数控机床伺服系统中检测器件的罕见弊病与维修.doc

数控机床伺服系统中检测器件的常见故障与维修 在数控机床设备的日常故障中，其伺服单元的检测器件是故障易发点。本文结合维修实践指出了检测器件的常见故障与维修方法及日常维护注意事项。 　　对于数控系统来说，伺服单元是最易出故障的地方。由于各轴的运动是靠伺服单元控制伺服电机带动滚珠丝杠来实现的。检测器件是数控机床伺服系统的重要组成部分，它起着检测各控制轴的位移和速度的作用，它把检测到的信号反馈回去，构成闭环系统。正常测量方式可分为间接测量和直接测量。间接测量就是对机床的直线位移采用回转型检测器件测量，间接测量常用的检测器件一般包括：脉冲编码器、旋转变压器、圆感应同步器、圆光栅和圆磁栅。直接测量就是对机床的直线位移采用直线型检测器件测量，其常用的检测器件一般包括：直线感应同步器、磁尺激光干涉仪、计量光栅。在实际使用中由于磨损、污染经常出现检测元件故障，造成伺服系统无法驱动机床正常运行。 　　1 检测器件的常见故障及维修 　　当机床出现如下故障现象时，首先要考虑到是否是由检测器件的故障引起的，并正确分析查找故障部位。 　　1.1 机械振荡(加/减速时) 　　引发此类故障的常见原因有： 　　(1)脉冲编码器出现故障，此时应重点检查速度检测单元上的反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器。 　　(2)脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节。 　　(3)测速发电机出现故障，修复，更换测速机。维修实践中，测速机电刷磨损、卡阻故障较多。应拆开测速机，小心将电刷拆下，在细砂纸上打磨几下，同时清扫换向器的污垢，再重新装好。 　　1.2 机械运动异常快速(飞车) 　　检修此类故障，应在检查位置控制单元和速度控制单元工作情况的同时，还应重点检查： 　　(1)脉冲编码器接线是否错误，检查编码器接线是否为正反馈，A相和B相是否接反。 　　(2)脉冲编码器联轴节是否损坏，如损坏更换联轴节。 　　(3)检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。 　　1.3 主轴不能定向移动或定向移动不到位 　　检修此类故障，应在检查定向控制电路的设置调整，检查定向板，主轴控制印刷电路板调整的同时，应检查位置检测器(编码器)是否不良，此时一般要测编码器的输出波形，通过判断输出波形是否正常来判断编码器的好坏。(维修人员应注意在设备正常时测录编码器的正常输出波形，以便故障时查对。) 　　1.4 坐标轴进给时振动 　　检修时应在检查电动机线圈是否短路，机械进给丝杠同电机的连接是否良好，检查整个伺服系统是否稳定的情况下，检查脉冲编码是否良好、联轴节联接是否平稳可靠、测速机是否可靠。 　　1.5 出现NC错误报警 　　NC报警中因程序错误，操作错误引起的报警。如FAUNUC 6ME系统的NC报警090.091。出现NC报警，有可能是主电路故障和进给速度太低引起。同时，还有可能是： 　　(1)脉冲编码器不良。 　　(2)脉冲编码器电源电压太低，(此时调整电源电压的15V，使主电路板的+5V端子上的电压值在4.95—5.10V内)。(3)没有输入脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。 　　1.6 出现伺服系统报警 　　伺服系统故障时常出现如下的报警号：如FAUNUC 6ME系统的伺服报警：416、426、436、446、456。SIEMENS 880系统的伺服报警：1364 SIEMENS 8系统的伺服报警：114、104等。此时要注意检查： 　　(1)轴脉冲编码器反馈信号断线，短路和信号丢失，用示波器测A相、B相一转信号，看其是否正常。 　　(2)编码器内部故障，造成信号无法正确接收，检查其受到污染、太脏、变形等。 　　2 检测器件常见故障维修实例分析 　　我院现有数控设备30余台，从使用过程中出现的故障来看，检测器件出现的故障占了很大比例：下面就几具典型故障作一个分析。 　　故障一：脉冲编码器感应光电盘损伤导致加工件加工尺寸误差较大 。 　　故障现象：CNC 862数控20车床X向切削零件时尺寸出现较大误差，达到0.32mm/250mm，CRT无报警显示。 　　故障分析：本机床的X、Z轴为伺服单元控制直流伺服电机驱动，用光电脉冲编码器作为位置检测，据分析造成加工尺寸误差的原因一般为：(1)X向滚珠丝杠与丝母副存在比较大的间隙或电机与丝杠相连接的轴承受损，导致实行行程与检测到的尺寸出现误差；(2)测量电路不良。 　　故障解决:根据上述分析，经检查发现丝杠与丝母间隙正常，轴承也无不良现象，测量电路的电缆连线和接头良好，最后我们用示波器检查编码器的检测信号，波形不正常。拆下编码器，发现光电盘不透光部分不知什么原因出现三个透明点致使检测信号出现误差，更换编码器，问题解决。因为CNC 862系统的自诊断功能不是特别