數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見故障

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1、目錄摘要1前言21構(gòu)成32原理33診斷常見問題33.1過載43.2竄動(dòng)43.3爬行43.4震動(dòng)43.5伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)43.6位置超差誤差53.7漂移53.8回基準(zhǔn)點(diǎn)故障6結(jié)論7參考文獻(xiàn)8致謝9Ⅰ數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見故障淺析摘要：本文闡述了數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的工作原理、常見故障以及維修這些故障的常用方法。關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；進(jìn)給伺服系統(tǒng)；原理：常見故障7前言數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以機(jī)床移動(dòng)部件的位置和速度為控制量，接受來自插補(bǔ)裝置或插補(bǔ)軟件生成的進(jìn)給脈沖指令，經(jīng)過一定的信號(hào)變換及電壓、功率放大、檢測(cè)反饋，最

2、終實(shí)現(xiàn)機(jī)床工作臺(tái)(即工件)相對(duì)于刀具運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)。因而，它是實(shí)現(xiàn)數(shù)控機(jī)床加工目的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，也是數(shù)控機(jī)床故障的高發(fā)區(qū)域。數(shù)控機(jī)床常見故障機(jī)電論文有三分之一以上發(fā)生在機(jī)床的進(jìn)給伺服系統(tǒng)?，F(xiàn)將我在使用數(shù)控機(jī)床過程中經(jīng)常遇到的進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的分析和排除方法寫于此，希望本文能為我國數(shù)控技術(shù)的推廣應(yīng)用有所幫助。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)按照其有無檢測(cè)裝置以及檢測(cè)裝置的位置可分為開環(huán)、閉環(huán)、半閉環(huán)三類伺服系統(tǒng)，本文以閉環(huán)伺服系統(tǒng)為例。首先，我們先了解一下數(shù)控機(jī)床閉環(huán)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理。71、構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)

3、一般由驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，檢測(cè)元件和反饋電路組成檢測(cè)裝置，亦稱檢測(cè)系統(tǒng)?？蓞⒖聪聢D1-2：2、原理伺服系統(tǒng)是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，它以指令脈沖為輸入給定值與反饋脈沖進(jìn)行比較，利用比較后產(chǎn)生的偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以消除偏差，使被調(diào)量跟蹤給定值。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的任務(wù)是完成各坐標(biāo)軸的位置和速度控制，在整個(gè)系統(tǒng)中它又分為：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中進(jìn)給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障有三種表現(xiàn)形式：一是在CR

4、T或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元的故障；三是運(yùn)動(dòng)不正常，但無任何報(bào)警。機(jī)床的操作及維修人員可以根據(jù)報(bào)警信息以及該機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的工作原理查找原因，排除故障。在數(shù)控機(jī)床運(yùn)行中進(jìn)給伺服系統(tǒng)常出現(xiàn)故障有：超程，過載，竄動(dòng)，爬行，振動(dòng)，伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)，位置誤差，漂移，回基準(zhǔn)點(diǎn)故障等。下面我們逐一敘述這些故障的成因及排除方法。可參看下圖1-4：圖1-4數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)3診斷常見問題3.1、超程7超程是機(jī)床廠家為機(jī)床設(shè)定的保護(hù)措施，一般有軟件超程、硬件超程和急停

5、保護(hù)三種，不同機(jī)床所采用的措施會(huì)有所區(qū)別。硬件超程為防止在回零之前手動(dòng)誤操作而設(shè)置，急停是最后一道防線，當(dāng)硬件超程限位保護(hù)失敗時(shí)它會(huì)起到保護(hù)作用，軟件限位在建立機(jī)床坐標(biāo)系后(機(jī)床回零后)生效，軟件限位設(shè)置在硬件限位之內(nèi)。超程的具體恢復(fù)方法，不同的系統(tǒng)有所區(qū)別，根據(jù)機(jī)床的說明書即可排除。轉(zhuǎn)貼于3.2、過載當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大、頻繁正反向運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給傳動(dòng)潤滑狀態(tài)和過載檢測(cè)電路不良時(shí)，都會(huì)引起過載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電機(jī)過載、過熱或過流的報(bào)警，或電氣柜的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過載、過

6、流信息。3.3、竄動(dòng)在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象，即在切削過程中，進(jìn)給謎度應(yīng)均勻時(shí)，突然出現(xiàn)加速現(xiàn)象。產(chǎn)生的原因可能有：測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置、測(cè)速反饋信號(hào)千擾等；速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾：接線端子接觸不良，如螺絲松動(dòng)等。當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正向運(yùn)動(dòng)向反向運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換的瞬間時(shí)，一般是由進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。排除方法是逐一檢查上述可能故障點(diǎn)，找到故障確定原因加以排除即可。3.4、爬行發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，雖然進(jìn)給電機(jī)和絲桿是勻速旋轉(zhuǎn)的，工作臺(tái)卻有可能是一快一慢或一跳一停地運(yùn)動(dòng)，這種現(xiàn)象叫做“

7、爬行”現(xiàn)象。一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低以及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，如連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身有缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。3.5、振動(dòng)當(dāng)發(fā)現(xiàn)某一進(jìn)給軸振動(dòng)時(shí)，首先要分析機(jī)床振動(dòng)周期是否與進(jìn)給速度有關(guān)。如與進(jìn)給速度有關(guān)，振動(dòng)一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān)；若與進(jìn)給速度無關(guān)，振動(dòng)一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)；如振動(dòng)在加減速過程中產(chǎn)生。往往是系統(tǒng)加減時(shí)間設(shè)

8、定過小所致。根據(jù)上述原因，定位和排除故障。3.6、伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)伺服電機(jī)：是在伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)，是一種補(bǔ)助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電機(jī)是可以連續(xù)旋轉(zhuǎn)的電－機(jī)械轉(zhuǎn)換器。作為液壓閥控制器的伺服電機(jī)，屬于一種功率很小的微特電機(jī)，以永磁式直流伺服電機(jī)和并激式直流伺服電機(jī)最為常用。伺服電機(jī)的作用：伺服電機(jī)可使控制速度，位置的檢測(cè)精確度非常準(zhǔn)確。伺服電機(jī)的分類：直流伺服電機(jī)和交流伺服電機(jī)。直流伺服