維修電工技師論文

1、廣東省技師（高級技師）職務(wù)申請評 審 論 文論文題目：數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的故障分析及處理姓名：單位：原技術(shù)工種名稱： 維修電工 擬申報級別： 二 級 申報時間：2016年 3 月 20 日廣東省人力資源和社會保障廳制數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的故障分析及處理 【摘要】隨著加工制造的行業(yè)越來越廣泛應(yīng)用，意味著數(shù)控機床的應(yīng)用就會越來越多，以前是采用模具來成形，但現(xiàn)在慢慢開始轉(zhuǎn)變采用直接加工成裝配品。伺服系統(tǒng)是聯(lián)系數(shù)控系統(tǒng)和機床的中間環(huán)節(jié)，伺服系統(tǒng)的故障是數(shù)控機床中較為重要的故障。結(jié)合實際工作中數(shù)控機床的故障現(xiàn)象，介紹伺服系統(tǒng)最常見的故障類型; 根據(jù)故障定位方法判斷故障發(fā)生部位; 通過伺服系統(tǒng)故障診斷實例進行說

2、明并提出處理辦法。關(guān)鍵詞: 數(shù)控機床; 伺服系統(tǒng); 故障分析1 前 言 進給伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床的重要組成部分。它的作用是: 接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進給位移和速度指令信號，由伺服驅(qū)動電路作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動裝置和機械傳動機構(gòu)，驅(qū)動機床的工作臺、主軸頭架等執(zhí)行部件1進行工作進給或快速進給。進給伺服系統(tǒng)的性能直接決定了機床的加工精度、定位精度、運動速度等重要指標(biāo)。因此，進給伺服系統(tǒng)故障是數(shù)控機床非常常見的故障之一。當(dāng)數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常有三種表現(xiàn)方式: 在 CRT 或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息;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2的故障; 進給運動不正常，

3、但無任何報警信息。1目 錄【摘要】···············································&

4、#183;···1【前言】·············································&#

5、183;·····2【正文】···········································

6、83;·······4一、 常見故障及原因分析··································41 超程·····

7、83;··········································42 過載······

8、3;·········································43 竄動········

9、;········································44 爬行·········

10、·······································55 振動··········&

11、#183;·····································56 伺服電機不轉(zhuǎn)··········

12、3;·····························57 位置誤差···················

13、83;························68 漂移························

14、3;·······················7二、 故障分析·························&#

15、183;·················73、 故障診斷綜合實例······························&#

16、183;····9四、 結(jié)論············································&#

17、183;··10【參考文獻】··············································

18、11【正文】1、 常見故障及原因分析數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的常見故障有 8 種，如下所述:1超程超程一般分為硬超程與軟超程。超程報警后，擋塊撞擊行程開關(guān)的是硬超程; 未撞擊，為軟超程。超程報警機理: 軟限位( 軟超程) : 實際坐標(biāo)大于軟限位參數(shù)，發(fā)生軟件報警。硬限位( 硬超程) : 實際坐標(biāo)大于硬限位行程，發(fā)生硬件報警。超程解除一般做法是，手動將機床沿超程的反方向退回，檢查確定無危險時，按復(fù)位鍵重新啟動，若警報依舊，則為軟超程。2過載當(dāng)進給運動的負(fù)載過大、頻繁正反向運動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 CRT上顯示伺服電動機過載、過熱或過流等報警信息。同時，在強電柜中的進

19、給驅(qū)動單元上，用指示燈提示驅(qū)動單元過載、過電流等信息。3竄動在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象的原因:1) 測速信號不穩(wěn)定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等;2) 速度控制信號不穩(wěn)定或受到干擾;3) 接線端子接觸不良;4) 進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。 4 爬行發(fā)生在啟動加速段或低速進給時，一般是由于進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(fù)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，從而使進給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。5 振動機床振動周期是否與進給速度有關(guān):1） 如與

20、進給速度有關(guān)，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(guān);2) 若與進給速度無關(guān)，振動一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān);3) 如振動在加減速過程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時間設(shè)定過小造成的3。 6伺服電動機不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進給驅(qū)動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一般為 DC ± 24 V 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; 2) 檢查使能信號是否接通。通過 CRT 觀察 I /O 狀態(tài)，分析機床 PLC 梯形圖( 或流程圖) ，以確定進給軸的啟動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足;3) 對帶電磁制動的伺服電動機，應(yīng)檢查電磁制動是否釋放;4) 進給驅(qū)

21、動單元故障；5) 伺服電動機故障4；7位置誤差 當(dāng)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等。主要原因如下:1) 系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍過小;2) 伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng);3) 位置檢測裝置有污染;4) 進給傳動鏈累積誤差過大;5) 主軸箱垂直運動時平衡裝置 ( 如平衡油缸等)不穩(wěn)5。8漂移 當(dāng)指令值為零時，坐標(biāo)軸仍移動，從而造成位置誤差。零點漂移會使機床絕對坐標(biāo)與實際位置之間產(chǎn)生誤差，輕則導(dǎo)致所加工的工件報廢，重則導(dǎo)致刀具和機床床身的損壞6。通過漂移補償和驅(qū)動單元上的零速調(diào)整來消除。2、 故障分析 當(dāng)進給伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，數(shù)控系統(tǒng)顯示報警

22、信號，伺服放大器報警燈會亮。根據(jù)報警信息綜合分析報警現(xiàn)象，查找報警原因，排除非報警因素，找到故障所在之處。由于伺服系統(tǒng)是由位置環(huán)和速度環(huán)組成的，當(dāng)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，為了快速定位故障部位，可以采用如下兩種方法: a) 模塊交換法 數(shù)控機床有些進給軸的驅(qū)動單元具有相同的當(dāng)量，如立式加工中心 x 軸和 y 軸的驅(qū)動單元往往是一致的，當(dāng)其中的某一軸發(fā)生故障時，可以用另一軸來替代，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，快速確定故障的部位。圖 1 和圖 2 為采用模塊交換法故障診斷的方法。 其中，X 和 Y 針型插座為 CNC 系統(tǒng)位置控制模塊至 x 軸和 y 軸驅(qū)動模塊的控制信號，包括速度控制信號和伺服使能信號等; X

23、M 和 YM 為伺服電動機接線端子; XF 和 YF為伺服電動機檢測裝置的反饋信號。 b) 外接參考電壓法 當(dāng)某軸進給發(fā)生故障時，為了確定是否為驅(qū)動單元和伺服電動機故障，可以脫開位置環(huán)，檢查速度環(huán)。3、 故障診斷綜合實例 a) 故障現(xiàn)象某采用 FANUC OT 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機時全部動作正常，伺服進給系統(tǒng)高速運動平穩(wěn)、低速無爬行，加工的零件精度全部達到要求。當(dāng)機床正常工作 5 7 h 后，z軸出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC 報警，機床無法正常工作。這時，即使關(guān)機再啟動，只要手動或自動移動 z 軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈振蕩。但是，如果關(guān)機時間足夠長 ( 如第二天開機) ，機床又可以正常工作 5 7 h，并再次出現(xiàn)以上故障，如此周期性重復(fù)。 b) 分析故障產(chǎn)生的原因根據(jù)以上故障現(xiàn)象，首先從大的方面考慮，分析可能的原因不外乎機械、電氣兩個方面。在機械方面，可能是由于貼塑導(dǎo)軌的熱變形、脫膠，或者滾珠絲杠、絲杠軸承的局部損壞或調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛞鸬姆蔷鶆蛐载?fù)載變化，導(dǎo)致進給系統(tǒng)的不穩(wěn)定。在電氣方面，可能是由于某個元器件的參