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沈陽第一機床廠:主軸伺服系統故障形式及診斷方法


日期:2009年10月27 來源:本站原創 關鍵字:沈陽第一機床廠

    沈陽第一機床廠分析,當主軸伺服系統發生故障時,通常有3種形式:一是在CRT或操作面板上顯示報警內容或報警信息;二是在主軸驅動裝置上用報警燈或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。

    在此沈陽第一個機床廠將主軸伺服系統常見的故障列舉如下:
    1.外界干擾
    由于受電磁干擾,屏蔽或接地措施不良,主軸轉速指令情號或反饋信號受到干擾,使主軸驅動出現隨機和無規律性的波動。判別有無干擾的方法是:當主軸轉速指令為零時,主軸仍往復擺動,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。具體表現為主軸電動機過熱、主軸驅動裝置顯示過電流報警等。
    3.主軸定位抖動
    主軸準停用于刀具交換、精鏜退刀及齒輪換擋等場合,有3種實現方式:
    (1)機械準?刂疲河蓭形槽的定位盤和定位用的液壓缸配合動作。
    (2)磁性傳感器的電氣準?刂。
    (3)編碼器型的準?刂疲和ㄟ^主軸電動機內置安裝或在機床主軸上直接安裝一個光電編碼器來實現準?刂,準停角度可任意設定。
    上述準停均要經過減速的過程,如減速或增益等參數設置不當,均可引起定位抖動。另外,準停方式1中定位液壓缸活塞移動的限位開關失靈,準停方式2中發磁體和磁傳感器之間的間隙發生變化或磁傳感器失靈均可引起定位抖動。
    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,會出現停止進給、主軸仍繼續運轉的故障。要執行每轉進給的指令,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?捎靡韵路椒▉泶_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,觀察編碼器的信號狀態。
    (3)用每分鐘進給指令代替每轉進給指令來執行程序,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定的范圍時,要考慮:
    (1)電動機過載。
    (2)CNC系統輸出的主軸轉速模擬量(通常為o~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.主軸電動機故障
    目前多用交流主軸,所以下面就以交流主軸電動機為例介紹其故障。直流電機故障報警內容與之基本相同,所以下面所述的分析方法也適用于直流主軸伺服單元。
    1)主軸電動機不轉
CNC系統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系統是否有速度控制信號輸出。
    (2)檢查使能信號是否接通。通過CRT觀察[/o狀態,分析機床PI—c梯形圖(或流程圖),以確定主軸的啟動條件,如潤滑、冷卻等條件是否滿足a
    (3)主軸驅動裝置故障。
    (4)主軸電動機故障。
    2)電機過熱
    沈陽第一個機床廠分析,可能的原因有:電動機負荷太大,電動機冷卻系統太臟。電動機內部風扇損壞,主軸電動機與伺服單元問連線出現斷線或接觸不良。
    3)電機速度偏離指令值,原因有:
    (1)電動機過載,有時轉速限值設定太小時也會造成電動機過載。
    (2)如果報警是在減速時發生,則故障多發生在再生回路,可能是再生控制不良或再生用晶體管模塊損壞。如果只是再生回路的保險絲燒斷,則大多數是因為加速/減速頻率次數太高所致。
    (3)如果報警是在電動機正常旋轉時產生的.則可在急停后用手轉動主軸•用示渡器觀察脈沖發生器的信號:如波形不變,則說明脈沖發生器有故障,或速度反饋斷線;如波形有變化,則可能是印制線路板不良或速度反饋信號有問題。
    4)電動機速度超過最大額定速度值引起本故障可能的原因是:
    (1)印制線路板上的設定有誤或調整不良。
    (2)印制線路板上的ROM存儲器不對。
    (3)印制電路板有故障。
    5)交流主軸電動機旋轉時出現異常噪聲與振動
對這類故障可按下述方法進行檢查和判斷:
    (1)檢查異常噪聲和振動是在什么情況下發生的。如在減速過程發生,則再生回路可能有故障,此時應著重檢查再生回路的晶體管模塊及熔絲是否已燒斷。
    (2)若在穩速旋轉時發生,則應確認反饋電壓是否正常。如正常,則可在電動機旋轉時撥下指令信號插頭,觀察電動機停轉過程中是否有異常噪聲如果有噪聲,則說明機械部分有問題;如無噪聲,說明印制線路板有故障。
    (3)如果反饋電壓不正常,則應檢查振動周期是否與速度有關。如與速度無關,則可能是調整不好或機械問題或印制線路不蠱。
    (4)如果振動周期與速度有關,則應檢查主軸與主軸電動機的齒數比是否合適,主軸的脈沖發生器是否不好。
6)交流主軸電動機不轉或達不到正常轉速檢查步驟和可能的原因為:
    (1)觀察CNC給出速度指令后,報警燈是否亮。。如報警燈亮,則按顯示的報警號處理若不亮,則檢查速度指令VCMD是否正常。
    (2)如VCMD不正常,則應檢查指令是否為模擬信號。如果是模擬信號,則CNC系統內部有問題;如果不是,則是D/A變換器有故障。
    (3)如果VCMD指令正常,則應觀察是否有準停信號輸入。如果有這個信號輸入,則應解除這個信號;否則,可能是設定錯誤、印制線路板調整不良或印制線路板不良。
    (4)主軸不能啟動還可能是傳感器安裝不皇,而磁性傳感器擻有發出檢測信號。
    (5)電纜連接不好也會引起此故障。

    注:以上資料由沈陽第一機床廠相關工作人員總結


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