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数控机床伺服系统的故障形式及诊断方法
作者:管理员    发布于:2016-04-27 06:46:14    文字:【】【】【
 常见故障及原因分析
超程:当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关决定的硬限位时,就会发生超程报警,一般会在CRT上显示报警信号,根据数控系统说明书即可排除故障,解除报警。
过载:当进给运动的负载过大、 频繁正反向运动及进给传动链润滑状态不良时,均会引起过载报警。一般会在CRT 上显示伺服电动机过载、 过热或过流等报警信息。同时, 在强电柜中的进给驱动单元上,用指示灯提示驱动单元过载、过电流等信息。
串动:

1) 测速信号不稳定,如测速装置故障、 测速反馈信号干扰等。
2) 速度控制信号不稳定或受到干扰。
3) 接线端子接触不良,如螺栓松动等。
当串动发生在由正向运动向反向运动的瞬间,一般是由于进给传动链的反向间隙或伺服系统增益
过大所致。
爬行:发生在启动加速段或低速进给时, 一般是由于进给传动链的润滑状态不良、 伺服系统增益过低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是伺服电动机和滚珠丝杠连接用的联轴器, 由于连接松动或联轴器本身的缺陷,如裂纹等,造成滚珠丝杠转动和伺服电动机的转动不同步,从而使进给运动忽快忽慢,产生爬行现象。
振动:分析机床振动周期是否与进给速度有关。
1) 如与进给速度有关,振动一般与该轴的速度环增益太高或速度反馈故障有关。
2) 若与进给速度无关,振动一般与位置环增益太高或位置反馈故障有关。
3) 如振动在加减速过程中产生, 往往是系统加减速时间设定过小造成的。
伺服电动机不转数控系统至进给驱动单元除了速度控制信号外,还有使能控制信号,一般为+24 V,-24 V( DC) 继电器线圈电压。
1) 检查数控系统是否有速度控制信号输出。

2) 检查使能信号是否接通。通过CRT 观察I/O 状态,分析机床 PLC 梯形图( 或流程图) , 以确定进给轴的启动条件, 如润滑、 冷却等是否满足。
3) 对于带电磁制动的伺服电动机, 应检查电磁制动是否释放。
4) 进给驱动单元故障。
5) 伺服电动机故障。
位置误差:当伺服轴运动超过位置允差范围时,数控系统就会产生位置误差过大的报警,包括跟随误差、 轮廓误差和定位误差等。主要原因如下。
1) 系统设定的允差范围过小。
2) 伺服系统增益设置不当。
3) 位置检测装置有污染。
4) 进给传动链累积误差过大。
5) 主轴箱垂直运动时平衡装置(如平衡液压缸等)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。某采用FANUC OT 数控系统的数控车床, 开机时全部动作正常,伺服进给系统高速运动平稳、 低速无爬行,加工的零件精度全部达到要求。当机床正常工作5~ 7 h 后, Z 轴出现剧烈振荡, CNC 报警,机床无法正常工作。这时, 即使关机再启动,只要手动或自动移动 Z 轴, 在所有速度范围内, 都发生剧烈振荡。但是, 如果关机时间足够长( 如第 2 天开机) ,机床又可以正常工作 5~ 7 h, 并再次出现以上故障,如此周期性重复。
分析故障产生的原因:该机床X、 Z 分别采用FANUC 5、 10 型A C 伺服电动机驱动,主轴采用FANU C 8SAC 主轴驱动,机床带液压夹具、 液压尾座和15 把刀的自动换刀装置,全封闭防护,自动排屑。因此, 控制电路设计比较复杂,机床功能较强。根据以上故障现象,首先从大的方面考虑, 分析可能的原因不外乎机械、 电气2 个方面。在机械方面,可能是由于贴塑导轨的热变形、 脱胶, 或者滚珠丝杠、 丝杠轴承的局部损坏或调整不当等原因引起的非均匀性负载变化, 导致进给系统的不稳定; 在电气方面,可能是由于某个元器件的参数变化,引起系统的动态特性改变,导致系统的不稳定。

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