伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

1、第第8章章 伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修8.1 概述概述 8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.4 位置檢測系統(tǒng)的故障診斷與維修位置檢測系統(tǒng)的故障診斷與維修8.5 伺服系統(tǒng)故障診斷與維修實例伺服系統(tǒng)故障診斷與維修實例8.1 概述概述8.1.1 伺服系統(tǒng)的概念伺服系統(tǒng)的概念 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度作數(shù)控機床伺服系統(tǒng)是指以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱隨動系統(tǒng)。在數(shù)控機床中，為控制量的自動控制系統(tǒng)，又稱隨動系統(tǒng)。在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系

2、統(tǒng)和數(shù)控機床本體的中間環(huán)節(jié)，是數(shù)伺服系統(tǒng)是連接數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床本體的中間環(huán)節(jié)，是數(shù)控機床的控機床的“四肢四肢”。因為伺服系統(tǒng)的性能決定了數(shù)控機床的。因為伺服系統(tǒng)的性能決定了數(shù)控機床的性能，所以要求伺服系統(tǒng)具有高精度、快速度和良好的穩(wěn)定性能，所以要求伺服系統(tǒng)具有高精度、快速度和良好的穩(wěn)定性。研究與開發(fā)高性能的伺服系統(tǒng)一直是現(xiàn)代數(shù)控機床的關性。研究與開發(fā)高性能的伺服系統(tǒng)一直是現(xiàn)代數(shù)控機床的關鍵技術之一。鍵技術之一。 下一頁 返回8.1 概述概述 在實際應用中，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率較在實際應用中，數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障的幾率較高，因此充分認識伺服系統(tǒng)的重要性，掌握伺服系統(tǒng)的故障高，

3、因此充分認識伺服系統(tǒng)的重要性，掌握伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修方法是很有必要的。診斷與維修方法是很有必要的。 下一頁上一頁返回8.1 概述概述8.1.2 伺服系統(tǒng)的組成伺服系統(tǒng)的組成 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動控制單元、驅(qū)動元件、數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動控制單元、驅(qū)動元件、機械傳動部件、執(zhí)行元件和檢測反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動控制機械傳動部件、執(zhí)行元件和檢測反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動控制單元和驅(qū)動元件組成伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機械傳動部件和執(zhí)行元單元和驅(qū)動元件組成伺服驅(qū)動系統(tǒng)。機械傳動部件和執(zhí)行元件組成機械傳動系統(tǒng)。檢測元件與反饋電路組成檢測裝置，件組成機械傳動系統(tǒng)。檢測元件與反饋電路組成檢測裝置，亦稱檢測系統(tǒng)

4、。亦稱檢測系統(tǒng)。下一頁上一頁返回8.1 概述概述8.1.3 伺服系統(tǒng)的工作原理伺服系統(tǒng)的工作原理 伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，它以指令脈沖為輸入給伺服系統(tǒng)是一種反饋控制系統(tǒng)，它以指令脈沖為輸入給定值與輸出被調(diào)量進行比較，利用比較后產(chǎn)生的偏差值對系定值與輸出被調(diào)量進行比較，利用比較后產(chǎn)生的偏差值對系統(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，必須具有負反饋回路，并伺服系統(tǒng)的運動來源于偏差信號，必須具有負反饋回路，并且始終處于過渡過程狀態(tài)。在運動過程中實現(xiàn)了力的放大。且始終處于過渡過程狀態(tài)。在運動過程中實現(xiàn)了

5、力的放大。伺服系統(tǒng)必須有一個不斷輸入能量的能源，外加負載可視為伺服系統(tǒng)必須有一個不斷輸入能量的能源，外加負載可視為系統(tǒng)的擾動輸入。系統(tǒng)的擾動輸入。下一頁上一頁返回8.1 概述概述8.1.4 伺服系統(tǒng)的作用伺服系統(tǒng)的作用 在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，在數(shù)控機床中，伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機床的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它的作用是把來自數(shù)控裝置中插補器的指令脈沖或計算機插它的作用是把來自數(shù)控裝置中插補器的指令脈沖或計算機插補軟件生成的指令脈沖，經(jīng)變換和放大后，轉(zhuǎn)換為機床移動補軟件生成的指令脈沖，經(jīng)變換和放大后，轉(zhuǎn)換為機床移動部件的機械運動，并保證動作的快速和準確。數(shù)控機床的精部件的機械運動，并保

6、證動作的快速和準確。數(shù)控機床的精度和速度等技術指標，常常主要取決于伺服系統(tǒng)。度和速度等技術指標，常常主要取決于伺服系統(tǒng)。下一頁上一頁返回8.1 概述概述8.1.5 伺服系統(tǒng)的分類伺服系統(tǒng)的分類 數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類方法很多。按伺服系統(tǒng)有無檢數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的分類方法很多。按伺服系統(tǒng)有無檢測元件或調(diào)節(jié)原理不同可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)測元件或調(diào)節(jié)原理不同可分為開環(huán)伺服系統(tǒng)、閉環(huán)伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)；按作用或功能不同可分為主軸伺服系統(tǒng)和半閉環(huán)伺服系統(tǒng)；按作用或功能不同可分為主軸伺服系統(tǒng)（控制主軸的切削運動，以旋轉(zhuǎn)運動為主）和進給伺服系統(tǒng)（控制主軸的切削運動，以旋轉(zhuǎn)運動為主）和進給伺服系

7、統(tǒng)（控制機床各坐標軸的切削進給運動）；按驅(qū)動電動機不同（控制機床各坐標軸的切削進給運動）；按驅(qū)動電動機不同可分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)；按反饋比較控制方式可分為直流伺服系統(tǒng)和交流伺服系統(tǒng)；按反饋比較控制方式不同可分為脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)和幅值比不同可分為脈沖比較伺服系統(tǒng)、相位比較伺服系統(tǒng)和幅值比較伺服系統(tǒng)。較伺服系統(tǒng)。上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 機床主軸主傳動是旋轉(zhuǎn)運動，傳遞切削力，伺服驅(qū)動系統(tǒng)機床主軸主傳動是旋轉(zhuǎn)運動，傳遞切削力，伺服驅(qū)動系統(tǒng)分為直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)和交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)兩大類，有的數(shù)分為直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)和交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)

