数控机床进给伺服系统故障和维修.pdf

2010年4月 机床与液压 Apr．2010 第38卷 第8期 MACHINET00L HYDRAULICS Vo1．38No．8 DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．08．042 数控机床进给伺服系统的故障及维修 李冬 (无锡工艺职业技术学院，江苏宜兴214206) 摘要：数控伺服系统作为数控装置和机床的联系环节 ，是数控机床的重要组成部分，数控机床的精度和速度等技术指 标很大程度上取决于伺服系统的性能优劣；给出伺服系统常见的各类故障及排除方法，并给出故障分析实例。说明伺服系 统的故障诊断及定位是数控机床维修的关键。 关键词：伺服系统；伺服电机 ；故障；维修 中图分类号：TG51 文献标识码：B 文章编号：1001—3881(2010)8—116—2 伺服系统在数控机床设备 中具有重要 的地位。 1．2 数控机床进给伺服 系统的分类 数控机床进给伺服系统由进给驱动装置、位置检测 (1)按数控机床进给伺服系统的结构形式分为 装置及机床进给传动链组成 ，其作用是实现各坐标 开环 、闭环、半闭环和复合闭环。由于半闭环电路中 轴的位置控制。在数控机床使用过程 中，进给伺服 非线性因素少，容易整定，通过补偿提高位置精度比 系统 比较容易发生故障，因此 ，做好伺服系统的故 较方便 ，电气控制部分与执行机械相对独立，系统通 障诊断和处理工作，是数控机床维修和维护的关 用性强 ，因而得到广泛应用。 键。数控机床的进给伺服系统按驱动方式有液压伺 (2)根据机床进给伺服系统发展经历的阶段可 服系统和电气进给伺服系统两大类。由于伺服电机 分为开环的步进电动机系统阶段 、直流伺服系统阶段 和进给驱动装置的发展 ， 目前绝大多数数控机床采 和交流伺服系统阶段。 用电气伺服系统方式。 在20世纪70—80年代的数控机床上 ，一般均采 1 数控对进给伺服系统的要求与分类 用直流伺服驱动；从80年代 中、后期起 ，数控机床 1．1 数控机床对进给伺服系统的要求 上多采用交流伺服驱动。 数控机床的进给伺服系统一般由速度控制、位置 2 各种伺服系统的常见故障及排除方法 控制、伺服电机和机械传动部件4部分组成 ，如图1 根据进给伺服系统的结构与分类 ，主要从3种伺 所示。为了满足进给驱动的要求 ，要求进给伺服系 服系统的各部件分析常见的故障原因并给出排除方 统：精度高、响应速度快、调速范围宽、低速时具有 法 。 大转矩。为了使数控机床的性能得到保证 ，对进给伺 2．1 开环步进电动机进给伺服系统常见故障及排 服系统的伺服电机提出了很高要求 除方法 (1)驱动器故障报警现象。故障原因可能是机 床现场无大地或是静电放电 (工作环境差)。排除方 法是将电气柜中的保护导体与大地连接。 图1 进给伺服系统的机构形式 (2)高速时步进电动机堵转现象。故障原因是传 (1)在调速范围内电动机能够平滑地运转，转 动系统设计存在问题，步进电动机选择不合理。排除 矩波动要小，特别在低速时应仍有平滑的速度而无爬