1 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的工作原理     伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng) ,它以指令脈沖為輸人給定值與輸出被測(cè)量進(jìn)行比較 ,利用比較后的偏差值對(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。所以伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)來(lái)源于偏差信號(hào) ,必須具有反饋回路,始終處于過(guò)渡過(guò)程狀態(tài)。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中實(shí)現(xiàn)力的放大。伺服系統(tǒng)須有一個(gè)不斷輸人能量的能源 ,外加負(fù)載可視為系統(tǒng)的擾動(dòng)輸入。     2 數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障分析與排除     伺服系統(tǒng)的故障原因由多方面的因素構(gòu)成,相同的故障表現(xiàn) ,往往有多種不同的原因,而同一種原因,往往會(huì)引發(fā)不同的故障,要在這樣復(fù)雜的情況下,快速、準(zhǔn)確地診斷并排除各種故障,就需要有豐富的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)和較強(qiáng)的綜合分析能力。

   以下對(duì)主軸伺服系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)、位置檢測(cè)系統(tǒng)的故障進(jìn)行分析。    2.1主軸伺服系統(tǒng)故障    當(dāng)主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),通常有3種表現(xiàn)形式：     2.1.1在CPT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息,     2.1.2在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝置的故障;     2.1.3 主軸工作不正常,但無(wú)任何報(bào)警信息     2.1.4主軸伺服系統(tǒng)常見(jiàn)的故障現(xiàn)象、造成原因及排除方法 主軸轉(zhuǎn)速與指令為零,主軸仍往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng),調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償主軸仍轉(zhuǎn)動(dòng)。造成這種故障的原因，電磁干擾、屏蔽和接地不好。排除方法檢查電源進(jìn)線、電路線。     2.2主軸轉(zhuǎn)速與指示值不符     原因是CNC輸出的0V一士10V 轉(zhuǎn)速模擬量偏離轉(zhuǎn)速指令對(duì)應(yīng)的數(shù)值。排除方法檢查CNC模擬量輸出。如正常則檢查CNC和變頻器模擬量的參數(shù)加不正常則檢查模擬量輸出電纜線的連接是否松動(dòng)。     2.3 主軸有噪聲,有振動(dòng)原因:在減速中發(fā)生,一般是由驅(qū)動(dòng)裝置造成 ;可通過(guò)修復(fù)驅(qū)動(dòng)裝置來(lái)排除此類故障。在主軸恒速時(shí),反饋信號(hào)正常,可通過(guò)觀察電動(dòng)機(jī)在 自由停車過(guò)程中如有此故障則屬干機(jī)械故障,一般是主軸部件損壞或磨損。更換損壞或磨損零件可消除此類故障。如果振動(dòng)周期與轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān) ,一般是主軸驅(qū)動(dòng)裝置未調(diào)整好,如果有關(guān) , 是機(jī)械故障或測(cè)速裝置故障。檢查修復(fù)主軸機(jī)械部分或測(cè)速裝置。     2.4 主軸電機(jī)不轉(zhuǎn)

    造成原因:CNC沒(méi)有速度控制信號(hào)輸出速度信號(hào)傳輸有故障、使信號(hào)沒(méi)有接通、主軸啟動(dòng)條件不滿足 、主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障、主軸電動(dòng)機(jī)故障。可以通過(guò)檢查修復(fù)CNC裝置、線路、冷卻潤(rùn)滑情況 ,電動(dòng)機(jī)等排除故障 。     2.5過(guò)載報(bào)警     造成此故障的原因有:切削量過(guò)大、主軸頻繁正反轉(zhuǎn)、電機(jī)冷卻不良、主軸電機(jī)與主軸驅(qū)動(dòng)裝置的連線斷開或接觸不良。解決方法是重新調(diào)整切削量、檢查修復(fù)電機(jī)內(nèi)部風(fēng)扇、電機(jī)與驅(qū)動(dòng)裝置的連線等。     2.6 主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配     造成此故障的原因有:脈沖編碼器有故障、反饋信號(hào)異常。解決方法是修復(fù)或更換脈沖編碼器臉查反饋回路。     2.7 主軸定位抖動(dòng)     造成此故障的原因有:準(zhǔn)停裝置有故障減速或增益參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。解決方法是調(diào)整定位液壓缸活塞移動(dòng)的限位開關(guān)位置 ,調(diào)整發(fā)磁體和磁傳感器之間的間隙到1.5±0.5mm.

