伺服系統(tǒng)的故障特點(diǎn)

伺服系統(tǒng)的故障特點(diǎn)第1頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.1概述數(shù)控機(jī)床中的伺服系統(tǒng)代替了傳統(tǒng)機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)。伺服系統(tǒng)的高性能和高可靠性決定的整臺(tái)機(jī)床的性能和可靠性。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和CNC系統(tǒng)位置控制裝置構(gòu)成了位置伺服系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要有兩種：進(jìn)給伺服和主軸伺服系統(tǒng)。伺服系統(tǒng)從組成關(guān)系上看有：開環(huán)，閉環(huán)和半閉環(huán)系統(tǒng)三種。從電氣控制原理來(lái)分：直流和交流伺服系統(tǒng)。第2頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理一、伺服系統(tǒng)的概念和作用伺服：原理，過(guò)程位置環(huán)，速度環(huán)，電流環(huán)三環(huán)調(diào)節(jié)器的兩個(gè)問(wèn)題：輸入輸出，負(fù)反饋位置檢測(cè)與反饋速度檢測(cè)與反饋電流檢測(cè)與反饋PID調(diào)節(jié)器第3頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.2伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理二、伺服系統(tǒng)的組成及工作原理1、概念、位置和作用2、組成：驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)元件，機(jī)械傳動(dòng)部件，執(zhí)行部件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)。工作原理：第4頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷數(shù)控機(jī)床對(duì)數(shù)控主軸的要求：調(diào)速范圍寬，轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，恒功率范圍寬。兩種驅(qū)動(dòng)方式：加變速箱，通過(guò)同步齒形帶或皮帶直接驅(qū)動(dòng)。一、常用主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹1、FANUC公司主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2、SIEMENS公司主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主軸伺服系統(tǒng)的故障的表現(xiàn)形式：1、在CRT上或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或信息2、主軸控制器上有相應(yīng)報(bào)警指示；3、無(wú)任何報(bào)警信息。第5頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷二、主軸伺服系統(tǒng)的故障形式和診斷方法主軸伺服系統(tǒng)的常見故障及相應(yīng)診斷方法有：外界干擾：調(diào)整干擾造成的漂移；過(guò)載：調(diào)整切削量和加工方式；主軸定位抖動(dòng)：主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配轉(zhuǎn)速偏離指令值主軸異常噪聲及振動(dòng)主軸電機(jī)不轉(zhuǎn)第6頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷三、直流主軸驅(qū)動(dòng)的故障診斷1、控制回路2、主回路第7頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.3主軸伺服系統(tǒng)故障及診斷交流主軸驅(qū)動(dòng)的故障診斷1、6SC650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)裝置組成故障診斷2、主軸通用變頻器電源顯示：故障顯示：指示燈，數(shù)碼管，字符預(yù)置設(shè)定故障診斷：過(guò)電壓，欠電壓，過(guò)電流測(cè)量：絕緣，電流，電壓，波形，整流器和逆變器的故障判斷。第8頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷組成：各坐標(biāo)軸的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)裝置，位置檢測(cè)裝置及機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈。作用：完成各坐標(biāo)軸的位置控制。原理或過(guò)程：一、常見進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹1、直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)FANUC公司直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)SIEMENS公司直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)MITSUBISHI公司直流進(jìn)給伺服系統(tǒng)第9頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷2、交流進(jìn)給伺服系統(tǒng)FANUC公司系統(tǒng)SIEMENS公司系統(tǒng)MITSUBISHI公司系統(tǒng)AB公司系統(tǒng)3、步進(jìn)伺服系統(tǒng)KT400數(shù)控系統(tǒng)及KT300步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置SINUMERIK802S數(shù)控系統(tǒng)配STEPDRIVER步進(jìn)裝置及IMP5五相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。