伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障及排除方法

  伺服系統(tǒng)是數(shù)控裝置和機(jī)床主機(jī)的聯(lián)系環(huán)節(jié)，它用于接收數(shù)控裝置插補(bǔ)器發(fā)出的進(jìn)給脈沖或進(jìn)給位移量信息，經(jīng)過(guò)一定的信號(hào)轉(zhuǎn)換和電壓、功率放大，由伺服電機(jī)帶動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，后轉(zhuǎn)化為機(jī)床工作臺(tái)相對(duì)于刀具的直線位移或回轉(zhuǎn)位移。
      為了提高數(shù)控機(jī)床的性能，對(duì)機(jī)床用進(jìn)給伺服系統(tǒng)提出了很高的要求。由于各種數(shù)控機(jī)床所完成的加工任務(wù)不同，所以對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的要求也不盡相同。以下是伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障。         

1、超程 
      當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開(kāi)關(guān)設(shè)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(shuō)明書，即可排除故障，解除報(bào)警。          

2、過(guò)載 
      當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)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(guò)載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)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(guò)載、過(guò)電流等信息。        

3、竄動(dòng) 
      在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象： 
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)生在由正方向運(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(guò)大所致。 

4、爬行 
      發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(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)增益低及外加負(fù)載過(guò)大等因素所致。尤其要注意的是：伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)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)與伺服電動(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、機(jī)床出現(xiàn)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(guò)流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題一般屬于速度問(wèn)題，所以就應(yīng)去查找速度環(huán)；而機(jī)床速度的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程是由速度調(diào)節(jié)器來(lái)完成的，即凡是與速度有關(guān)的問(wèn)題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器，因此振動(dòng)問(wèn)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。 

6、伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 
      數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為DC 24V繼電器線圈電壓。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)， 常用診斷方法有： 
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(guò)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)給軸的起動(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(guò)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(guò)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(guò)大； 
⑤主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置(如平衡液壓缸等)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(guò)誤差補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元的零速調(diào)整來(lái)消除。 

9、機(jī)械傳動(dòng)部件的間隙與松動(dòng) 
      在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈中，常常由于傳動(dòng)元件的鍵槽與鍵之間的間隙使傳動(dòng)受到破壞，因此，除了在設(shè)計(jì)時(shí)慎重選擇鍵聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)之外，對(duì)加工和裝配必須進(jìn)行嚴(yán)查。在裝配滾珠絲杠時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查軸承的預(yù)緊情況，以防止?jié)L珠絲杠的軸向竄動(dòng)，因?yàn)橛蜗兑彩钱a(chǎn)生明顯傳動(dòng)間隙的另一個(gè)原因。