進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在數(shù)控機(jī)床等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用
進(jìn)給伺服系統(tǒng)是以運(yùn)動(dòng)部件的位置和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，在數(shù)控機(jī)床等行業(yè)具有廣泛的應(yīng)用，其故障的診斷處理也是一直被人們所重視的地方。下面就讓我們一起來看著進(jìn)給伺服系統(tǒng)具有哪些故障形式，該如何診斷與處理吧！
故障形式及原因診斷
（1）超程
當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開關(guān)決定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說明書，即可排除故障，解除報(bào)警。
（2）過載
當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大，頻繁正反向運(yùn)動(dòng)以及傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電機(jī)過載、過熱或過流等報(bào)警信息。同時(shí)，在強(qiáng)電柜中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，指示燈或數(shù)碼管會(huì)提示驅(qū)動(dòng)單元過載、過電流等信息。
（3）竄動(dòng)
在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象，其原因包括：① 測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等；② 速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾；③接線端子接觸不良，如螺釘松動(dòng)等。當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。
（4）爬行
發(fā)生在啟動(dòng)加速階段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低和外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
（5）振動(dòng)
機(jī)床以高速運(yùn)行時(shí)，可能產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問題一般屬于速度問題，所以應(yīng)去查找速度環(huán)，即凡是與速度有關(guān)的問題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器。因此，振動(dòng)問題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。主要從給定信號(hào)、反饋信號(hào)及速度調(diào)節(jié)器本身這三方面去查找故障。
① 首先檢查輸入給速度調(diào)節(jié)器的信號(hào)，即給定信號(hào)。給定信號(hào)由位置偏差計(jì)數(shù)器發(fā)出，經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換成模擬量VCMD、再送入速度調(diào)節(jié)器。應(yīng)查一下這個(gè)信號(hào)是否有振動(dòng)分量，如它只有一個(gè)周期的振動(dòng)信號(hào)，可以確認(rèn)速度調(diào)節(jié)器沒有問題，而是前級(jí)的問題，即應(yīng)到D/A轉(zhuǎn)換器或位置偏差計(jì)數(shù)器中去查找問題。如果正常，就轉(zhuǎn)向查找測(cè)速發(fā)電機(jī)和伺服電動(dòng)機(jī)的問題。
② 檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)及伺服電機(jī)。當(dāng)機(jī)床振動(dòng)時(shí)，說明機(jī)床速度在振蕩，測(cè)速發(fā)電機(jī)反饋回來的波形一定也在振蕩，觀察它的波形是否出現(xiàn)有規(guī)律的大起大落。這時(shí)，最好能測(cè)一下機(jī)床的振動(dòng)頻率與電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)的速度是否存在一個(gè)準(zhǔn)確的比例關(guān)系，如振動(dòng)的頻率是電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的四倍頻率，這時(shí)就應(yīng)考慮電動(dòng)機(jī)或測(cè)速發(fā)電機(jī)有故障。首先要檢查電動(dòng)機(jī)有無故障，查其碳刷、換向器表面狀況，如果沒有問題，就再檢查測(cè)速發(fā)電機(jī)。
③ 速度調(diào)節(jié)器故障。若采用上述方法還不能完全消除振動(dòng)，甚至無任何改善，就應(yīng)考慮速度調(diào)節(jié)器本身的問題，應(yīng)更換速度調(diào)節(jié)器板或換下后徹底檢測(cè)各處波形。
④ 檢查振動(dòng)頻率與進(jìn)給速度的關(guān)系。若二者成比例，除機(jī)床共振原因外，多數(shù)是因?yàn)镃NC系統(tǒng)插補(bǔ)精度太差或位置檢測(cè)增益太高引起的，需要進(jìn)行插補(bǔ)調(diào)整和檢測(cè)增益的調(diào)整。如果與進(jìn)給速度無關(guān)，則可能原因有：速度控制單元的設(shè)定與機(jī)床不匹配，速度控制單元調(diào)整不好，該軸的速度環(huán)增益太大或速度控制單元的印制電路板不良。
故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC OMC的數(shù)控機(jī)床，加工中心X軸負(fù)載有時(shí)突然上升到80%，同時(shí) X軸電動(dòng)機(jī)嗡嗡作響；有時(shí)又正常。
分析及處理過程：現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn) X軸電動(dòng)機(jī)嗡嗡作響的頻率較低，故判斷 X軸發(fā)生低頻振蕩。發(fā)生振蕩的原因有：
①軸位置環(huán)增益不合適；
②機(jī)械部分間隙大，傳動(dòng)鏈剛性差，有卡滯；
③負(fù)載慣量較大。
經(jīng)查X軸位置增益未變，負(fù)載也正常。此機(jī)床由于一直進(jìn)行重切削加工，X軸間隙較大，剛進(jìn)行過間隙補(bǔ)償。經(jīng)查X軸間隙補(bǔ)償參數(shù)0535，設(shè)定值為250，用百分表測(cè)得X軸實(shí)際間隙為0.22，補(bǔ)償過渡；直到將設(shè)定值改為200后，X軸振蕩才消除。
（6）伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)
數(shù)控系統(tǒng)輸入至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元的除了速度控制信號(hào)外，還有伺服使能控制信號(hào)，一般為DC + 24 V繼電器線圈電壓。① 檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出；② 檢查使能信號(hào)是否接通。通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床PLC梯形圖（或流程圖），以確定進(jìn)給軸的啟動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足；③ 對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放；④ 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障；⑤ 伺服電動(dòng)機(jī)故障。
（7）位置誤差
當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有：① 系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍??；② 伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)；③ 位置檢測(cè)裝置有污染；④ 進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過大；⑤ 主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置（如平衡油缸等）不穩(wěn)。
（8）漂移
當(dāng)指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍移動(dòng)，從而造成位置誤差。通過漂移補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元上的零速調(diào)整來消除。
（9）回參考點(diǎn)故障
回參考點(diǎn)故障一般分為找不到參考點(diǎn)和找不準(zhǔn)參考點(diǎn)兩類。前一類故障一般是回參考點(diǎn)減速開關(guān)產(chǎn)生的信號(hào)或零位脈沖信號(hào)失效，可以通過檢查脈沖編碼器零標(biāo)志位或光柵尺零標(biāo)志位來確定是否有故障；后一類故障是參考點(diǎn)開關(guān)擋塊位置設(shè)置不當(dāng)引起的，需要重新調(diào)整擋塊位置。
（10）伺服電動(dòng)機(jī)開機(jī)后既自動(dòng)旋轉(zhuǎn)
主要原因有：① 位置反饋的極性錯(cuò)誤；② 由于外力使坐標(biāo)軸產(chǎn)生了位置偏移；③驅(qū)動(dòng)器、測(cè)速發(fā)電機(jī)、伺服電動(dòng)機(jī)或系統(tǒng)位置測(cè)量回路不良；④ 電動(dòng)機(jī)或驅(qū)動(dòng)器有故障。
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