數控機床伺服系統的故障診斷

數控機床伺服系統的故障診斷

　　數控機床伺服系統故障占機床總故障的比率較高。由于伺服系統涉及的環節較多，加之種類繁多、技術原理各具特色，給維修診斷帶來困難，因此歸納一些故障診斷方法很有必要。

　　數控機床坐標軸的移動定位是由位置伺服系統來完成的。位置伺服系統一般采用閉環或半閉環控制。(半)閉環控制的特點就是任一環節發生故障都可能導致系統定位不準確、不穩定或失效。診斷定位故障環節就成為維修的關鍵。根據伺服系統的控制原理和系統接口的特性，對系統進行分解判斷，已成為行之有效的方法。

　　主軸伺服系統的故障及診斷方法

　　當主軸伺服系統發生故障時，通常有三種表現形式：一是在CRT或操作面板上顯示報警信息或報警內容;二是在主軸驅動裝置上用警報燈數碼管顯示主軸驅動裝置的故障;三是主軸工作不正常，但無任何報警信息，主軸伺服系統常見的故障有：

　　(1)外界干擾

　　由于受電磁干擾，屏蔽和接地措施不良，主軸轉速指令信號或反饋信號受到干擾，使主軸驅動出現隨機和無規律性的波動。判別有無干擾的方法是：當主軸轉速指令為零時，主軸仍往復轉動，調整零速平衡和漂移補償也不能消除故障。

　　(2)過載

　　切削用量過大，頻繁正、反轉等均可引起過載報警。具體表現為主軸電動機過熱、主軸驅動張制顯示過電流報警等。

　　(3)主軸定位抖動

　　主軸準停用于刀具交換，精鏜退刀以及齒輪換檔等場合，有三種實現方式：

　　1)機械準停控制

　　2)磁性傳感器的電氣準停控制

　　3)編碼器型的準停控制

　　(4)主軸轉速與進給不匹配

　　當進行螺紋切削或用每轉進給指令切削時，會出現停止進給，主軸仍繼續運轉的故障。要執行每轉進給的指令，主軸必須有每轉一個脈沖的反饋信號，一般情況下為主軸編碼器有問題。可以用下列方法來確定：

　　1)CRT畫面有報警顯示;

　　2)通過CRT調用機床數據或I/O狀態，觀察編碼器的信號狀態;

　　3)用每分鐘進給指令代替每轉進給來執行程序，觀察故障是否消失。

　　(5)轉速偏離指令值

　　當主軸轉速超過技術要求所規定的范圍時，要考慮：

　　1)電動機過載。

　　2)CNC系統輸出的主軸轉速模擬量(通常為0—+-10V)沒有達到與轉速指令對應的值。

　　3)測速裝置有故障或速度反饋信號斷線。

　　4)主軸驅動裝置故障。

　　(6)主軸異常噪聲及振動

　　首先要區別異常噪聲及振動發生在主軸機械部分還是在電氣驅動部分。

　　1)在減速過程中發生一般是又驅動裝置造成的，如交流驅動中的再生回路故障。

　　2)在恒轉速時產生，可通過觀察主軸電動機自由停車過程中是否有噪音和振動的來區別，如存在，則主軸機械部分有問題;

　　3)檢查振動周期是否與轉速有關。如無關，一般是主軸驅動裝置未調整好;如有關，應檢查主軸機械部分是否良好，測速裝置是否不良。

　　(7)主軸電動機不轉

　　CNC系統至主軸驅動裝置除了轉速模擬量控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。

　　1)檢查CNC系統是否有速度控制信號輸出。

　　2)檢查能使信號是否接通。通過CRT觀察I/O狀態，分析機床PLC圖形(或流程圖)，以確定主軸的啟動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足。

　　3)主軸驅動裝置故障。

　　4)主軸電動機故障。