8、兩大類，有的數(shù)控機床主軸利用通用變頻器，驅(qū)動三相交流電動機，進行速控機床主軸利用通用變頻器，驅(qū)動三相交流電動機，進行速度控制。數(shù)控機床要求主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)能夠在很寬范圍內(nèi)度控制。數(shù)控機床要求主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)能夠在很寬范圍內(nèi)實現(xiàn)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，并且穩(wěn)定可靠。當機床有螺紋加工功能、實現(xiàn)轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，并且穩(wěn)定可靠。當機床有螺紋加工功能、C軸功能、準停功能和恒線速度加工時，主軸電動機需要裝軸功能、準停功能和恒線速度加工時，主軸電動機需要裝配檢測元件，對主軸速度和位置進行控制。配檢測元件，對主軸速度和位置進行控制。下一頁 返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 主軸驅(qū)動變速目前主

9、要有主軸驅(qū)動變速目前主要有3種形式：一是帶有變速齒輪傳種形式：一是帶有變速齒輪傳動方式，可實現(xiàn)分段無級調(diào)速，擴大輸出轉(zhuǎn)矩，滿足強力切動方式，可實現(xiàn)分段無級調(diào)速，擴大輸出轉(zhuǎn)矩，滿足強力切削要求的轉(zhuǎn)矩；二是通過帶傳動方式，可避免齒輪傳動時引削要求的轉(zhuǎn)矩；二是通過帶傳動方式，可避免齒輪傳動時引起的震動與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的小型機床；三是起的震動與噪聲，適用于低轉(zhuǎn)矩特性要求的小型機床；三是由調(diào)速電動機直接驅(qū)動的傳動方式，主軸傳動部件結(jié)構簡單，由調(diào)速電動機直接驅(qū)動的傳動方式，主軸傳動部件結(jié)構簡單，緊湊，這種方式主軸輸入的轉(zhuǎn)矩小。緊湊，這種方式主軸輸入的轉(zhuǎn)矩小。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)

10、故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.2.1 常用主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹常用主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹1 FANUC公司主軸驅(qū)動系統(tǒng)公司主軸驅(qū)動系統(tǒng) 從從20世紀世紀80年代開始，年代開始，F(xiàn)ANUC公司已使用了交流主公司已使用了交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，直流驅(qū)動系統(tǒng)已被交流驅(qū)動系統(tǒng)所取代。目前軸驅(qū)動系統(tǒng)，直流驅(qū)動系統(tǒng)已被交流驅(qū)動系統(tǒng)所取代。目前3個系列交流主軸電動機為：個系列交流主軸電動機為：S系列電動機，額定輸出功率范系列電動機，額定輸出功率范圍圍1.5kW37kW；H系列電動機，額定輸出功率范圍系列電動機，額定輸出功率范圍1.5kW22kW；P系列電動機，額定輸出功率范圍系列電動機，額定輸出功率范圍3.7

11、kW37kW。該公司交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的特點為：。該公司交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的特點為： 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修1)采用采用CPU控制技術，進行矢量計算，從而實現(xiàn)最佳控制；控制技術，進行矢量計算，從而實現(xiàn)最佳控制；2)主回路采用晶體管主回路采用晶體管PWM逆變器，使電動機電流非常接近正逆變器，使電動機電流非常接近正弦波形；弦波形；3)具有主軸定向控制、數(shù)字和模擬輸入接口等功能。具有主軸定向控制、數(shù)字和模擬輸入接口等功能。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修2. SIEMENS公司主軸驅(qū)動系統(tǒng)公司主軸驅(qū)動系統(tǒng)

12、SIEMENS公司生產(chǎn)的直流主軸電動機有公司生產(chǎn)的直流主軸電動機有1GG5、1GF5、1GL5和和1GH5這這4個系列，與上述個系列，與上述4個系列電動機個系列電動機配套的配套的6RA24、6RA27系列驅(qū)動裝置采用晶閘管控制。系列驅(qū)動裝置采用晶閘管控制。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 20世紀世紀80年代初期，該公司又推出了年代初期，該公司又推出了1PH5和和1PH6兩個系列的交流主軸電動機，功率范圍為兩個系列的交流主軸電動機，功率范圍為3kW100kW。驅(qū)動裝置為驅(qū)動裝置為6SC650D系列交流主軸驅(qū)動裝置或系列交流主軸驅(qū)動裝置或6SC611A

13、(SIMODRIVE 61lA)主軸驅(qū)動模塊，主回路主軸驅(qū)動模塊，主回路采用晶體管采用晶體管PWM變頻控制的方式，具有能量再生制動功能。變頻控制的方式，具有能量再生制動功能。另外，采用微處理器另外，采用微處理器80186可進行閉環(huán)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制及磁可進行閉環(huán)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制及磁場計算，從而完成矢量控制。通過選件實現(xiàn)場計算，從而完成矢量控制。通過選件實現(xiàn)C軸進給控制，軸進給控制，在不需要在不需要CNC的幫助下，實現(xiàn)主軸定位控制。的幫助下，實現(xiàn)主軸定位控制。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修3 MITSUBISHI公司主軸驅(qū)動系統(tǒng)公司主軸驅(qū)動系統(tǒng) MITSU

14、BISHI公司主軸軀動裝置與公司主軸軀動裝置與CNC采用總線連接，采用總線連接，主回路采用主回路采用PWM技術。主軸與進給軸完全同步，使用技術。主軸與進給軸完全同步，使用90000P/RPM脈沖編碼器實現(xiàn)脈沖編碼器實現(xiàn)C軸功能。軸功能。 MITSUBISHI公司主軸驅(qū)動有公司主軸驅(qū)動有SPJ、SPJ2型小型化型小型化系列，系列，SPJ2可通過增加可通過增加PJEX擴展單元實現(xiàn)主軸的定位和擴展單元實現(xiàn)主軸的定位和C軸控制，所配備的主軸電動機為軸控制，所配備的主軸電動機為SJ-P、SJ-PF系列，其功率系列，其功率為為0275kW。SP系列是大型主軸驅(qū)動裝置，所配備系列是大型主軸驅(qū)動裝置，所配備的

