數控機床伺服系統(tǒng)的故障診斷

　　數控機床伺服系統(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，加之種類繁多、技術原理各具特色，給維修診斷帶來困難，因此歸納一些故障診斷方法很有必要。

　　數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。(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、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。根據伺服系統(tǒng)的控制原理和系統(tǒng)接口的特性，對系統(tǒng)進行分解判斷，已成為行之有效的方法。

　　主軸伺服系統(tǒng)的故障及診斷方法

　　當主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報警信息或報警內容;二是在主軸驅動裝置上用警報燈數碼管顯示主軸驅動裝置的故障;三是主軸工作不正常，但無任何報警信息，主軸伺服系統(tǒng)常見的故障有：

　　(1)外界干擾

　　由于受電磁干擾，屏蔽和接地措施不良，主軸轉速指令信號或反饋信號受到干擾，使主軸驅動出現(xiàn)隨機和無規(guī)律性的波動。判別有無干擾的方法是：當主軸轉速指令為零時，主軸仍往復轉動，調整零速平衡和漂移補償也不能消除故障。

　　(2)過載

　　切削用量過大，頻繁正、反轉等均可引起過載報警。具體表現(xiàn)為主軸電動機過熱、主軸驅動張制顯示過電流報警等。

　　(3)主軸定位抖動

　　主軸準停用于刀具交換，精鏜退刀以及齒輪換檔等場合，有三種實現(xiàn)方式：

　　1)機械準停控制

　　2)磁性傳感器的電氣準停控制

　　3)編碼器型的準停控制

　　(4)主軸轉速與進給不匹配

　　當進行螺紋切削或用每轉進給指令切削時，會出現(xiàn)停止進給，主軸仍繼續(xù)運轉的故障。要執(zhí)行每轉進給的指令，主軸必須有每轉一個脈沖的反饋信號，一般情況下為主軸編碼器有問題。可以用下列方法來確定：

　　1)CRT畫面有報警顯示;

　　2)通過CRT調用機床數據或I/O狀態(tài)，觀察編碼器的信號狀態(tài);

　　3)用每分鐘進給指令代替每轉進給來執(zhí)行程序，觀察故障是否消失。

　　(5)轉速偏離指令值

　　當主軸轉速超過技術要求所規(guī)定的范圍時，要考慮：

　　1)電動機過載。

　　2)CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉速模擬量(通常為0—+-10V)沒有達到與轉速指令對應的值。

　　3)測速裝置有故障或速度反饋信號斷線。

　　4)主軸驅動裝置故障。

　　(6)主軸異常噪聲及振動

　　首先要區(qū)別異常噪聲及振動發(fā)生在主軸機械部分還是在電氣驅動部分。

　　1)在減速過程中發(fā)生一般是又驅動裝置造成的，如交流驅動中的再生回路故障。

　　2)在恒轉速時產生，可通過觀察主軸電動機自由停車過程中是否有噪音和振動的來區(qū)別，如存在，則主軸機械部分有問題;

　　3)檢查振動周期是否與轉速有關。如無關，一般是主軸驅動裝置未調整好;如有關，應檢查主軸機械部分是否良好，測速裝置是否不良。

　　(7)主軸電動機不轉

　　CNC系統(tǒng)至主軸驅動裝置除了轉速模擬量控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。

　　1)檢查CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出。

　　2)檢查能使信號是否接通。通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機床PLC圖形(或流程圖)，以確定主軸的啟動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足。

　　3)主軸驅動裝置故障。

　　4)主軸電動機故障。