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當(dāng)前位置:> 供求商機> ---西門子數(shù)控機床伺服系統(tǒng)常見故障維修
1.1超程
當(dāng)進給運動超過由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開關(guān)決定的硬限位時,就會發(fā)生超程報警,一般會在CRT上顯示報警內(nèi)容,根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說明書,即可排除故障,解除超程。
1.2爬行
一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低及外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是,伺服和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器,由于連接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷,如裂紋等,造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動或伺服的轉(zhuǎn)動不同步,從而使進給忽快忽慢,產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
1.3竄動
在進給時出現(xiàn)竄動現(xiàn)象,其可能原因有:1、接線端子接觸不良,如緊固的螺釘松動;2、位置控制信號受到干擾;3、測速信號不穩(wěn)定,如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等。如果竄動發(fā)生在正、反向運動的瞬間,則一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或者伺服系統(tǒng)增益過大引起。
1.4過載
當(dāng)進給運動的負載過大、參數(shù)設(shè)定錯誤、頻繁正、反向運動以及進給傳動鏈潤滑狀態(tài)不良時,均會引起過載的故障。此故障一般機床可以自行診斷出來,并在CRT顯示屏上顯示過載、過熱或過電流報警。同時,在進給伺服模塊上用指示燈或者數(shù)碼管顯示驅(qū)動單元過載、過電流等報警信息。
1.5伺服電動機不轉(zhuǎn)
當(dāng)速度、位置控制信號未輸出、或者使能信號(即伺服允許信號,一般為DC+24V繼電器線圈電壓)未接通以及進給驅(qū)動單元故障都會造成此故障。此時應(yīng)測量數(shù)控裝置的指令輸出端子的信號是否正常,通過CRT觀察I/O狀態(tài),分析機床PLC梯形圖(或流程圖),以確定進給軸的啟動條件,觀察如潤滑、冷卻等是否滿足。如是進給驅(qū)動單元故障則用交換法,可判斷出相應(yīng)單元是否有故障。
2伺服進給系統(tǒng)常見故障典型案例分析
(1)一臺配套FANUC7M系統(tǒng)的加工中心,進給加工過程中,發(fā)現(xiàn)Y軸有振動現(xiàn)象。
為了判定故障原因,將機床操作方式置于手動方式,用手搖脈沖發(fā)生器控制Y軸進給,發(fā)現(xiàn)Y軸仍有振動現(xiàn)象。在此方式下,通過較長時間的移動后,Y軸速度單元上OVC報警燈亮。證明Y軸伺服驅(qū)動器發(fā)生了過電流報警,根據(jù)以上現(xiàn)象,分析可能的原因如下:
①電動機負載過重;②機械傳動系統(tǒng)不良;③位置環(huán)增益過高;④伺服電動機不良,等等。
維修時通過互換法,確認故障原因出在直流伺服電動機上。卸下Y軸電動機,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)2個電刷中有1個的彈簧己經(jīng)燒斷,造成了電樞電流不平衡,使電動機輸出轉(zhuǎn)矩不平衡。另外,發(fā)現(xiàn)電動機的軸承亦有損壞,故而引起-軸的振動與過電流。更換電動機軸承與電刷后,機床恢復(fù)正常。
(2)一臺配套FANUC6ME系統(tǒng)的加工中心。軸在運動時速度不穩(wěn).由運動到停止的過程中,在停止位置出現(xiàn)較大幅度的振蕩,有時不能完成定位,必須關(guān)機后,才能重新工作。
分析與處理過程:仔細觀察機床的振動情況,發(fā)現(xiàn),X軸振蕩頻率較低,且無異常聲。從振蕩現(xiàn)象上看,故障現(xiàn)象與閉環(huán)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定有關(guān),如:系統(tǒng)增益設(shè)定過高、積分時間常數(shù)設(shè)定過大等。
檢查系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定、伺服驅(qū)動器的增益、積分時間電位器調(diào)節(jié)等均在合適的范圍,且與故障前的調(diào)整**,因此可以初步判斷,軸的振蕩與參數(shù)的設(shè)定與調(diào)節(jié)無關(guān)。為了進一步驗證,維修時在記錄了原調(diào)整值的前提下,將以上參數(shù)進行了重新調(diào)節(jié)與試驗,發(fā)現(xiàn)故障依然存在,證明了判斷的正確性。