15、主軸電機為的主軸電機為SJ系列，其功率為系列，其功率為0.545kW。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.2.2 主軸伺服系統(tǒng)的常見故障形式主軸伺服系統(tǒng)的常見故障形式 當主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有當主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有3種表現(xiàn)形式：一種表現(xiàn)形式：一是在操作面板上用指示燈或是在操作面板上用指示燈或CRT顯示報警信息；二是在主軸顯示報警信息；二是在主軸驅(qū)動裝置上用指示燈或數(shù)碼管顯示故障狀態(tài)；三是主軸工作驅(qū)動裝置上用指示燈或數(shù)碼管顯示故障狀態(tài)；三是主軸工作不正常，但無任何報警信息。常見數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)的不正常，但無任何報警信息。常見數(shù)控機

16、床主軸伺服系統(tǒng)的故障有以下幾種。故障有以下幾種。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修1 外界干擾外界干擾 故障現(xiàn)象：主軸在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律性的振動或轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象：主軸在運轉(zhuǎn)過程中出現(xiàn)無規(guī)律性的振動或轉(zhuǎn)動。動。 原因分析：主軸伺服系統(tǒng)受電磁、供電線路或信號傳輸原因分析：主軸伺服系統(tǒng)受電磁、供電線路或信號傳輸干擾的影響，主軸速度指令信號或反饋信號受到干擾，主軸干擾的影響，主軸速度指令信號或反饋信號受到干擾，主軸伺服系統(tǒng)誤動作。伺服系統(tǒng)誤動作。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 檢查方法：令主軸轉(zhuǎn)速指令信號為零，調(diào)整

17、零速平衡電檢查方法：令主軸轉(zhuǎn)速指令信號為零，調(diào)整零速平衡電位計或漂移補償量參數(shù)值，觀察是否因系統(tǒng)參數(shù)變化引起的位計或漂移補償量參數(shù)值，觀察是否因系統(tǒng)參數(shù)變化引起的故障。若調(diào)整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾信號引故障。若調(diào)整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾信號引起主軸伺服系統(tǒng)誤動作。起主軸伺服系統(tǒng)誤動作。 采取措施：電源進線端加裝電源凈化裝置，動力線和信采取措施：電源進線端加裝電源凈化裝置，動力線和信號線分開，布線要合理，信號線和反饋線按要求屏蔽，接地號線分開，布線要合理，信號線和反饋線按要求屏蔽，接地線要可靠。線要可靠。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診

18、斷與維修2 主軸過載主軸過載 故障現(xiàn)象：主軸電動機過熱、故障現(xiàn)象：主軸電動機過熱、CNC裝置和主軸驅(qū)動裝置裝置和主軸驅(qū)動裝置顯示過電流報警等。顯示過電流報警等。 原因分析：主軸電動機通風系統(tǒng)不良、動力連線接觸不原因分析：主軸電動機通風系統(tǒng)不良、動力連線接觸不良、機床切削用量過大、主軸頻繁正、反轉(zhuǎn)等引起電流增加，良、機床切削用量過大、主軸頻繁正、反轉(zhuǎn)等引起電流增加，電能以熱能的形式散發(fā)出來，主軸驅(qū)動系統(tǒng)和電能以熱能的形式散發(fā)出來，主軸驅(qū)動系統(tǒng)和CNC裝置通過裝置通過檢測，顯示過載報警。檢測，顯示過載報警。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 檢查方法：根據(jù)

19、檢查方法：根據(jù)CNC和主軸驅(qū)動裝置提示報警信息，檢和主軸驅(qū)動裝置提示報警信息，檢查可能引起故障的各種因素。查可能引起故障的各種因素。 采取措施：保持主軸電動機通風系統(tǒng)良好，保持過濾網(wǎng)采取措施：保持主軸電動機通風系統(tǒng)良好，保持過濾網(wǎng)清潔；檢查動力接線端子接觸情況；正確使用和操作機床，清潔；檢查動力接線端子接觸情況；正確使用和操作機床，避免超載。避免超載。 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修3 主軸定位抖動主軸定位抖動 故障現(xiàn)象：主軸在正常加工時沒有問題，僅在定位時產(chǎn)故障現(xiàn)象：主軸在正常加工時沒有問題，僅在定位時產(chǎn)生抖動。生抖動。 原因分析：主軸定位一般分

20、機械、電氣和編碼器原因分析：主軸定位一般分機械、電氣和編碼器3種準停種準停定位，當定位機械執(zhí)行機構不到位，檢測裝置信息有誤會時定位，當定位機械執(zhí)行機構不到位，檢測裝置信息有誤會時產(chǎn)生抖動。另外主軸定位要有一個減速過程，如果減速或增產(chǎn)生抖動。另外主軸定位要有一個減速過程，如果減速或增益等參數(shù)設置不當，也會引起故障。益等參數(shù)設置不當，也會引起故障。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 檢查方法：根據(jù)主軸定位的方式，主要檢查各定位、減檢查方法：根據(jù)主軸定位的方式，主要檢查各定位、減速檢測元件的工作狀況和安裝固定情況，如限位開關、接近速檢測元件的工作狀況和安裝固

21、定情況，如限位開關、接近開關、霍爾元件等。開關、霍爾元件等。 采取措施：保證定位執(zhí)行元件運轉(zhuǎn)靈活，檢測元件穩(wěn)定采取措施：保證定位執(zhí)行元件運轉(zhuǎn)靈活，檢測元件穩(wěn)定可靠?？煽俊Ｏ乱豁撋弦豁摲祷?.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修4 主軸轉(zhuǎn)速與進給不匹配主軸轉(zhuǎn)速與進給不匹配 故障現(xiàn)象：當進行螺紋切削、剛性攻牙或要求主軸與進故障現(xiàn)象：當進行螺紋切削、剛性攻牙或要求主軸與進給同步配合的加工時，出現(xiàn)進給停止主軸仍繼續(xù)運轉(zhuǎn)，或加給同步配合的加工時，出現(xiàn)進給停止主軸仍繼續(xù)運轉(zhuǎn)，或加工螺紋零件出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。工螺紋零件出現(xiàn)亂牙現(xiàn)象。 原因分析：當主軸與進給同步配合加工時，要依靠主軸原因分析：

22、當主軸與進給同步配合加工時，要依靠主軸上的脈沖編碼器檢測反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線上的脈沖編碼器檢測反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會引起上述故障。有問題，會引起上述故障。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 檢查方法：通過調(diào)用檢查方法：通過調(diào)用I/0狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號線狀態(tài)數(shù)據(jù)，觀察編碼器信號線的通斷狀態(tài)；取消主軸與進給同步配合，用每分鐘進給指令的通斷狀態(tài)；取消主軸與進給同步配合，用每分鐘進給指令代替每轉(zhuǎn)進給指令來執(zhí)行程序，可判斷故障是否與編碼器有代替每轉(zhuǎn)進給指令來執(zhí)行程序，可判斷故障是否與編碼器有關。關。 采取措施：更換維修編

