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數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)相關(guān)故障診斷分析以及維修處理

發(fā)布者：宋麗影    來源：蘇州吉海機(jī)電設(shè)備有限公司     發(fā)布時(shí)間：2020-9-14

數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)故障診斷分析和維修處理：

數(shù)控機(jī)床是裝有程序控制系統(tǒng)的自動(dòng)化機(jī)床,作為裝備制造領(lǐng)域先進(jìn)技術(shù)的代表,被廣泛應(yīng)用于裝備制造行業(yè)。數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用，提升了裝備制造業(yè)的自動(dòng)化、信息化和現(xiàn)代化水平,為裝備制造行業(yè)帶來了廣闊的發(fā)展前景。數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)由于擔(dān)負(fù)著控制信息處理和控制機(jī)床執(zhí)行部件工作的重要系統(tǒng),其故障的診斷分析和維修處理技術(shù)也一直受到裝備制造行業(yè)的普遍重視。

1.數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)構(gòu)成

數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)由驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分構(gòu)成,數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給伺服控制和主軸伺服控制,通過數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)對(duì)數(shù)控裝置指令信息接收、放大、整形處理,能夠?qū)⒖刂破鞯拿�令轉(zhuǎn)換為機(jī)床執(zhí)行部件的位移運(yùn)動(dòng),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)零件的切削加工。數(shù)控機(jī)床的伺服驅(qū)動(dòng)裝置要求具有良好的快速反應(yīng)性能,準(zhǔn)確而靈敏地跟蹤數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字指令信號(hào),執(zhí)行來自數(shù)控裝置的指令 ,提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)跟隨特性和靜態(tài)跟蹤精度。伺服系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置和執(zhí)行機(jī)構(gòu)兩部分,由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元和主軸伺服電動(dòng)機(jī)、進(jìn)給伺服電動(dòng)機(jī)組成。數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中伺服系統(tǒng)是將控制器的數(shù)字命令轉(zhuǎn)換為具體加工的重要環(huán)節(jié),因此伺服系統(tǒng)不僅結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜,對(duì)工件的加工和處理更有重要作用。伺服系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性直接影響機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)、工件的加工質(zhì)量,為了在保證數(shù)控機(jī)床機(jī)械加工精度、準(zhǔn)確度的前提下提升數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率,對(duì)伺服系統(tǒng)的故障預(yù)防、診斷和分析一直是數(shù)控機(jī)床應(yīng)用中的重點(diǎn)問題。

2、進(jìn)給數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的常見故障診斷與維修處理

2.1進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障類型

進(jìn)給伺服系統(tǒng)由于其涉及的元件較多且功能復(fù)雜,因而進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障類型也較為多樣。筆者通過對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障的總結(jié)和分析,其故障主要有以下幾種類型。報(bào)警:報(bào)警主要是由于進(jìn)給運(yùn)動(dòng)量超過軟件設(shè)定的限位或限位開關(guān)決定的硬限位時(shí)發(fā)生的超程報(bào)警。另外,當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大時(shí),由于正反運(yùn)動(dòng)的過于頻繁和進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良也會(huì)發(fā)生報(bào)警。當(dāng)伺服系統(tǒng)發(fā)生報(bào)警時(shí),預(yù)示著伺服系統(tǒng)的工作出現(xiàn)問題,工作人員需要及時(shí)進(jìn)行停機(jī)檢查,避免數(shù)控機(jī)床故障處理不及時(shí)造成零件質(zhì)量問題并對(duì)數(shù)控機(jī)床芾來物理性損壞。竄動(dòng)、爬行和振動(dòng):竄動(dòng)、爬行和振動(dòng)是數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)常見的故障，一旦竄動(dòng)、爬行和振動(dòng)現(xiàn)象發(fā)生，會(huì)直接導(dǎo)致機(jī)械加工精度和準(zhǔn)確度的下降,給零件質(zhì)量帶來影響。竄動(dòng)大多是由于測(cè)速裝置故障導(dǎo)致的測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定或者速度控制信號(hào)不穩(wěn)定導(dǎo)致的,除此之外接線端子的接觸不良也會(huì)導(dǎo)致竄動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生。爬行發(fā)生的主要原因是傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良,伺服增益過低和外加負(fù)載過大等導(dǎo)致。振動(dòng)現(xiàn)象的發(fā)生大多是由于進(jìn)給速度太快或進(jìn)給加速度過大導(dǎo)致的。位置誤差和漂移:位置誤差是由于伺服軸運(yùn)動(dòng)超過位置允許誤差范圍時(shí)導(dǎo)致,位置誤差包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。 漂移是指數(shù)控機(jī)床的指令值為零時(shí),坐標(biāo)軸仍然繼續(xù)移動(dòng)的現(xiàn)象，位置誤差和漂移不僅會(huì)影響工件的加工質(zhì)量, 嚴(yán)重時(shí)還會(huì)發(fā)生撞車事故,給數(shù)控機(jī)床帶來物理損傷。回參考點(diǎn)故障:機(jī)床回參考點(diǎn)故障一般表現(xiàn)為找不到參考 點(diǎn)或者找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩類,回參考點(diǎn)故障大多是由于參考點(diǎn)減速開關(guān)接收信息故障或信號(hào)失效導(dǎo)致的。

