1 數(shù)控機床伺服系統(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量進行比較 ,利用比較后的偏差值對系統(tǒng)進行自動調(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(tài)。在運動過程中實現(xiàn)力的放大。伺服系統(tǒng)須有一個不斷輸人能量的能源 ,外加負載可視為系統(tǒng)的擾動輸入。     2 數(shù)控機床伺服系統(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,往往會引發(fā)不同的故障,要在這樣復(fù)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(jīng)驗和較強的綜合分析能力。

   以下對主軸伺服系統(tǒng)、進給伺服系統(tǒng)、位置檢測系統(tǒng)的故障進行分析。    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,通常有3種表現(xiàn)形式：     2.1.1在CPT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息,     2.1.2在主軸驅(qū)動裝置上用報警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)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(tǒng)常見的故障現(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,調(diào)整零速平衡和漂移補償主軸仍轉(zhuǎn)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(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。     2.3 主軸有噪聲,有振動原因:在減速中發(fā)生,一般是由驅(qū)動裝置造成 ;可通過修復(fù)驅(qū)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(zhuǎn)速無關(guān) ,一般是主軸驅(qū)動裝置未調(diào)整好,如果有關(guān) , 是機械故障或測速裝置故障。檢查修復(fù)主軸機械部分或測速裝置。     2.4 主軸電機不轉(zhuǎn)

    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(qū)動裝置故障、主軸電動機故障?？梢酝ㄟ^檢查修復(fù)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(zhuǎn)、電機冷卻不良、主軸電機與主軸驅(qū)動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)電機內(nèi)部風(fēng)扇、電機與驅(qū)動裝置的連線等。     2.6 主軸轉(zhuǎn)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(fù)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(shù)設(shè)置不當(dāng)。解決方法是調(diào)整定位液壓缸活塞移動的限位開關(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 進給伺服系統(tǒng)故障     當(dāng)進給伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時 ,通常有3種表現(xiàn)形式:

    (1)在CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息;     (2) 在進給伺服驅(qū)動單元上用報警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)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(tǒng)常見的故障現(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(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(guān),一般是位置環(huán)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(chǎn)生 ,是由于加減速時間設(shè)定過小。解決辦法重新調(diào)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(diào)整不佳機械間隙大、進給軸的位置增益不一致。 解決辦法：調(diào)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(guān);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(tài)不良。解決辦法：檢查潤滑;電機電源連線 ;電動機內(nèi)線等。     6）竄動。造成故障的原因有：干擾、控制信號不穩(wěn)定、測速元件有故障、伺服系統(tǒng)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(fù)測速元件;調(diào)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(tǒng)增益過低、負載大、進給傳動鏈潤滑不良。解決辦法：檢查導(dǎo)軌副以及潤滑、進給傳動鏈。    8）伺服電機不轉(zhuǎn)。造成故障原因有：數(shù)控系統(tǒng)故障 、使能信號不通、進給驅(qū)動單元故障、伺服電機故障。解決辦法：檢查數(shù)控系統(tǒng)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(guān)的機械松動、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)、進給軸間隙補償設(shè)定不當(dāng)、輸入電源電壓過低、位置檢測信號不良、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,對對應(yīng)故障部位進行檢測與修復(fù)。    10） 回參考點故障。造成故障的原因有：回參考點減速開關(guān)產(chǎn)生的信號或零位脈沖信號失效、參考點開關(guān)檔塊位置設(shè)置不當(dāng)。解決辦法：檢查脈沖編碼器標志位或光柵、重新調(diào)整擋塊位置 。

     4 位置檢測系統(tǒng)故障     數(shù)控機床伺服系統(tǒng)最終是以位置控制為目的,對于閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng) ,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(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,往往在CRT顯示報警信號及報警信息。大多數(shù)情況下,若正在運動著的軸實際 位置超過參數(shù)所設(shè)定的允差值,則產(chǎn)生輪廓誤差監(jiān)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(shù)設(shè)定的允差值 ,則產(chǎn)生靜態(tài)誤差監(jiān)視報警;若位置檢測硬件有故障,則產(chǎn)生測量裝置監(jiān)控報警等。      結(jié)語     在實際維修現(xiàn)場,還會有更加復(fù)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(shè)備使用率得以提尚 。