第10頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷二、伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式主要體現(xiàn)在檢測(cè)信號(hào)的反饋形式上：1、方式一：速度反饋與位置反饋信號(hào)處理分離，驅(qū)動(dòng)裝置與數(shù)控系統(tǒng)配接有通用性。2、方式二：共用一個(gè)電機(jī)編碼器，NC內(nèi)統(tǒng)一處理兩種反饋；3、方式三：共用一個(gè)編碼器，信號(hào)分開處理。4、方式四：數(shù)字式伺服系統(tǒng)。第11頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷三、進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法1、故障形式：超程過(guò)載竄動(dòng)爬行振動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)位置誤差漂移回參考點(diǎn)故障第12頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷2、故障定位模塊交換法外接參考電壓法：注意三個(gè)使能信號(hào)。四、伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù)1、直流伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù)電刷維護(hù)，定期檢查2、交流伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù)不用維護(hù)電刷，按故障維護(hù)相應(yīng)部位常見故障：接線故障，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置故障，電磁制動(dòng)故障；故障判斷方法：電機(jī)繞組絕緣檢查，手工檢查第13頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.4進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障及診斷五、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的故障診斷任務(wù)：接受NC裝置的速度控制信號(hào)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)絲杠實(shí)現(xiàn)工作臺(tái)，刀臺(tái)的直線位移。從結(jié)構(gòu)上分類：模塊式，單元式。從驅(qū)動(dòng)方式上分：直流PWM晶閘管式，交流同步電動(dòng)機(jī)變頻控制方式，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式。1、直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)：FANUC公司產(chǎn)品為例2、交流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)：3、步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)：維修實(shí)例：第14頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.5位置檢測(cè)裝置故障及診斷數(shù)控機(jī)床最終以位置控制為目的。一、故障形式一般在CRT上有指示及報(bào)警信息二、位置檢測(cè)元件的維護(hù)1、光柵：透射式，反射式防污：防振：2、光電脈沖編碼器防振和防污聯(lián)接松動(dòng)第15頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月4.5位置檢測(cè)裝置故障及診斷3、感應(yīng)同步器4、旋轉(zhuǎn)變壓器5、磁柵尺三、位置檢測(cè)裝置的故障診斷1、輸出信號(hào)：2、EXE信號(hào)處理：3、故障診斷維修實(shí)例第16頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月伺服系統(tǒng)補(bǔ)充知識(shí)參考《數(shù)控機(jī)床故障診斷及維護(hù)》p85西門子6SC650交流主軸驅(qū)動(dòng)裝置示例。變頻器的電源連接：p88P114：EXE信號(hào)處理，故障診斷第17頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月伺服系統(tǒng)總結(jié)數(shù)控機(jī)床中的伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)控制機(jī)床的直接執(zhí)行部件。它是否穩(wěn)定運(yùn)行直接影響到機(jī)床的穩(wěn)定性。伺服系統(tǒng)故障也是數(shù)控系統(tǒng)中故障多發(fā)的方面。主要是因?yàn)檫@一部分是和機(jī)床相連的，它的運(yùn)行容易受到機(jī)床及外界因素的干擾，從而發(fā)生故障。