23、碼器，檢查電纜線接線情況，特采取措施：更換維修編碼器，檢查電纜線接線情況，特別注意信號線的抗干擾措施。別注意信號線的抗干擾措施。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修5 轉(zhuǎn)速偏離指令值轉(zhuǎn)速偏離指令值 故障現(xiàn)象：實際主軸轉(zhuǎn)速值超過技術要求規(guī)定指令值的故障現(xiàn)象：實際主軸轉(zhuǎn)速值超過技術要求規(guī)定指令值的范圍。范圍。 原因分析：原因分析：（1）電動機負載過大，引起轉(zhuǎn)速降低，或低速極限值設定）電動機負載過大，引起轉(zhuǎn)速降低，或低速極限值設定太小，造成主軸電動機過載；太小，造成主軸電動機過載；（2）測速反饋信號變化，引起速度控制單元輸入變化；）測速反饋信號變化，引起速度控

24、制單元輸入變化；（3）主軸驅(qū)動裝置故障，導致速度控制單元錯誤輸出；）主軸驅(qū)動裝置故障，導致速度控制單元錯誤輸出；（4）CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量（系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量（10V）沒有達到）沒有達到與轉(zhuǎn)速指令相對應的值。與轉(zhuǎn)速指令相對應的值。 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 檢查方法：檢查方法：（1）空載運轉(zhuǎn)主軸，檢測比較實際主軸轉(zhuǎn)速值與指令值，）空載運轉(zhuǎn)主軸，檢測比較實際主軸轉(zhuǎn)速值與指令值，判斷故障是否由負載過大引起；判斷故障是否由負載過大引起；（2）檢查測速反饋裝置及電纜線，調(diào)節(jié)速度反饋量的大小，）檢查測速反饋裝置及電纜線，調(diào)節(jié)速度反饋量的

25、大小，使實際主軸轉(zhuǎn)速達到指令值；使實際主軸轉(zhuǎn)速達到指令值；（3）用備件替換法判斷驅(qū)動裝置故障部位；）用備件替換法判斷驅(qū)動裝置故障部位；（4）檢查信號電纜線連接情況，調(diào)整有關參數(shù)使）檢查信號電纜線連接情況，調(diào)整有關參數(shù)使CNC系統(tǒng)系統(tǒng)輸出的模擬量與轉(zhuǎn)速指令值相對應。輸出的模擬量與轉(zhuǎn)速指令值相對應。 采取措施：更換維修損壞的部件，調(diào)整相關的參數(shù)。采取措施：更換維修損壞的部件，調(diào)整相關的參數(shù)。 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修6.主軸異常噪聲及震動主軸異常噪聲及震動 首先要區(qū)別異常噪聲及振動發(fā)生在機械部分還是在電氣首先要區(qū)別異常噪聲及振動發(fā)生在機械部分還是

26、在電氣驅(qū)動部分：驅(qū)動部分：（1）若在減速過程中發(fā)生，一般是驅(qū)動裝置再生回路有故）若在減速過程中發(fā)生，一般是驅(qū)動裝置再生回路有故障；障；（2）主軸電動機在自由停車過程中若存在噪聲和振動，則）主軸電動機在自由停車過程中若存在噪聲和振動，則多為主軸機械部分故障；多為主軸機械部分故障；（3）若振動周期與轉(zhuǎn)速有關，應檢查主軸機械部分及測速）若振動周期與轉(zhuǎn)速有關，應檢查主軸機械部分及測速裝置。若無關，一般是主軸驅(qū)動裝置參數(shù)未調(diào)整好。裝置。若無關，一般是主軸驅(qū)動裝置參數(shù)未調(diào)整好。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修7 主軸電動機不轉(zhuǎn)主軸電動機不轉(zhuǎn) CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動

27、裝置一般有速度控制模擬量信號和系統(tǒng)至主軸驅(qū)動裝置一般有速度控制模擬量信號和使能控制信號，主軸電動機不轉(zhuǎn)應重點圍繞著兩個信號進行使能控制信號，主軸電動機不轉(zhuǎn)應重點圍繞著兩個信號進行檢查。檢查。（1）檢查）檢查CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出；系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出；（2）檢查使能信號是否接通。通過）檢查使能信號是否接通。通過I/0狀態(tài)，確定主軸的狀態(tài)，確定主軸的啟動條件如潤滑、冷卻等是否滿足；啟動條件如潤滑、冷卻等是否滿足；（3）主軸驅(qū)動裝置故障；）主軸驅(qū)動裝置故障；（4）主軸電動機故障。）主軸電動機故障。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修下一頁上一

28、頁返回8.2.3 直流主軸伺服系統(tǒng)的特點和故障直流主軸伺服系統(tǒng)的特點和故障診斷診斷1. 直流主軸伺服系統(tǒng)的特點直流主軸伺服系統(tǒng)的特點1）簡化了變速機構）簡化了變速機構 系統(tǒng)簡化了傳統(tǒng)的主軸變速機構，傳統(tǒng)的主軸變速機系統(tǒng)簡化了傳統(tǒng)的主軸變速機構，傳統(tǒng)的主軸變速機構采用恒定速度的交流異步電動機，由離合器、齒輪等組成構采用恒定速度的交流異步電動機，由離合器、齒輪等組成的多級機械變速裝置的結(jié)構。的多級機械變速裝置的結(jié)構。 8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修2）具有適應工廠環(huán)境的全封閉結(jié)構）具有適應工廠環(huán)境的全封閉結(jié)構 直流主軸電動機采用全封閉的結(jié)構形式，所以能在有塵直流主軸電

29、動機采用全封閉的結(jié)構形式，所以能在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。3）軸電動機采用特殊的熱管冷卻系統(tǒng)，外形小）軸電動機采用特殊的熱管冷卻系統(tǒng)，外形小 在主軸電動機軸上裝入了比銅的熱傳導率大數(shù)百倍的熱在主軸電動機軸上裝入了比銅的熱傳導率大數(shù)百倍的熱管，能將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱立即向外部發(fā)散。為了把發(fā)熱限制在管，能將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱立即向外部發(fā)散。為了把發(fā)熱限制在最小限度以內(nèi)，定子內(nèi)采用了獨特方式的特殊附加磁極，減最小限度以內(nèi)，定子內(nèi)采用了獨特方式的特殊附加磁極，減小了損耗，提高了效率。小了損耗，提高了效率。 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故

