數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的故障診斷(一)
數(shù)控機床伺服系統(tǒng)故障占機床總故障的比率較高。由于伺服系統(tǒng)涉及的環(huán)節(jié)較多殷感,加之種類繁多窃橄、技術原理各具特色,給維修診斷帶來困難熏迷,因此歸納一些故障診斷方法很有必要赵腰。
數(shù)控機床坐標軸的移動定位是由位置伺服系統(tǒng)來完成的。位置伺服系 統(tǒng)一般采用閉環(huán)或半閉環(huán)控制谐歪。(半)閉環(huán)控制的特點就是任一環(huán)節(jié)發(fā)生故障都可能導致系統(tǒng) 定位不準確敦间、不穩(wěn)定或失效。診斷定位故障環(huán)節(jié)就成為維修的關鍵束铭。根據伺服系統(tǒng)的控制原理和系統(tǒng)接口的特性廓块,對系統(tǒng)進行分解判斷,已成為行之有效的方法契沫。本文結合維修實例介紹了位置環(huán)和速度環(huán)診斷方法带猴。
一、位置環(huán)故障診斷
如果位置伺服系統(tǒng)的位置反饋和速度反饋各自采用一個反饋器件埠褪,可以斷開位置環(huán)的控制作用浓利,讓速度環(huán)單獨運行,以便判斷故障出自位置環(huán)還是速度環(huán)钞速。
斷開位置環(huán)的控制作用,可以采用兩種方法:
1嫡秕、機械斷開渴语,即斷開位置反饋編碼器與伺服電動機之間的傳動連接。
2昆咽、電氣斷開驾凶,即斷開位置反饋編碼器與系統(tǒng)的連接。如果需要 屏蔽位置反饋斷線報警鉴梦,應按下圖連接位置反饋輸入信號線氛灸。
在位置開環(huán)狀態(tài)下進行維修測試時,不允許給被測試軸任何方式的移動指令逐茄,否則將引起伺服電動機失控剑碌。
例1 CK6140A數(shù)控車床出現(xiàn)鏜孔表面有振紋,在排除機械和工裝因素后张域,對X軸伺服系統(tǒng)進行檢查孟溯。機床數(shù)控系統(tǒng)為FANUC3T,伺服放大器 為FANUCH系列直流伺服蚪录。
觀察X軸在停止和慢速移動時有不規(guī)則振動呜款,初步判斷X軸位 置編碼器與絲杠連結有間隙或速度環(huán)不穩(wěn)定耸壮。檢查編碼器連軸節(jié)正常。由于X軸伺服系統(tǒng)有 兩個編碼器剩症,分別用于位置反饋和速度反饋笑驶,可以將位置反饋編碼器與伺服電機之間的機械連接斷開,以便作進一步的判斷胞饭。
首先用支撐物支撐X軸滑臺粤蝎,將X軸電動機和絲杠的傳動皮帶拿掉。啟動機床袋马,X軸在位置開環(huán)狀態(tài)下運行初澎,在伺服放大器零漂的作用下電動機慢速 轉動(如果電動機幾乎不轉動,可適當調整控制板上偏置電位器RV2)虑凛,此時電動機轉到某 一固定角度碑宴,總有打頓現(xiàn)象。由此可以認為速度環(huán)基本穩(wěn)定桑谍,這可能是由于整流子在某一角 度存在短路引起轉速瞬間跌落延柠,從而造成電機打頓現(xiàn)象。仔細清掃電動機整流子和電刷后锣披, 電動機運轉平穩(wěn)贞间。恢復系統(tǒng)連接雹仿,X軸恢復正常增热。
例2 [ST5BZ]CH-102數(shù)控車床Z軸移動出現(xiàn)一沖一沖的現(xiàn)象,速度越快胧辽,過沖越嚴重嗤矾。停止時觀察伺服診斷畫面,Z軸跟蹤誤差穩(wěn)定悄锈,接近于零拒牡。機床數(shù)控系統(tǒng)為SIMENS 810GA2,伺服系統(tǒng)為SIMENS 610菌渐。系統(tǒng)位置反饋和速度反饋各采用一只編碼器随去。
初步判斷為伺服放大器 超調或系統(tǒng)參數(shù)設定不良。首先調整系統(tǒng)參數(shù)MD2501(伺服增益)和MD2601(多種增益)無效暖娃。 為進一步判斷扔泵,斷電拿掉Z軸位置反饋插頭。由于該機床CNC報警不影響伺服上電雷昵,故可以不屏蔽反饋斷線報警荡担。先用導線短接Z軸伺服驅動使能控制端,再用一只1.5V電池經電位器分壓給Z軸伺服放大器速度指令端,加上大約0.5V電壓准瘪。機床上電粟翔,Z軸移動平穩(wěn),因此可以認為故障發(fā)生在位置反饋環(huán)節(jié)讼载。用手撥動位置反饋編碼器轿秧,聯(lián)結無松動、損壞的感覺咨堤。交換X軸菇篡,Z軸位置反饋插頭及速度指令控制線,試機故障仍在Z軸一喘。此時可以認為故障仍在Z軸位置反饋驱还,拆下Z軸位置反饋編碼器,發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸節(jié)簧片上的一個螺釘已脫落凸克。 修復后议蟆,試機故障消除。
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