檢測(cè)元件的故障也是不可忽視的，主要表現(xiàn)在反饋信號(hào)的錯(cuò)誤形式上。第18頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月第五章PLC模塊故障及診斷方法PLC：LOGICALPMC：MACHINEPC：PROGRAMMABLECONTROLLER第19頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.1概述PLC是數(shù)控系統(tǒng)與機(jī)床很多信號(hào)聯(lián)系的通道，主要對(duì)如主軸正反轉(zhuǎn)、啟動(dòng)停止、刀庫(kù)及換刀機(jī)械手控制、工件夾緊松開、工作臺(tái)交換、氣液壓、冷卻和潤(rùn)滑等輔助動(dòng)作進(jìn)行順序控制。順序控制的信息主要是：I/O控制，伺服驅(qū)動(dòng)裝置的使能和報(bào)警處理等。PLC的形式有兩種：外裝式：?jiǎn)为?dú)cpu內(nèi)裝型：共用cpu第20頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.1概述一、PLC與外部信息的交換1、機(jī)床到PLC：2、PLC到機(jī)床：3、CNC到PLC：4、PLC到CNC：示意圖：CNCPLCI/OO.P.電柜MTSERVO第21頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.1概述二、數(shù)控機(jī)床PLC的功能機(jī)床操作面板控制機(jī)床外部開關(guān)輸入信號(hào)控制輸出信號(hào)控制伺服控制報(bào)警處理控制磁盤驅(qū)動(dòng)器控制轉(zhuǎn)換控制主軸控制接觸器在線自動(dòng)修改有關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)位切換伺服系統(tǒng)進(jìn)給模塊及用于坐標(biāo)軸的各開關(guān)，按鍵等。第22頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2PLC的工作原理及特點(diǎn)一、PC的基本結(jié)構(gòu)二、PC的工作過(guò)程掃描工作過(guò)程：自診斷，與外設(shè)通訊，輸入現(xiàn)場(chǎng)狀態(tài)，解算用戶邏輯，輸出結(jié)果。三、PC的主要功能基本邏輯控制計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)控制步進(jìn)控制A/D,D/A轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)處理工業(yè)通訊網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控各種智能I/O模塊相繼開發(fā)。第23頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2PLC的工作原理及特點(diǎn)四、PC的主要特點(diǎn)通用性好可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)接線簡(jiǎn)單編程簡(jiǎn)單，使用方便體積小，功耗小，性價(jià)比高五、PC的應(yīng)用領(lǐng)域邏輯控制模擬量控制數(shù)字控制機(jī)器人控制多級(jí)控制系統(tǒng)第24頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.2PLC的工作原理及特點(diǎn)六、PC的技術(shù)發(fā)展動(dòng)向高運(yùn)算速度強(qiáng)大的功能高可靠性網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)的發(fā)展開發(fā)編程語(yǔ)言第25頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.3PLC的用戶程序一、梯形圖二、語(yǔ)句表實(shí)例：第26頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月5.4PLC故障診斷一、PLC故障的表現(xiàn)形式1、可通過(guò)CNC報(bào)警直接找到故障原因；2、有CNC故障顯示，但不能反映真正原因；3、故障無(wú)任何提示。二、數(shù)控機(jī)床PLC故障診斷方法1、根據(jù)報(bào)警號(hào)診斷故障：例2、根據(jù)動(dòng)作順序診斷故障：例3、根據(jù)控制對(duì)象的工作原理診斷：例4、根據(jù)PLC的I/O狀態(tài)診斷故障：例5、根據(jù)PLC梯形圖診斷故障：例第27頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PLC補(bǔ)充知識(shí)PLC的I/O接口的故障是數(shù)控機(jī)床運(yùn)行過(guò)程中最常見的故障，這是因?yàn)榻M成I/O的各類開關(guān)元件長(zhǎng)期暴露在外，受到機(jī)械磨損、油氣侵蝕等因素的影響，造成開關(guān)的可靠性下降以至失靈，從而引起機(jī)床動(dòng)作故障。PLC的控制方式主要是：順序控制。順序控制的信息主要是I/O控制，如控制開關(guān)、行程開關(guān)、壓力開關(guān)和溫度開關(guān)等輸入元件，繼電器、接觸器和電磁閥等輸出元件；同時(shí)還包括主軸驅(qū)動(dòng)和進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)的使能控制和機(jī)床故障報(bào)警處理等。第28頁(yè)，課件共30頁(yè)，創(chuàng)作于2023年2月PLC補(bǔ)充知識(shí)PLC的各類輸入元件控制開關(guān)：按鈕，旋鈕或可鎖開關(guān)，緊停開關(guān)，轉(zhuǎn)換開關(guān)，腳踏開關(guān)等。行