數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障診斷

數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障診斷

　　數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)故障占機(jī)床總故障的比率較高。由于伺服系統(tǒng)涉及的環(huán)節(jié)較多，加之種類繁多、技術(shù)原理各具特色，給維修診斷帶來困難，因此歸納一些故障診斷方法很有必要。

　　數(shù)控機(jī)床坐標(biāo)軸的移動(dòng)定位是由位置伺服系統(tǒng)來完成的。位置伺服系統(tǒng)一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制。(半)閉環(huán)控制的特點(diǎn)就是任一環(huán)節(jié)發(fā)生故障都可能導(dǎo)致系統(tǒng)定位不準(zhǔn)確、不穩(wěn)定或失效。診斷定位故障環(huán)節(jié)就成為維修的關(guān)鍵。根據(jù)伺服系統(tǒng)的控制原理和系統(tǒng)接口的特性，對系統(tǒng)進(jìn)行分解判斷，已成為行之有效的方法。

　　主軸伺服系統(tǒng)的故障及診斷方法

　　當(dāng)主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常有三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警信息或報(bào)警內(nèi)容;二是在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用警報(bào)燈數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝置的故障;三是主軸工作不正常，但無任何報(bào)警信息，主軸伺服系統(tǒng)常見的故障有：

　　(1)外界干擾

　　由于受電磁干擾，屏蔽和接地措施不良，主軸轉(zhuǎn)速指令信號或反饋信號受到干擾，使主軸驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)隨機(jī)和無規(guī)律性的波動(dòng)。判別有無干擾的方法是：當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速指令為零時(shí)，主軸仍往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償也不能消除故障。

　　(2)過載

　　切削用量過大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報(bào)警。具體表現(xiàn)為主軸電動(dòng)機(jī)過熱、主軸驅(qū)動(dòng)張制顯示過電流報(bào)警等。

　　(3)主軸定位抖動(dòng)

　　主軸準(zhǔn)停用于刀具交換，精鏜退刀以及齒輪換檔等場合，有三種實(shí)現(xiàn)方式：

　　1)機(jī)械準(zhǔn)停控制

　　2)磁性傳感器的電氣準(zhǔn)停控制

　　3)編碼器型的準(zhǔn)停控制

　　(4)主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配

　　當(dāng)進(jìn)行螺紋切削或用每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令切削時(shí)，會(huì)出現(xiàn)停止進(jìn)給，主軸仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的故障。要執(zhí)行每轉(zhuǎn)進(jìn)給的指令，主軸必須有每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖的反饋信號，一般情況下為主軸編碼器有問題。可以用下列方法來確定：

　　1)CRT畫面有報(bào)警顯示;

　　2)通過CRT調(diào)用機(jī)床數(shù)據(jù)或I/O狀態(tài)，觀察編碼器的信號狀態(tài);

　　3)用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給來執(zhí)行程序，觀察故障是否消失。

　　(5)轉(zhuǎn)速偏離指令值

　　當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速超過技術(shù)要求所規(guī)定的范圍時(shí)，要考慮：

　　1)電動(dòng)機(jī)過載。

　　2)CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量(通常為0—+-10V)沒有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令對應(yīng)的值。

　　3)測速裝置有故障或速度反饋信號斷線。

　　4)主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。

　　(6)主軸異常噪聲及振動(dòng)

　　首先要區(qū)別異常噪聲及振動(dòng)發(fā)生在主軸機(jī)械部分還是在電氣驅(qū)動(dòng)部分。

　　1)在減速過程中發(fā)生一般是又驅(qū)動(dòng)裝置造成的，如交流驅(qū)動(dòng)中的再生回路故障。

　　2)在恒轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生，可通過觀察主軸電動(dòng)機(jī)自由停車過程中是否有噪音和振動(dòng)的來區(qū)別，如存在，則主軸機(jī)械部分有問題;

　　3)檢查振動(dòng)周期是否與轉(zhuǎn)速有關(guān)。如無關(guān)，一般是主軸驅(qū)動(dòng)裝置未調(diào)整好;如有關(guān)，應(yīng)檢查主軸機(jī)械部分是否良好，測速裝置是否不良。

　　(7)主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)

　　CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動(dòng)裝置除了轉(zhuǎn)速模擬量控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。

　　1)檢查CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出。

　　2)檢查能使信號是否接通。通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床PLC圖形(或流程圖)，以確定主軸的啟動(dòng)條件，如潤滑、冷卻等是否滿足。

　　3)主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。

　　4)主軸電動(dòng)機(jī)故障。