在以上基礎(chǔ)上,將參數(shù)與調(diào)整值重新回到原設(shè)定后,對伺服電動機與測量系統(tǒng)進行了檢查。首先清理了測速發(fā)電機和伺服電動機的換向器表面,并用數(shù)字表檢查測速發(fā)電機繞組情況。檢查發(fā)現(xiàn),該伺服電動機的測速發(fā)電機轉(zhuǎn)子與電動機軸之間的連接存在松動,粘接部分已經(jīng)脫開;經(jīng)重新連接后,開機試驗,故障現(xiàn)象消失,機床恢復(fù)正常工作。
(3)一臺數(shù)控銑床,采用FUNAC6M系列三軸一體型伺服驅(qū)動器,開機后,X軸工作正常,但是手動移動Z軸,發(fā)現(xiàn)在較小范圍內(nèi),Z軸可以運動,但繼續(xù)移動Z軸,系統(tǒng)出現(xiàn)伺服報警。分析和處理過程:根據(jù)故障現(xiàn)象,檢查機床實際工作情況,發(fā)現(xiàn)開機后Z軸可以少量運動,不久溫度迅速上升,表面發(fā)燙。
分析引起以上故障的原因,可能是機床電氣控制系統(tǒng)故障或機械傳動系統(tǒng)不良。為確定故障部位,考慮到本機床采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu),維修時首先松開伺服與絲杠的連接,并再次開機實驗,發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象不變,故確認報警是由于電氣控制系統(tǒng)不良引起。
由于機床Z軸伺服帶有制動器,開機測量制動器的輸入電壓正常,在系統(tǒng)、驅(qū)動器關(guān)機的情況下,對制動器單獨加入電源進行試驗,手動轉(zhuǎn)動Z軸,發(fā)現(xiàn)制動器松開,手動轉(zhuǎn)動軸平穩(wěn)、輕松,證明制動器工作良好。
為了進一步縮小故障部位,確認Z軸伺服的工作情況,維修時利用不同規(guī)格的X軸在機床側(cè)進行互換實驗,發(fā)現(xiàn)換上的同樣出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象,且工作時故障現(xiàn)象不變,從而排除了伺服本身原因。
為了確認驅(qū)動器的工作情況,維修時在驅(qū)動器側(cè),對Z軸的驅(qū)動器進行互換實驗,即將X軸驅(qū)動器與Z軸伺服鏈接,Z軸驅(qū)動器與X軸連接。經(jīng)實驗發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移到X軸,Z軸工作恢復(fù)正常。
根據(jù)以上實驗,樂意確認以下幾點:
①機床機械傳動系統(tǒng)正常,制動器工作良好;
②數(shù)控系統(tǒng)工作正常,因為當(dāng)Z軸驅(qū)動器帶動X軸時,機床無報警;
③Z軸伺服工作正常,因為將它在機床側(cè)與X軸互換后,工作正常;
④Z軸驅(qū)動器工作正常,因為通過X軸驅(qū)動器在電柜側(cè)互換,控制Z軸后,同樣發(fā)生故障。
綜合以上判斷,可以確認故障是由于Z軸伺服的電纜連接引起的。
仔細檢查伺服的電纜連接,發(fā)現(xiàn)該機床在出廠時電樞線連接錯誤,即驅(qū)動器的L/M/N端子未與插頭的A/B/C連接端一一對應(yīng),相序存在錯誤,重新連接后,故障消失,Z軸可以正常工作。
(4)一臺配套FUNAC6ME系統(tǒng)的加工中心,X軸在靜止時機床工作正常,無報警;但在X軸運動過程中,出現(xiàn)振動,伴有噪聲。
分析與處理過程:由于機床在X軸靜止時機床工作正常,無報警,初步判定數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動器*??紤]到X軸運動時定位正確,因此,進一步判定系統(tǒng)X位置環(huán)工作正常。檢查X軸的振動情況,經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),振動的頻率與運動速度有關(guān),運動速度快振動頻率較高,運動速度慢則振動頻率低,初步認為故障與速度反饋環(huán)節(jié)有關(guān)。分析引起以上故障可能的原因有:
①測速發(fā)電機不良;②測速發(fā)電機連接不良;③直流伺服電動機不良。
維修時首先檢查X軸伺服電動機的測速發(fā)電機連接,未發(fā)現(xiàn)不良。檢查X軸伺服電動機與內(nèi)裝式測速發(fā)電機,發(fā)現(xiàn)換向器表面積有較多的碳粉,用壓縮空氣進行清理后,故障未消除。進一步利用數(shù)字萬用表,測量測速發(fā)電機換向片之間的電阻值,經(jīng)比較后發(fā)現(xiàn),有一對極片間的電阻值比其他各對極片間的電阻值大了很多,說明測速發(fā)電機繞組內(nèi)部存在斷路現(xiàn)象。更換新的測速發(fā)電機后,機床恢復(fù)正常。
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