2.2進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見故障的維修處理

進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障，一般可通過參考操作說明排除,如果遇到參考操作說明無法排除的故障則需要具體問題具體分析解決。當(dāng)振動(dòng)故障發(fā)生時(shí)可以對(duì)機(jī)械安裝進(jìn)行檢查和調(diào)整,并保證伺服電機(jī)速度和位置檢測(cè)的準(zhǔn)確性,由于數(shù)控伺服系統(tǒng)中電子元件較多，因此還需要檢查有無外部干擾影響,并且對(duì)驅(qū)動(dòng)單元的參數(shù)進(jìn)行排查,通過檢查確定故障類型,如果是機(jī)械故障則對(duì)機(jī)械故障予以及時(shí)解決,如果是電故障則需要具體確認(rèn)發(fā)生問題的位置,通過維修或者元器件更換等手段對(duì)伺服系統(tǒng)故障進(jìn)行維修處理。如果發(fā)生無法回參考點(diǎn)的現(xiàn)象,首先可以檢查回參考點(diǎn)減速開關(guān)信號(hào)是否準(zhǔn)確有效,并根據(jù)回參考點(diǎn)減速開關(guān)信號(hào)的問題采用原理分析法或追蹤法分析等方法判斷位置并及時(shí)的維修和處理。

3.主軸伺服系統(tǒng)故障分析及處理

3.1主軸伺服系統(tǒng)的故障類型

直流主軸伺服系統(tǒng)的故障主要表現(xiàn)為停轉(zhuǎn)、速度異常、電機(jī)振動(dòng)和主電路過電流報(bào)警等。交流主軸伺服系統(tǒng)容易發(fā)生的故障主要表現(xiàn)為電機(jī)過勢(shì)、熔絲熔斷等,引發(fā)該類故障的主要原因時(shí)由于電機(jī)超載、接觸不良或者冷卻裝置損壞導(dǎo)致的部分元件阻抗過高或者數(shù)控機(jī)床的浪涌吸收器發(fā)生故障。

3.2主軸伺服系統(tǒng)常見故障的維修處理

主軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)首先要確定主軸系統(tǒng)出現(xiàn)故障的類型及位置。當(dāng)主軸電機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)首先需要確定數(shù)控系統(tǒng)是否有信號(hào)輸出,再對(duì)I/O狀態(tài)進(jìn)行觀察,并確定是否滿足主軸的啟動(dòng)條件。如果伺服電機(jī)帶有電磁制動(dòng),還需要確定是否釋放了電磁制動(dòng)。如果主軸出現(xiàn)轉(zhuǎn)速異常,首先要對(duì)機(jī)械傳 動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行檢查,確保機(jī)床的動(dòng)作無異常。如果機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)無異常則需要對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)器的電纜連接、主軸驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)指示燈等進(jìn)行檢查,并分析是否主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)問題。如果以上原因均被排除,則很有可能是控制板出現(xiàn)故障。當(dāng)主軸高速轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)過大時(shí),多數(shù)是由于主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣部分故障導(dǎo)致,針對(duì)這種問題我們要根據(jù)電氣原理圖對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)與各處電氣連接進(jìn)行全面檢查,確定故障部位并予以維修和處理。

綜上所述,數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)作為數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)中最為復(fù)雜的系統(tǒng),對(duì)數(shù)控機(jī)床的平穩(wěn)運(yùn)行和機(jī)械零件加工精度具有重要影響。當(dāng)數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)出現(xiàn)問題時(shí),首先要根據(jù)故障現(xiàn)象判斷故障類型,再通過一 定的技術(shù)手段對(duì)故障位置進(jìn)行排查,當(dāng)確定故障原因和位置后,針對(duì)故障的類型進(jìn)行合理的維修處理,提升數(shù)控機(jī)床運(yùn)行的穩(wěn)定性,保證數(shù)控機(jī)床所生產(chǎn)的工件質(zhì)量,并提高數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)效率。

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