伺服系统的故障诊断与维修.ppt

4.1 概 述 4.1.1 伺服驱动控制的基本要求 对进给伺服控制的基本要求是：位移精度高，快速响应好，系统稳定性好，高性能的伺服电动机及低速大转矩等 1．开环伺服控制 开环伺服控制指数控设备的伺服控制中没有检测和反馈装置，数控指令脉冲是单方向传递。开环伺服控制多采用步进电动机作为执行元件。 4.2.1 常用主轴驱动系统 数控设备常用的主轴伺服驱动主要有直流驱动方式和交流驱动方式两大类。直流主轴电动机有SIEMENS公司1GG5, 1GF5, 1GL5和1GH5等4个系列，配套的驱动装置为6RA24, 6R27，采用晶闸管控制系统。交流主轴电动机有FUNUC公司推出的S系列电动机，其功率范围为1.5～37kW，采用晶体管PWM逆变器实现驱动控制。SIEMENS公司也推出了1PH5及1PH6系列交流伺服电动机，其功率为3～100kW，采用晶体管SPWM变频驱动控制。国内产品主要有上海开通公司的KT系列全数字交流伺服驱动控制系统。 4.2.2 主轴伺服驱动控制的连接 KT270伺服驱动系统与KT590数控系统的连接图 如图所示： 4.2.3 交流伺服控制系统的调试 下面以华中世纪星数控系统（HNC-21TF）与松下MSDA型交流伺服控制驱动器、MSMA型交流伺服电动机的连接控制为例，说明该系统的调试的内容和方法。 HNC-21TF数控系统与伺服控制器、交流伺服电动机的连接 4.2.4 交流主轴伺服系统的主要故障及诊断  常见交流主轴伺服系统的主要故障有以下几种。1．过载； 2．主轴定位抖动 ； 3．主轴转速与进给不匹配。 4.3 进给伺服控制系统的故障诊断 4.3.1 常见进给伺服控制系统 常见的进给伺服控制方式主要有直流进给伺服驱动、交流进给伺服驱动以及步进电动机进给伺服驱动等。 4.3.2 步进电动机进给伺服控制 1．步进电动机的主要性能参数 （1）步距角误差 步进电动机的步距角公式： ? = 360°/ mZK （2）启动频率； （3）矩频特性与动态转矩 ； （4）静态转矩与矩角特性 。 矩频特性曲线 步进电动机静态矩角特性 步进电机的外观图 4.4 位置检测装置的安装调整与故障诊断 4.4.1 位置检测装置的基本要求及分类 1．位置检测装置的基本要求 ① 能满足移动部件精度和速度的要求； ② 使用、维护简单、方便，成本低； ③ 寿命长，抗各种干扰能力强，能适应生产现场的工作环境； ④ 在检测范围内，能满足精度和速度的要求。 2．位置检测装置的分类 按测量方式不同，位置检测装置可分为增量式和绝对式检测装置。按被测量的不同，位置检测装置可分为数字量和模拟量检测装置。 常用位置检测装置的分类 4.4.2 光栅检测装置 1．光栅检测装置的组成 光栅是在一块长条形的光学玻璃上用照相腐蚀法制成许多密集线纹。线纹的间距和宽度相等并与运动方向垂直，形成连续的透光区和不透光区。线纹之间的间距称为栅距，常用光栅有每毫米刻50条、100条及200条的。 1－光电池；2, 4－聚光镜；3－夹缝；5－光源；G1－标尺光栅；G2－指示光栅 图透射光栅和反射光栅 光栅尺及数显表 光栅尺在机床导轨上的安装 2．光栅尺的安装与调整 1－床身；2－光栅尺；3－扫描头； 4－滚珠丝杠螺母副；5－床鞍 光栅尺在机床上的安装示意图 4.4.3 感应同步器检测装置 1．感应同步器的结构 感应同步器由定尺和滑尺两部分组成。定尺安装在移动部件的导轨上，其长度应大于被检测件的长度；滑尺较短，安装在运动部件上。定尺和滑尺均由基板（钢或铝合金板）、平面绕组和保护屏蔽层等部分组成。 2．感应同步器的工作原理 1、对滑尺上的绕组通以交流电，根据电磁原理，将在定尺绕组上感应出电压，定尺绕组中感应电压是滑尺上正弦绕组和余弦绕组所产生的感应电压的矢量和。滑尺每移动一个节距，定尺上感应电压按余弦规律变化一周。 2、由于定尺上感应电压变化的周期与滑尺相对定尺移动的节距2? 对应，而节距又与工作台的实际位移x有关，从而可以间接对工作台的位移进行检测，这就是感应同步器的工作原理。 3．感应同步器的安装与调整 1、感应同步器的定尺安装在移动部件的导轨上，其长度应大于被检测件的长度，滑尺较短，安装在运动部件上。感应同步器安装时，两尺保持平行，两尺之间间隙为（0.25±0.05）mm，一般定尺每段长250mm。 2、为保证检测精