30、障診斷與維修4）驅(qū)動方式性能好）驅(qū)動方式性能好 主軸伺服單元采用晶閘管三相全波驅(qū)動方式，主軸振動主軸伺服單元采用晶閘管三相全波驅(qū)動方式，主軸振動小，旋轉(zhuǎn)靈活。小，旋轉(zhuǎn)靈活。5）軸控制功能強，容易與數(shù)控系統(tǒng)配合）軸控制功能強，容易與數(shù)控系統(tǒng)配合 在與在與NC結(jié)合時，主軸伺服單元準備了必要的結(jié)合時，主軸伺服單元準備了必要的D/A轉(zhuǎn)換器、轉(zhuǎn)換器、超程輸入、速度計數(shù)器用輸出等功能。超程輸入、速度計數(shù)器用輸出等功能。6）純電式主軸定位控制功能）純電式主軸定位控制功能 采用純電式主軸定位控制，能用純電式手段控制主軸的采用純電式主軸定位控制，能用純電式手段控制主軸的定位停止，故無需機械定位裝置，可進一步縮短

31、定位時間。定位停止，故無需機械定位裝置，可進一步縮短定位時間。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修2 直流主軸伺服系統(tǒng)的日常維護直流主軸伺服系統(tǒng)的日常維護1）安裝注意事項）安裝注意事項 （1）伺服單元應置于密封的強電柜內(nèi)。為了不使強電柜內(nèi)溫）伺服單元應置于密封的強電柜內(nèi)。為了不使強電柜內(nèi)溫度過高，應將強電柜內(nèi)部的溫升設計在度過高，應將強電柜內(nèi)部的溫升設計在15以下；強電柜的以下；強電柜的外部空氣引入口務必設置過濾器；要注意從排氣口侵入塵埃外部空氣引入口務必設置過濾器；要注意從排氣口侵入塵?；驘熿F；要注意電纜出人口、門等的密封；冷卻風扇的風不或煙霧；要注意

32、電纜出人口、門等的密封；冷卻風扇的風不要直接吹向伺服單元，以免塵埃等附著在伺服單元上。要直接吹向伺服單元，以免塵埃等附著在伺服單元上。（2）安裝伺服單元時要考慮到容易維修檢查和拆卸。）安裝伺服單元時要考慮到容易維修檢查和拆卸。（3）電動機的安裝要遵守下列原則：）電動機的安裝要遵守下列原則：下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 安裝面要平，且有足夠的剛性，要考慮到不會受電動機振動安裝面要平，且有足夠的剛性，要考慮到不會受電動機振動等影響；等影響； 因為電刷需要定期維修及更換，因此安裝位置應盡可能使檢因為電刷需要定期維修及更換，因此安裝位置應盡可能使檢修作業(yè)

33、容易進行；修作業(yè)容易進行； 出入電動機冷卻風口的空氣要充分，安裝位置要盡可能使冷出入電動機冷卻風口的空氣要充分，安裝位置要盡可能使冷卻部分的檢修清潔工作容易進行；卻部分的檢修清潔工作容易進行； 電動機應安裝在灰塵少、濕度不高的場所，環(huán)境溫度應在電動機應安裝在灰塵少、濕度不高的場所，環(huán)境溫度應在40以下；以下； 電動機應安裝在切削液和油之類的東西不能直接濺到的位置電動機應安裝在切削液和油之類的東西不能直接濺到的位置上。上。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修2）使用檢查）使用檢查 （1）伺服系統(tǒng)啟動前的檢查按下述步驟進行：檢查伺服單元）伺服系統(tǒng)啟動前的檢查

34、按下述步驟進行：檢查伺服單元和電動機的信號線、動力線等的連接是否正確、是否松動以和電動機的信號線、動力線等的連接是否正確、是否松動以及絕緣是否良好；強電柜和電動機是否可靠接地；電動機電及絕緣是否良好；強電柜和電動機是否可靠接地；電動機電刷的安裝是否牢靠，電動機安裝螺栓是否完全擰緊。刷的安裝是否牢靠，電動機安裝螺栓是否完全擰緊。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修（2）使用時的檢查注意事項：運行時強電柜門應關閉；檢查速）使用時的檢查注意事項：運行時強電柜門應關閉；檢查速度指令值與電動機轉(zhuǎn)速是否一致；負載轉(zhuǎn)矩指示度指令值與電動機轉(zhuǎn)速是否一致；負載轉(zhuǎn)矩指示(或

35、電動機電或電動機電流指示流指示)是否太大；電動機有否發(fā)出異常聲音和異常振動；軸是否太大；電動機有否發(fā)出異常聲音和異常振動；軸承溫度是否有急劇上升的不正?，F(xiàn)象；在電刷上是否有顯著承溫度是否有急劇上升的不正?，F(xiàn)象；在電刷上是否有顯著的火花發(fā)生痕跡。的火花發(fā)生痕跡。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 3 ）日常維護）日常維護（1）對強電柜的空氣過濾器每月清掃一次；）對強電柜的空氣過濾器每月清掃一次；（2）強電柜及伺服單元的冷卻風扇應每兩年檢查一次；）強電柜及伺服單元的冷卻風扇應每兩年檢查一次；（3）主軸電動機每天應檢查旋轉(zhuǎn)速度、異常振動、異常聲音、）主軸電動

36、機每天應檢查旋轉(zhuǎn)速度、異常振動、異常聲音、 通風狀態(tài)、軸承溫度、機殼溫度和異常臭味；通風狀態(tài)、軸承溫度、機殼溫度和異常臭味；（4）主軸電動機每月（至少也應每三個月）應作電動機電刷的）主軸電動機每月（至少也應每三個月）應作電動機電刷的 清理和檢查、換向器檢查；清理和檢查、換向器檢查；（5）主軸電動機每半年（至少也要每年一次）需檢查測速發(fā)電）主軸電動機每半年（至少也要每年一次）需檢查測速發(fā)電 機、軸承，做熱管冷卻部分的清理和絕緣電阻的測量。機、軸承，做熱管冷卻部分的清理和絕緣電阻的測量。 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修3. 直流主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷直

