第七章 伺服系统故.ppt

第七章 伺服系统故障的诊断与维修 7.1进给伺服系统故障的维修 构成：数控机床的伺服系统一般由驱动单元、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。在整个系统中它又分为：位置环、速度环、电流环。 一．进给驱动系统的基本形式 1.开环数控系统:无位置反馈装置的控制方式称为开环控制，常采用步进电机作为驱动元件.其定位精度一般在±0.01- ±0.02mm之间,结构简单,工作可靠,成本低,但是精度和快速性差,适用于经济型数控机床 2.半闭环数控系统:适用于精度要求适中的中小型数控机床,但无法补偿由机械传动链引起的机械误差 3.全闭环数控系统:精度高但稳定性差,成本高,适用于精度要求较高的大型数控机床上,定位精度可达±0.001- ±0.003mm 二. 进给伺服的故障形式 进给伺服系统出现故障三种表现形式：一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息；二是进给伺服驱动单元上用报警灯或数码管显示驱动单元的故障；三是运动不正常，但无任何报警。对于第一，二种形式，因为有些报警的含义比较明确，可根据相应的系统说明书进行检查，第三种形式，就要综合分析伺服系统的各个环节可能造成这种现象的原因，再逐步检查，排除原因。 进给伺服的常见故障有： 超程—进给运动超过软限位或硬限位，一般由干扰，软限位设置不当或加工程序编制不妥等原因造成．不同系统的具体恢复方法有所区别，根据机床说明书即可排除。 飞车—可能是由电动机和脉冲编码器之间连接错误，控制单元有故障造成，检查连线,注意反馈是否接成正反馈 过载—进给运动的负载过大、频繁正反转以及传动链润滑不良，参数设置不当，伺服驱动系统故障，脉冲编码器反馈信号故障，电动机电源线连接错误，电动机线圈短路，交流输入电源电压过高等引起，CRT及伺服驱动单元都会有报警信息 窜动—测速信号或速度控制信号不稳定、接线接触不良，测速元件有故障，伺服系统增益过大，进给轴反向间隙过大，干扰等因素引起 爬行—发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑不良、伺服系统增益过低及负载过大、联轴器松动等引起 振动—与进给速度有关，速度环增益太高或速度反馈有故障；与速度无关，位置环增益太高或位置反馈有故障；在加速过程中产生，减速时间设定过小 伺服电动机不转—数控系统速度信号是否输出；使能信号是否接通；冷却润滑条件是否满足；电磁制动是否释放；驱动单元故障；伺服电动机故障 位置误差—系统设置的允差过小；伺服增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳 漂移—当指令值为零时，坐标轴仍移动从而造成位置误差。通过漂移补偿和驱动单元上的零速调整来消除 回参考点故障—有找不到和找不准参考点两种故障，前者主要是回参考点减速开关产生的信号或零标志脉冲信号失效所致，可用示波器检测信号；后者是参考点开关挡块位置设置不当，干扰引起，只要重新调整即可 三. 故障的维修方法： 模块交换法：由于伺服系统的各个环节都具有模块化，不同轴的模块有的具有互换性，所以可采用模块交换法来进行一些故障的判断，但要注意遵从以下要求：模块的插拔是否会造成系统参数丢失，是否采取措施；各轴模块的设定可能有所区别，更换后保证设定和以前一致，遵从先易后难的原则，先更换环节中较易更换的模块，确认不是这些模块的问题后再检查难以更换的模块． 外界参考电压法：当某轴进给发生故障时，为了确定是否为驱动单元和电机故障，可以脱开位置环，检查速度环． 四. 伺服电机维护 1. 直流伺服电机的维护：主要指的是对电机电刷，换向器，测速电机电枢等定期检查和维护． 2.交流伺服电机常见故障:接线故障,转子位置检测元件故障,电磁制动故障 交流电机故障判断方法有： 电阻测量:用万用表测量电枢的电阻,看三相之间电阻是否一致,用兆欧表测量绝缘是否良好. 电机检查:将机械装置与电机脱开,用手转动电机转子,正常时感觉有一定的均匀阻力. 五．进给系统的故障诊断 对于伺服系统的故障诊断应以区分内因和外因为前提。所谓外因指的是伺服系统启动的条件是否满足，例如电源是否正常，控制信号是否出现，参数设置是否正确；内因指的是确认伺服驱动装置故障，在满足正常供电及驱动条件下，伺服系统能不能正常驱动伺服电机的运动。 7.2检测装置的故障及诊断 检测元件是数控机床伺服系统的重要组成部分,它的作用是检测机床工作台的位移和伺服电机转子的角位移和速度,向控制装置发送反馈信号,构成闭环控制 目前数控机床上应用较多的为直线光栅尺和光电编码器。 一.常用位置检测元件 1.光栅 光栅尺由定尺（标尺光栅）和扫描头（指示光栅）组成 光栅输出信号：二个相位和一个零标志 维护注意点 防污：避免受到冷