1 數控機床伺服系統的工作原理     伺服系統是一種反饋控制系統 ,它以指令脈沖為輸人給定值與輸出被測量進行比較 ,利用比較后的偏差值對系統進行自動調節 ,以消除偏差,使被調量跟蹤給定值。所以伺服系統的運動來源于偏差信號 ,必須具有反饋回路,始終處于過渡過程狀態。在運動過程中實現力的放大。伺服系統須有一個不斷輸人能量的能源 ,外加負載可視為系統的擾動輸入。     2 數控機床伺服系統的故障分析與排除     伺服系統的故障原因由多方面的因素構成,相同的故障表現 ,往往有多種不同的原因,而同一種原因,往往會引發不同的故障,要在這樣復雜的情況下,快速、準確地診斷并排除各種故障,就需要有豐富的實踐工作經驗和較強的綜合分析能力。

   以下對主軸伺服系統、進給伺服系統、位置檢測系統的故障進行分析。    2.1主軸伺服系統故障    當主軸伺服系統發生故障時,通常有3種表現形式：     2.1.1在CPT或操作面板上顯示報警內容或報警信息,     2.1.2在主軸驅動裝置上用報警燈或數碼管顯示主軸驅動裝置的故障;     2.1.3 主軸工作不正常,但無任何報警信息     2.1.4主軸伺服系統常見的故障現象、造成原因及排除方法 主軸轉速與指令為零,主軸仍往復轉動,調整零速平衡和漂移補償主軸仍轉動。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線、電路線。     2.2主軸轉速與指示值不符     原因是CNC輸出的0V一士10V 轉速模擬量偏離轉速指令對應的數值。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加不正常則檢查模擬量輸出電纜線的連接是否松動。     2.3 主軸有噪聲,有振動原因:在減速中發生,一般是由驅動裝置造成 ;可通過修復驅動裝置來排除此類故障。在主軸恒速時,反饋信號正常,可通過觀察電動機在 自由停車過程中如有此故障則屬干機械故障,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。如果振動周期與轉速無關 ,一般是主軸驅動裝置未調整好,如果有關 , 是機械故障或測速裝置故障。檢查修復主軸機械部分或測速裝置。     2.4 主軸電機不轉

    造成原因:CNC沒有速度控制信號輸出速度信號傳輸有故障、使信號沒有接通、主軸啟動條件不滿足 、主軸驅動裝置故障、主軸電動機故障。可以通過檢查修復CNC裝置、線路、冷卻潤滑情況 ,電動機等排除故障 。     2.5過載報警     造成此故障的原因有:切削量過大、主軸頻繁正反轉、電機冷卻不良、主軸電機與主軸驅動裝置的連線斷開或接觸不良。解決方法是重新調整切削量、檢查修復電機內部風扇、電機與驅動裝置的連線等。     2.6 主軸轉速與進給不匹配     造成此故障的原因有:脈沖編碼器有故障、反饋信號異常。解決方法是修復或更換脈沖編碼器臉查反饋回路。     2.7 主軸定位抖動     造成此故障的原因有:準停裝置有故障減速或增益參數設置不當。解決方法是調整定位液壓缸活塞移動的限位開關位置 ,調整發磁體和磁傳感器之間的間隙到1.5±0.5mm.

    3 進給伺服系統故障     當進給伺服系統發生故障時 ,通常有3種表現形式:

    (1)在CRT或操作面板上顯示報警內容或報警信息;     (2) 在進給伺服驅動單元上用報警燈或數碼管顯示驅動單元的故障;     (3)進給運動不正常,但無任何報警信息。進給伺服系統常見的故障現象、原因及排除方法:

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

     2) 振動。造成此故障的原因有：如振動周期與進給速度有關,一般是該軸的速度環增益太高或速度反饋有故障 ;可通過檢查速度反饋元件、位置反饋元件以及反饋信號線來排除故障加與進給速度無關,一般是位置環增益 太高或位置反饋有故障 ;通過檢查電動機及位置檢測元件可排除此故障 ;振動如果是在加減速時產生 ,是由于加減速時間設定過小。解決辦法重新調整加減速時間。     3）加工圓時輪廓超差。造成故障的原因有：進給軸的機械調整不佳機械間隙大、進給軸的位置增益不一致。 解決辦法：調整進給軸的機械間隙。     4）超程。造成故障的原因有：進給運動超過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;是否有干擾源;檢查加工程序。     5）過載。造成故障的原因有：運動的負載過大 、頻繁正反向運動以及進給運動傳動鏈潤滑狀態不良。解決辦法：檢查潤滑;電機電源連線 ;電動機內線等。     6）竄動。造成故障的原因有：干擾、控制信號不穩定、測速元件有故障、伺服系統增益過大、進給軸反向間隙過大。解決辦法：檢查有無千擾源;修復測速元件;調整進給軸的反向間隙至合適 。     7） 爬行。造成故障的原因有：伺服系統增益過低、負載大、進給傳動鏈潤滑不良。解決辦法：檢查導軌副以及潤滑、進給傳動鏈。    8）伺服電機不轉。造成故障原因有：數控系統故障 、使能信號不通、進給驅動單元故障、伺服電機故障。解決辦法：檢查數控系統有無信號輸出、信號是否接通、伺服電機。

   9）位置誤差。造成故障原因有：與進給軸運動有關的機械松動、電氣干擾、系統設定允差范圍小伺服系統增益設定不當、進給軸間隙補償設定不當、輸入電源電壓過低、位置檢測信號不良、數控系統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,對對應故障部位進行檢測與修復。    10） 回參考點故障。造成故障的原因有：回參考點減速開關產生的信號或零位脈沖信號失效、參考點開關檔塊位置設置不當。解決辦法：檢查脈沖編碼器標志位或光柵、重新調整擋塊位置 。

     4 位置檢測系統故障     數控機床伺服系統最終是以位置控制為目的,對于閉環控制的伺服系統 ,位置檢測元件的精度直接影響到機床的位置精度。目前常用的位置檢測元件有光柵、光電編碼器、感應同步器 、旋轉變壓器磁柵尺等。當位置控制出現故障時,往往在CRT顯示報警信號及報警信息。大多數情況下,若正在運動著的軸實際 位置超過參數所設定的允差值,則產生輪廓誤差監視報警 ;若機床坐標軸定位時的實際位置與給定位置之差超過參數設定的允差值 ,則產生靜態誤差監視報警;若位置檢測硬件有故障,則產生測量裝置監控報警等。      結語     在實際維修現場,還會有更加復雜的故障原因,這就要求我們維修人員多動腦筋 ,靈活運用維修知識 ,而且要細心。在實踐中若能接合“黃金分割法”進行分段檢測則會事半功倍,使我們的維修效率和設備使用率得以提尚 。