37、流主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷 表表8-1列出了直流主軸伺服系統(tǒng)的故障現(xiàn)象及故障診斷列出了直流主軸伺服系統(tǒng)的故障現(xiàn)象及故障診斷 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.2.4 交流主軸伺服系統(tǒng)的特點和故障診斷交流主軸伺服系統(tǒng)的特點和故障診斷 目前數(shù)控機床的主軸驅(qū)動多用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，例如在目前數(shù)控機床的主軸驅(qū)動多用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，例如在SIEMENS 810系統(tǒng)中較多地使用交流模擬主軸驅(qū)動，而系統(tǒng)中較多地使用交流模擬主軸驅(qū)動，而FANUC 0i系統(tǒng)則可以同時控制兩個主軸電動機，兩個主軸電系統(tǒng)則可以同時控制兩個主軸電動機，兩個主軸電動機可以都是數(shù)字式控制的，

38、也可以一個是數(shù)字式，另一個為動機可以都是數(shù)字式控制的，也可以一個是數(shù)字式，另一個為模擬式控制電動機。模擬式控制電動機。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修1. 交流主軸伺服系統(tǒng)的特點交流主軸伺服系統(tǒng)的特點 1）振動和噪聲小）振動和噪聲小2）采用了再生制動控制功能）采用了再生制動控制功能 3）交流數(shù)字式伺服系統(tǒng)控制精度高）交流數(shù)字式伺服系統(tǒng)控制精度高4）交流數(shù)字式伺服系統(tǒng)用參數(shù)設定（不是改變電位器阻值）調(diào)）交流數(shù)字式伺服系統(tǒng)用參數(shù)設定（不是改變電位器阻值）調(diào)整電路狀態(tài)整電路狀態(tài) 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修2

39、. 交流主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷交流主軸伺服系統(tǒng)的故障診斷 SIEMENS 810系統(tǒng)常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)是系統(tǒng)常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)是650/611A主軸驅(qū)動系統(tǒng)。主軸驅(qū)動系統(tǒng)。 650系列交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常可以通過系列交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常可以通過驅(qū)動系統(tǒng)面板上的數(shù)碼管顯示故障代碼，根據(jù)故障代碼即可驅(qū)動系統(tǒng)面板上的數(shù)碼管顯示故障代碼，根據(jù)故障代碼即可判斷故障原因。判斷故障原因。表表8-2為為650系列驅(qū)動系統(tǒng)故障一覽表系列驅(qū)動系統(tǒng)故障一覽表下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 若接通電源后，顯示器上所有數(shù)碼管均不亮，可能的故若接通電源

40、后，顯示器上所有數(shù)碼管均不亮，可能的故障原因為：障原因為：（1）主電路進給線斷路器跳閘；）主電路進給線斷路器跳閘；（2）主回路進線電源至少有兩相以上存在缺相；）主回路進線電源至少有兩相以上存在缺相；（3）驅(qū)動系統(tǒng)至少有兩個以上的輸入熔斷器熔斷；）驅(qū)動系統(tǒng)至少有兩個以上的輸入熔斷器熔斷；（4）驅(qū)動系統(tǒng)模塊）驅(qū)動系統(tǒng)模塊A1中的熔斷器熔斷；中的熔斷器熔斷；（5）顯示模塊）顯示模塊H1和控制器模塊和控制器模塊N1之間連接故障；之間連接故障；（6）輔助控制電壓中的）輔助控制電壓中的5V電源故障；電源故障；（7）控制模塊）控制模塊N1故障。故障。 下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺

41、服系統(tǒng)故障診斷與維修 若接通電源時，數(shù)碼管上所有數(shù)碼位均顯示若接通電源時，數(shù)碼管上所有數(shù)碼位均顯示8，即顯示，即顯示狀態(tài)為狀態(tài)為888888，可能的故障原因有：，可能的故障原因有：（1）控制器模塊）控制器模塊N1故障；故障；（2）控制模塊）控制模塊N1上的上的EPROM安裝不良或軟件出錯；安裝不良或軟件出錯；（3）輸入）輸入/輸出模塊中的輸出模塊中的“復位復位”信號為信號為“1”。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 若開機時，若開機時，61lA主軸驅(qū)動系統(tǒng)的液晶顯示器上無任何主軸驅(qū)動系統(tǒng)的液晶顯示器上無任何顯示，可能的原因有：顯示，可能的原因有：（1）

42、輸入電源存在）輸入電源存在“缺相缺相”；（2）電源模塊至少有兩相以上輸入熔斷器熔斷；）電源模塊至少有兩相以上輸入熔斷器熔斷；（3）電源模塊的輔助控制電源故障；）電源模塊的輔助控制電源故障；（4）驅(qū)動系統(tǒng)設備母線連接不良；）驅(qū)動系統(tǒng)設備母線連接不良；（5）主軸驅(qū)動模塊不良；）主軸驅(qū)動模塊不良；（6）主軸驅(qū)動模塊的）主軸驅(qū)動模塊的EPROM/FEPROM不良。不良。下一頁上一頁返回8.2 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修主軸伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 若主軸驅(qū)動系統(tǒng)正常顯示后，驅(qū)動系統(tǒng)的報警可以通過若主軸驅(qū)動系統(tǒng)正常顯示后，驅(qū)動系統(tǒng)的報警可以通過6位液晶顯示器的后位液晶顯示器的后4位進行顯示。發(fā)生故障時，顯

43、示器的右位進行顯示。發(fā)生故障時，顯示器的右邊第邊第4位顯示位顯示“F”，右邊第，右邊第3位、第位、第2位為報警號，右邊第位為報警號，右邊第1位顯示位顯示“三三”時，代表驅(qū)動系統(tǒng)存在多個故障，通過操作驅(qū)時，代表驅(qū)動系統(tǒng)存在多個故障，通過操作驅(qū)動器上的動器上的“十十”鍵，可以逐個顯示存在的全部故障號。驅(qū)動鍵，可以逐個顯示存在的全部故障號。驅(qū)動系統(tǒng)常見的報警號以及可能的原因見系統(tǒng)常見的報警號以及可能的原因見表表8-3所示。所示。上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.3.1 常用進給驅(qū)動系統(tǒng)介紹常用進給驅(qū)動系統(tǒng)介紹1 FANUC進給驅(qū)動系統(tǒng)進給驅(qū)動系統(tǒng) 從從1980

