(jī)床上，一般均采用直流伺驅(qū)動；從80年代中、后期起，數(shù)控機(jī)床上多采用交流伺服驅(qū)動。直流伺服驅(qū)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(diào)速方式”（簡稱為SCR速度控制系統(tǒng)）和“晶體管脈寬調(diào)制調(diào)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(jìn)給不穩(wěn)的現(xiàn)象（即爬行現(xiàn)象），經(jīng)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(jìn)給正常。4、振動在進(jìn)給（尤其是低速）時，機(jī)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(dāng)振動發(fā)生在由正方向運(yùn)動與反向運(yùn)

5、動的換向瞬間時，一般是由于進(jìn)給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。機(jī)床以高速運(yùn)行時，可能產(chǎn)生振動，這時就會出現(xiàn)過流報警。機(jī)床振動問題一般屬于速度問題，所以就應(yīng)去查找速度環(huán)；而機(jī)床速度的整個調(diào)節(jié)過程是由速度調(diào)節(jié)器來完成的，即凡是與速度有關(guān)的問題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器，因此振動問題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。主要從給定信號、反饋信號及速度調(diào)節(jié)器本身這三方面去查找故障。5、伺服電動機(jī)不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)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(jī)不轉(zhuǎn)，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(jī)床的PLC梯形圖（或流程圖）以確定進(jìn)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(jī)，應(yīng)檢查電磁制動是否釋放；檢查進(jìn)給驅(qū)動單元故障，伺服電動機(jī)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(jī)不轉(zhuǎn)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(jī)不轉(zhuǎn)），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(wù)顯示”—“驅(qū)動調(diào)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(qū)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(qū)動控制板與Y軸的驅(qū)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(qū)動控制板故障，Z軸更換新的驅(qū)動控制板后正常。6