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進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障

  在多年的維修工作中,處理過(guò)許多有關(guān)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障,針對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障做了歸納總結(jié)。常見(jiàn)的進(jìn)給伺服故障有以下幾種:
  1、超程當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或者硬限位開(kāi)關(guān)位置時(shí),就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警,一般會(huì)在數(shù)控系統(tǒng)的顯示器上顯示報(bào)警內(nèi)容,根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的說(shuō)明書(shū)及電氣原理圖,即可排除,解除報(bào)警。注意:如果機(jī)床的某個(gè)軸未行使至終端位置而發(fā)生超程報(bào)警,通常是由于機(jī)床在行駛過(guò)程中限位開(kāi)關(guān)線斷或限位開(kāi)關(guān)被東西卡住。
  2、過(guò)載通常當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大,頻繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑不良或斜鐵有研傷,電機(jī)動(dòng)力線接地等原因時(shí),均會(huì)引起伺服電機(jī)電流大,電機(jī)溫度過(guò)高或電機(jī)過(guò)載報(bào)警。有時(shí)機(jī)床運(yùn)行的過(guò)程中驅(qū)動(dòng)控制單元、驅(qū)動(dòng)元件、電機(jī)本身故障也會(huì)引起過(guò)載報(bào)警。一般會(huì)在數(shù)控系統(tǒng)的顯示器上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)流等報(bào)警信息。同時(shí),在強(qiáng)電柜中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上、指示燈或數(shù)碼管會(huì)提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)載、過(guò)電流等信息。
  大型裝備制造分廠的型號(hào)為T(mén)K42160C數(shù)控鏜床,采用的SIEMENS840D的數(shù)控系統(tǒng),X軸就曾因?yàn)橥湘溨械乃欧姍C(jī)動(dòng)力線接地而引起過(guò)載報(bào)警,更換新的電機(jī)動(dòng)力電纜后機(jī)床正常。
  3、爬行發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí),一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過(guò)大等因素所致。尤其要注意的是:伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器,由于聯(lián)接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷,如裂紋等,造成滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步,從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢,產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。

  大型裝備制造分廠的型號(hào)為2A637гФ1數(shù)控鏜床,X軸曾出現(xiàn)低速進(jìn)給不穩(wěn)的現(xiàn)象(即爬行現(xiàn)象),經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)X軸斜鐵因滑潤(rùn)油臟而有輕微的研傷,處理后,X軸低速進(jìn)給正常。
  4、振動(dòng)在進(jìn)給(尤其是低速)時(shí),機(jī)床某軸出現(xiàn)振動(dòng)現(xiàn)象通常是由于測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定,如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等;速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾;接線端子接觸不良,如螺釘松動(dòng)等。當(dāng)振動(dòng)發(fā)生在由正方向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí),一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過(guò)大所致。機(jī)床以高速運(yùn)行時(shí),可能產(chǎn)生振動(dòng),這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題一般屬于速度問(wèn)題,所以就應(yīng)去查找速度環(huán);而機(jī)床速度的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程是由速度調(diào)節(jié)器來(lái)完成的,即凡是與速度有關(guān)的問(wèn)題,應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器,因此振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。主要從給定信號(hào)、反饋信號(hào)及速度調(diào)節(jié)器本身這三方面去查找故障。
  5、伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外,還有使能控制信號(hào),一般為DC+24V直流電壓。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn),常用的診斷方法有:檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出;檢查使能信號(hào)是否接通。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的顯示器觀察I/O狀態(tài),分析機(jī)床的plc梯形圖(或流程圖)以確定進(jìn)給軸的起動(dòng)條件,如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足;對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī),應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放;檢查進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障,伺服電動(dòng)機(jī)是否故障。
  大型裝備制造分廠采用SIEMENS840D數(shù)控系統(tǒng)的型號(hào)為XK2425/2的武漢數(shù)控龍門(mén)銑床曾出現(xiàn)Z軸伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)的故障。故障現(xiàn)象是無(wú)論正、反向開(kāi)Z軸,Z軸均無(wú)動(dòng)作(Z軸電機(jī)不轉(zhuǎn)),但無(wú)任何報(bào)警。通過(guò)觀察數(shù)控系統(tǒng)顯示器顯示的“診斷”—“服務(wù)顯示”—“驅(qū)動(dòng)調(diào)整”菜單發(fā)現(xiàn)軸的脈沖使能信號(hào)無(wú)。而軸的使能信號(hào)由軸的驅(qū)動(dòng)單元的控制板給出,故初步判定軸的控制板故障或控制板到數(shù)控單元使能信號(hào)線斷。首先將Z軸驅(qū)動(dòng)控制板與Y軸的驅(qū)動(dòng)控制板更換,發(fā)現(xiàn)此時(shí)開(kāi)Z軸正常,而開(kāi)Y軸時(shí)出現(xiàn)了與Z軸最初相同的故障現(xiàn)象。故障可以確定Z軸的驅(qū)動(dòng)控制板故障,Z軸更換新的驅(qū)動(dòng)控制板后正常。
  6、位置誤差當(dāng)伺服軸動(dòng)動(dòng)超過(guò)位置允差范圍時(shí),數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過(guò)大的報(bào)警,包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有:系統(tǒng)設(shè)定的允許范圍?。凰欧到y(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng);位置檢測(cè)裝置有污染或調(diào)整不當(dāng);進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過(guò)大:主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置(如平衡液壓缸等)不穩(wěn)。
  7、漂移漂移是指當(dāng)給定指令值為零時(shí),坐標(biāo)軸仍移動(dòng)。通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)誤差補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元的零速調(diào)整來(lái)消。
  8、機(jī)械傳動(dòng)部件的間隙與松動(dòng)在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈中,常常由于傳動(dòng)元件的鍵槽與鍵之間的間隙使傳動(dòng)受到破壞,因此,除了在設(shè)計(jì)時(shí)慎重選擇鍵聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)外,對(duì)加工和裝配必須進(jìn)行嚴(yán)查。在裝配滾珠絲杠時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查軸承的預(yù)緊情況,以防止?jié)L珠絲杠的軸向竄動(dòng),因?yàn)橛蜗兑彩钱a(chǎn)生明顯傳動(dòng)間隙的另一個(gè)原因。

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