44、年開始，年開始，F(xiàn)ANUC公司陸續(xù)推出了小慣量公司陸續(xù)推出了小慣量L系列、系列、中慣量中慣量M系列和大慣量系列和大慣量H系列的直流伺服電動機及相應的驅(qū)系列的直流伺服電動機及相應的驅(qū)動裝置。中、小慣量伺服電動機采用動裝置。中、小慣量伺服電動機采用PWM速度控制單元，速度控制單元，大慣量伺服電機是晶閘管速度控制單元。驅(qū)動裝置具有多種大慣量伺服電機是晶閘管速度控制單元。驅(qū)動裝置具有多種保護功能，如過速、過電流、過電壓和過載等。保護功能，如過速、過電流、過電壓和過載等。下一頁 返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修2 SIEMENS進給驅(qū)動系統(tǒng)進給驅(qū)動系統(tǒng) SIEMENS公司

45、在公司在20世紀世紀70年代生產(chǎn)年代生產(chǎn)1HU系列永磁式系列永磁式直流伺服電動機，配套的速度控制單元有直流伺服電動機，配套的速度控制單元有6RA20和和6RA26系列，前者采用晶體管系列，前者采用晶體管PWM控制；后者采用晶閘管控制用控制；后者采用晶閘管控制用于大功率驅(qū)動。進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)除了各種保護功能外，還于大功率驅(qū)動。進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)除了各種保護功能外，還具有具有I2t熱效應監(jiān)控等功能。熱效應監(jiān)控等功能。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 1983年推出交流驅(qū)動系統(tǒng)，由年推出交流驅(qū)動系統(tǒng)，由6SC610系列進給驅(qū)動裝系列進給驅(qū)動裝置和置和6SC6

46、1lA（SIMODRIVE 611A）系列進給驅(qū)動模）系列進給驅(qū)動模塊、塊、1FT5和和1FT6系列永磁式交流同步電動機組成。驅(qū)動采系列永磁式交流同步電動機組成。驅(qū)動采用晶體管用晶體管PWM控制技術。另外，控制技術。另外，SIEMENS公司還有用于公司還有用于數(shù) 字 伺 服 系 統(tǒng) 的數(shù) 字 伺 服 系 統(tǒng) 的 S I M O D R I V E 6 1 1 D 、SIMODRIVE611U系列進給驅(qū)動模塊。系列進給驅(qū)動模塊。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修3 MITSUBISHI進給驅(qū)動系統(tǒng)進給驅(qū)動系統(tǒng) MITSUBISHI公司有公司有HD系列永磁

47、式直流伺服電動機，系列永磁式直流伺服電動機，配套的配套的6R系列伺服驅(qū)動單元，采用晶體管系列伺服驅(qū)動單元，采用晶體管PWM控制術，具控制術，具有過載、過電流、過電壓和過速保護，帶有電流監(jiān)控等功能。有過載、過電流、過電壓和過速保護，帶有電流監(jiān)控等功能。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 交流驅(qū)動單元有交流驅(qū)動單元有MR-J2S系列，該系列采用高分辨率編碼系列，該系列采用高分辨率編碼器，能夠適應多種系列伺服電動機需求。該驅(qū)動單元具有優(yōu)器，能夠適應多種系列伺服電動機需求。該驅(qū)動單元具有優(yōu)異的自動調(diào)諧性能，高適應性的防振控制，能夠進行包含機異的自動調(diào)諧性能，高

48、適應性的防振控制，能夠進行包含機械性能在內(nèi)的最佳狀態(tài)調(diào)整功能。械性能在內(nèi)的最佳狀態(tài)調(diào)整功能。MR-E系列操作簡單，具系列操作簡單，具有高響應性、高精度定位、能自動調(diào)諧實現(xiàn)增益設置。交流有高響應性、高精度定位、能自動調(diào)諧實現(xiàn)增益設置。交流伺服電動機有伺服電動機有HC系列。另外，系列。另外，MITSUBISHI公司還有數(shù)公司還有數(shù)字伺服系統(tǒng)字伺服系統(tǒng)MDS-SVJ2系列交流驅(qū)動單元。系列交流驅(qū)動單元。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修 4 步進驅(qū)動系統(tǒng)步進驅(qū)動系統(tǒng) 在步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)中，典型的產(chǎn)品比較在步進電動機驅(qū)動的開環(huán)控制系統(tǒng)中，典型的產(chǎn)品

49、比較多，例如，上海開通多，例如，上海開通KT400數(shù)控系統(tǒng)及數(shù)控系統(tǒng)及KT300步進驅(qū)動裝步進驅(qū)動裝置，置，SIEMENS 802S數(shù)控系統(tǒng)配數(shù)控系統(tǒng)配STEPDRIVE步進驅(qū)動步進驅(qū)動裝置級裝置級IMP5五相步進電動機等。另外，在特種加工和電加五相步進電動機等。另外，在特種加工和電加工領域應用也較廣泛，在我國快走絲線切割機床中，很多采工領域應用也較廣泛，在我國快走絲線切割機床中，很多采用步進驅(qū)動系統(tǒng)。用步進驅(qū)動系統(tǒng)。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.3.2 進給伺服系統(tǒng)的結(jié)構形式進給伺服系統(tǒng)的結(jié)構形式 1 轉(zhuǎn)速反饋信號與位置反饋信號處理分離，驅(qū)動

50、裝置與數(shù)控轉(zhuǎn)速反饋信號與位置反饋信號處理分離，驅(qū)動裝置與數(shù)控系統(tǒng)配接，這種方式驅(qū)動裝置與數(shù)控系統(tǒng)具有通用性。系統(tǒng)配接，這種方式驅(qū)動裝置與數(shù)控系統(tǒng)具有通用性。2 伺服電動機上的編碼器既作為轉(zhuǎn)速檢測，又作為位置檢測，伺服電動機上的編碼器既作為轉(zhuǎn)速檢測，又作為位置檢測，位置處理和速度處理均在數(shù)控系統(tǒng)中完成。位置處理和速度處理均在數(shù)控系統(tǒng)中完成。3 伺服電動機上的編碼器同樣作為速度和位置檢測，檢測信伺服電動機上的編碼器同樣作為速度和位置檢測，檢測信號經(jīng)伺服驅(qū)動單元一方面作為速度控制，另一方面輸出至數(shù)號經(jīng)伺服驅(qū)動單元一方面作為速度控制，另一方面輸出至數(shù)控系統(tǒng)進行位置控制，驅(qū)動裝置具有通用性。控系統(tǒng)進行位