    3 進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障     當(dāng)進(jìn)給伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí) ,通常有3種表現(xiàn)形式:

    (1)在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息;     (2) 在進(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;     (3)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不正常,但無(wú)任何報(bào)警信息。進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見(jiàn)的故障現(xiàn)象、原因及排除方法:

     1)飛車。造成此故障的原因有:電動(dòng)機(jī)與脈沖編碼器連接錯(cuò)誤腔制單元有故障。解決方法:檢查電機(jī)與編碼器的連接臉查控制單元。

     2) 振動(dòng)。造成此故障的原因有：如振動(dòng)周期與進(jìn)給速度有關(guān),一般是該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋有故障 ;可通過(guò)檢查速度反饋元件、位置反饋元件以及反饋信號(hào)線來(lái)排除故障加與進(jìn)給速度無(wú)關(guān),一般是位置環(huán)增益 太高或位置反饋有故障 ;通過(guò)檢查電動(dòng)機(jī)及位置檢測(cè)元件可排除此故障 ;振動(dòng)如果是在加減速時(shí)產(chǎn)生 ,是由于加減速時(shí)間設(shè)定過(guò)小。解決辦法重新調(diào)整加減速時(shí)間。     3）加工圓時(shí)輪廓超差。造成故障的原因有：進(jìn)給軸的機(jī)械調(diào)整不佳機(jī)械間隙大、進(jìn)給軸的位置增益不一致。 解決辦法：調(diào)整進(jìn)給軸的機(jī)械間隙。     4）超程。造成故障的原因有：進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)軟限位或硬限位有干擾、加工程序不妥。解決辦法：檢查限位開關(guān);是否有干擾源;檢查加工程序。     5）過(guò)載。造成故障的原因有：運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大 、頻繁正反向運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良。解決辦法：檢查潤(rùn)滑;電機(jī)電源連線 ;電動(dòng)機(jī)內(nèi)線等。     6）竄動(dòng)。造成故障的原因有：干擾、控制信號(hào)不穩(wěn)定、測(cè)速元件有故障、伺服系統(tǒng)增益過(guò)大、進(jìn)給軸反向間隙過(guò)大。解決辦法：檢查有無(wú)千擾源;修復(fù)測(cè)速元件;調(diào)整進(jìn)給軸的反向間隙至合適 。     7） 爬行。造成故障的原因有：伺服系統(tǒng)增益過(guò)低、負(fù)載大、進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑不良。解決辦法：檢查導(dǎo)軌副以及潤(rùn)滑、進(jìn)給傳動(dòng)鏈。    8）伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)。造成故障原因有：數(shù)控系統(tǒng)故障 、使能信號(hào)不通、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障、伺服電機(jī)故障。解決辦法：檢查數(shù)控系統(tǒng)有無(wú)信號(hào)輸出、信號(hào)是否接通、伺服電機(jī)。

   9）位置誤差。造成故障原因有：與進(jìn)給軸運(yùn)動(dòng)有關(guān)的機(jī)械松動(dòng)、電氣干擾、系統(tǒng)設(shè)定允差范圍小伺服系統(tǒng)增益設(shè)定不當(dāng)、進(jìn)給軸間隙補(bǔ)償設(shè)定不當(dāng)、輸入電源電壓過(guò)低、位置檢測(cè)信號(hào)不良、數(shù)控系統(tǒng)的位置控制與速度控制部分有故障。解決辦法：分析清楚原因,對(duì)對(duì)應(yīng)故障部位進(jìn)行檢測(cè)與修復(fù)。    10） 回參考點(diǎn)故障。造成故障的原因有：回參考點(diǎn)減速開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)或零位脈沖信號(hào)失效、參考點(diǎn)開關(guān)檔塊位置設(shè)置不當(dāng)。解決辦法：檢查脈沖編碼器標(biāo)志位或光柵、重新調(diào)整擋塊位置 。

     4 位置檢測(cè)系統(tǒng)故障     數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)最終是以位置控制為目的,對(duì)于閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng) ,位置檢測(cè)元件的精度直接影響到機(jī)床的位置精度。目前常用的位置檢測(cè)元件有光柵、光電編碼器、感應(yīng)同步器 、旋轉(zhuǎn)變壓器磁柵尺等。當(dāng)位置控制出現(xiàn)故障時(shí),往往在CRT顯示報(bào)警信號(hào)及報(bào)警信息。大多數(shù)情況下,若正在運(yùn)動(dòng)著的軸實(shí)際 位置超過(guò)參數(shù)所設(shè)定的允差值,則產(chǎn)生輪廓誤差監(jiān)視報(bào)警 ;若機(jī)床坐標(biāo)軸定位時(shí)的實(shí)際位置與給定位置之差超過(guò)參數(shù)設(shè)定的允差值 ,則產(chǎn)生靜態(tài)誤差監(jiān)視報(bào)警;若位置檢測(cè)硬件有故障,則產(chǎn)生測(cè)量裝置監(jiān)控報(bào)警等。      結(jié)語(yǔ)     在實(shí)際維修現(xiàn)場(chǎng),還會(huì)有更加復(fù)雜的故障原因,這就要求我們維修人員多動(dòng)腦筋 ,靈活運(yùn)用維修知識(shí) ,而且要細(xì)心。在實(shí)踐中若能接合“黃金分割法”進(jìn)行分段檢測(cè)則會(huì)事半功倍,使我們的維修效率和設(shè)備使用率得以提尚 。