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机床伺服系统有哪些常见故障及排除方法?

来源:http://www.wyskmc.com/  作者:滕州市威远机床厂

伺服系统是数控装置和机床主机的联系环节,它用于接收数控装置插补器发出的进给脉冲或进给位移量信息,经过一定的信号转换和电压、功率放大,由伺服电机带动传动机构,最后转化为机床工作台相对于刀具的直线位移或回转位移。

机床伺服系统有哪些常见故障及排除方法?

为了提高数控机床的性能,对机床用进给伺服系统提出了很高的要求。由于各种数控机床所完成的加工任务不同,所以对进给伺服系统的要求也不尽相同。以下是伺服系统常见故障。 

1、超程 
当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关设定的硬限位时,就会发生超程报警,一般会在CRT上显示报警内容,根据数控系统说明书,即可排除故障,解除报警。 

2、过载 
当进给运动的负载过大,频繁正、反向运动以及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、指示灯或数码管会提示驱动单元过载、过电流等信息。 

3、窜动 
在进给时出现窜动现象: 
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,如螺钉松动等。 
当窜动发生在由正方向运动与反向运动的换向瞬间时,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。 

4、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状态不良、伺服系统增益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联接用的联轴器,由于联接松动或联轴器本身的缺陷,如裂纹等,造成滚珠丝杠转动与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。 

5、机床出现振动 
机床以高速运行时,可能产生振动,这时就会出现过流报警。机床振动问题一般属于速度问题,所以就应去查找速度环;而机床速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的,即凡是与速度有关的问题,应该去查找速度调节器,因此振动问题应查找速度调节器。主要从给定信号、反馈信号及速度调节器本身这三方面去查找故障。 

6、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DC 24V继电器线圈电压。伺服电动机不转, 常用诊断方法有: 
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),以确定进给轴的起动条件,如润滑、冷却等是否满足; 
③对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。 

7、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。主要原因有: 
①系统设定的允差范围小; 
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。 

8、漂移 
当指令值为零时,坐标轴仍移动,从而造成位置误差。通过误差补偿和驱动单元的零速调整来消除。 

9、机械传动部件的间隙与松动 
在数控机床的进给传动链中,常常由于传动元件的键槽与键之间的间隙使传动受到破坏,因此,除了在设计时慎重选择键联结机构之外,对加工和装配必须进行严查。在装配滚珠丝杠时应当检查轴承的预紧情况,以防止滚珠丝杠的轴向窜动,因为游隙也是产生明显传动间隙的另一个原因。


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