51、置控制，驅(qū)動裝置具有通用性。 在上述在上述3種控制方式中，共同的特點是位置控制均在數(shù)種控制方式中，共同的特點是位置控制均在數(shù)控系統(tǒng)中進行，且速度控制信號均為模擬信號?？叵到y(tǒng)中進行，且速度控制信號均為模擬信號。 下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.3.3 進給伺服系統(tǒng)的常見故障形式進給伺服系統(tǒng)的常見故障形式 當進給系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常有當進給系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常有3種表現(xiàn)形式：一是在種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息；二是在進給驅(qū)或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息；二是在進給驅(qū)動單元上用報警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動單元的故障；三是進給

52、動單元上用報警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動單元的故障；三是進給運動不正常，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)常見的故障有以下幾種。有以下幾種。 下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修1 超程超程 當進給運動超過由軟件設定的軟限位或由限位開關決定當進給運動超過由軟件設定的軟限位或由限位開關決定的硬限位時，就會發(fā)生超程報警，一般會在的硬限位時，就會發(fā)生超程報警，一般會在CRT上顯示報警上顯示報警內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說明書，即可排除故障，解除報警。內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說明書，即可排除故障，解除報警。2 過載過載 當進給運動的負載

53、過大、頻繁正、反向運動以及進給傳當進給運動的負載過大、頻繁正、反向運動以及進給傳動鏈潤滑狀態(tài)不良時，均會引起過載報警。一般會在動鏈潤滑狀態(tài)不良時，均會引起過載報警。一般會在CRT上上顯示伺服電動機過載、過熱或過流等報警信息。同時，在強顯示伺服電動機過載、過熱或過流等報警信息。同時，在強電樞中的進給驅(qū)動單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動單元電樞中的進給驅(qū)動單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動單元過載、過電流等信息。過載、過電流等信息。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修3 竄動竄動 在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象的原因有：在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象的原因有：（1）測速信號不穩(wěn)定

54、，如測速裝置故障、測速反饋信號干）測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等；擾等；（2）速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾；）速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾；（3）接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當竄動發(fā)生在由）接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當竄動發(fā)生在由正向運動向反向運動的瞬間，一般是由于進給傳動鏈的反向正向運動向反向運動的瞬間，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修4 爬行爬行 發(fā)生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進給傳動發(fā)生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進

55、給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低及外加負載過大等因鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低及外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠連接用的素所致。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造聯(lián)軸器，由于連接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動和伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進給運成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動和伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修5 振動振動 分析機床振動周期是否與進給速度有關。

56、分析機床振動周期是否與進給速度有關。（1）如與進給速度有關，振動一般與該軸的速度環(huán)增益太）如與進給速度有關，振動一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關。高或速度反饋故障有關。（2）若與進給速度無關，振動一般與位置環(huán)增益太高或位）若與進給速度無關，振動一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關。置反饋故障有關。（3）如振動在加減速過程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時間）如振動在加減速過程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時間設定過小造成的。設定過小造成的。 下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修6 伺服電動機不轉(zhuǎn)伺服電動機不轉(zhuǎn) 數(shù)控系統(tǒng)至進給數(shù)控系統(tǒng)至進給 驅(qū)動單元除了速

57、度控制信號外，還有使能驅(qū)動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一般為控制信號，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。繼電器線圈電壓。（1）檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出。）檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出。（2）檢查使能信號是否接通。通過）檢查使能信號是否接通。通過CRT觀察觀察I/O狀態(tài)，分析狀態(tài)，分析機床機床PLC梯形圖（或流程圖），以確定進給軸的起動條件，梯形圖（或流程圖），以確定進給軸的起動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足。如潤滑、冷卻等是否滿足。（3）對帶電磁制動的伺服電動機，應檢查電磁制動是否釋放。）對帶電磁制動的伺服電動機，應檢查電磁制動是否釋放。（4）進給驅(qū)動單元故障。伺服

58、電動機故障。）進給驅(qū)動單元故障。伺服電動機故障。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修7 位置誤差位置誤差 當伺服軸運動超過位置允差范圍時，數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生當伺服軸運動超過位置允差范圍時，數(shù)控系統(tǒng)就會產(chǎn)生位置誤差過大的報警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差位置誤差過大的報警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有：等。主要原因有：（1）系統(tǒng)設定的允差范圍過小。）系統(tǒng)設定的允差范圍過小。（2）伺服系統(tǒng)增益設置不當。）伺服系統(tǒng)增益設置不當。（3）位置檢測裝置有污染。）位置檢測裝置有污染。（4）進給傳動鏈累積誤差過大。）進給傳動鏈累積誤差過大。（5）主軸

59、箱垂直運動時平衡裝置（如平衡油缸等）不穩(wěn)。）主軸箱垂直運動時平衡裝置（如平衡油缸等）不穩(wěn)。 下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8 漂移漂移 當指令值為零時坐標軸仍移動，從而造成位置誤差。通當指令值為零時坐標軸仍移動，從而造成位置誤差。通過漂移補償和驅(qū)動單元上的零速調(diào)整來消除。過漂移補償和驅(qū)動單元上的零速調(diào)整來消除。9 回參考點故障回參考點故障 機床不能回參考點或不準。機床不能回參考點或不準。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修8.3.4 直流伺服電動機與交流伺服電動直流伺服電動機與交流伺服電動機的維護機的維護1.

60、 直流伺服電動機的維護直流伺服電動機的維護1）直流伺服電動機的檢查）直流伺服電動機的檢查（1）在數(shù)控系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)且電動機已經(jīng)完全冷卻的情況下）在數(shù)控系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)且電動機已經(jīng)完全冷卻的情況下 進行檢查。進行檢查。（2）取下橡膠刷帽，用螺釘旋具擰下刷蓋取出電刷。）取下橡膠刷帽，用螺釘旋具擰下刷蓋取出電刷。圖圖8-1為為 直流伺服電動機電刷安裝部位示意圖。直流伺服電動機電刷安裝部位示意圖。下一頁上一頁返回8.3 進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修進給伺服系統(tǒng)故障診斷與維修（3）測量電刷長度，如）測量電刷長度，如FANUC直流伺服電動機的電刷由直流伺服電動機的電刷由 10mm磨損到小于磨損到小于5mm