沈陽(yáng)第一機(jī)床廠分析,當(dāng)主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),通常有3種形式:一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息;二是在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝置的故障;三是主軸工作不正常,但無(wú)任何報(bào)警信息。
在此沈陽(yáng)第一個(gè)機(jī)床廠將主軸伺服系統(tǒng)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(zhuǎn)速指令情號(hào)或反饋信號(hào)受到干擾,使主軸驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)隨機(jī)和無(wú)規(guī)律性的波動(dòng)。判別有無(wú)干擾的方法是:當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速指令為零時(shí),主軸仍往復(fù)擺動(dòng),調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償也不能消除故障。
2.過(guò)載
切削用量過(guò)大,頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過(guò)載報(bào)警。具體表現(xiàn)為主軸電動(dòng)機(jī)過(guò)熱、主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過(guò)電流報(bào)警等。
3.主軸定位抖動(dòng)
主軸準(zhǔn)停用于刀具交換、精鏜退刀及齒輪換擋等場(chǎng)合,有3種實(shí)現(xiàn)方式:
(1)機(jī)械準(zhǔn)�?刂疲河蓭形槽的定位盤和定位用的液壓缸配合動(dòng)作。
(2)磁性傳感器的電氣準(zhǔn)�?刂�。
(3)編碼器型的準(zhǔn)�?刂疲和ㄟ^(guò)主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)置安裝或在機(jī)床主軸上直接安裝一個(gè)光電編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)�?刂�,準(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。
上述準(zhǔn)停均要經(jīng)過(guò)減速的過(guò)程,如減速或增益等參數(shù)設(shè)置不當(dāng),均可引起定位抖動(dòng)。另外,準(zhǔn)停方式1中定位液壓缸活塞移動(dòng)的限位開關(guān)失靈,準(zhǔn)停方式2中發(fā)磁體和磁傳感器之間的間隙發(fā)生變化或磁傳感器失靈均可引起定位抖動(dòng)。
4.主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配
當(dāng)進(jìn)行螺紋切削或用每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令切削時(shí),會(huì)出現(xiàn)停止進(jìn)給、主軸仍繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的故障。要執(zhí)行每轉(zhuǎn)進(jìn)給的指令,主軸必須有每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖的反饋信號(hào),一般情況下為主軸編碼器有問(wèn)題。可用以下方法來(lái)確定
(1)CRT畫面有報(bào)警顯示。
(2)通過(guò)CRT調(diào)用機(jī)床數(shù)據(jù)或I/O狀態(tài),觀察編碼器的信號(hào)狀態(tài)。
(3)用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令來(lái)執(zhí)行程序,觀察故障是否消失。
5.轉(zhuǎn)速偏離指令值
當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)技術(shù)要求所規(guī)定的范圍時(shí),要考慮:
(1)電動(dòng)機(jī)過(guò)載。
(2)CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量(通常為o~10V)沒有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令對(duì)應(yīng)的值。
(3)測(cè)速裝置有故障或速度反饋信號(hào)斷線。
(4)主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。
6.主軸電動(dòng)機(jī)故障
目前多用交流主軸,所以下面就以交流主軸電動(dòng)機(jī)為例介紹其故障。直流電機(jī)故障報(bào)警內(nèi)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(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)
CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動(dòng)裝置除了轉(zhuǎn)速模擬量控制信號(hào)外,還有使能控制信號(hào),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(hào)輸出。
(2)檢查使能信號(hào)是否接通。通過(guò)CRT觀察[/o狀態(tài),分析機(jī)床PI—c梯形圖(或流程圖),以確定主軸的啟動(dòng)條件,如潤(rùn)滑、冷卻等條件是否滿足a
(3)主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。
(4)主軸電動(dòng)機(jī)故障。
2)電機(jī)過(guò)熱
沈陽(yáng)第一個(gè)機(jī)床廠分析,可能的原因有:電動(dòng)機(jī)負(fù)荷太大,電動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)太臟。電動(dòng)機(jī)內(nèi)部風(fēng)扇損壞,主軸電動(dòng)機(jī)與伺服單元問(wèn)連線出現(xiàn)斷線或接觸不良。
3)電機(jī)速度偏離指令值,原因有:
(1)電動(dòng)機(jī)過(guò)載,有時(shí)轉(zhuǎn)速限值設(shè)定太小時(shí)也會(huì)造成電動(dòng)機(jī)過(guò)載。
(2)如果報(bào)警是在減速時(shí)發(fā)生,則故障多發(fā)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(xiǎn)絲燒斷,則大多數(shù)是因?yàn)榧铀伲瘻p速頻率次數(shù)太高所致。
(3)如果報(bào)警是在電動(dòng)機(jī)正常旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的.則可在急停后用手轉(zhuǎn)動(dòng)主軸•用示渡器觀察脈沖發(fā)生器的信號(hào):如波形不變,則說(shuō)明脈沖發(fā)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(hào)有問(wèn)題。
4)電動(dòng)機(jī)速度超過(guò)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(shè)定有誤或調(diào)整不良。
(2)印制線路板上的ROM存儲(chǔ)器不對(duì)。
(3)印制電路板有故障。
5)交流主軸電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)異常噪聲與振動(dòng)
對(duì)這類故障可按下述方法進(jìn)行檢查和判斷:
(1)檢查異常噪聲和振動(dòng)是在什么情況下發(fā)生的。如在減速過(guò)程發(fā)生,則再生回路可能有故障,此時(shí)應(yīng)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(wěn)速旋轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生,則應(yīng)確認(rèn)反饋電壓是否正常。如正常,則可在電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)撥下指令信號(hào)插頭,觀察電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)過(guò)程中是否有異常噪聲如果有噪聲,則說(shuō)明機(jī)械部分有問(wèn)題;如無(wú)噪聲,說(shuō)明印制線路板有故障。
(3)如果反饋電壓不正常,則應(yīng)檢查振動(dòng)周期是否與速度有關(guān)。如與速度無(wú)關(guān),則可能是調(diào)整不好或機(jī)械問(wèn)題或印制線路不蠱。
(4)如果振動(dòng)周期與速度有關(guān),則應(yīng)檢查主軸與主軸電動(dòng)機(jī)的齒數(shù)比是否合適,主軸的脈沖發(fā)生器是否不好。
6)交流主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)或達(dá)不到正常轉(zhuǎn)速檢查步驟和可能的原因?yàn)椋?br />
(1)觀察CNC給出速度指令后,報(bào)警燈是否亮。。如報(bào)警燈亮,則按顯示的報(bào)警號(hào)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(yīng)檢查指令是否為模擬信號(hào)。如果是模擬信號(hào),則CNC系統(tǒng)內(nèi)部有問(wèn)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(yīng)觀察是否有準(zhǔn)停信號(hào)輸入。如果有這個(gè)信號(hào)輸入,則應(yīng)解除這個(gè)信號(hào);否則,可能是設(shè)定錯(cuò)誤、印制線路板調(diào)整不良或印制線路板不良。
(4)主軸不能啟動(dòng)還可能是傳感器安裝不皇,而磁性傳感器擻有發(fā)出檢測(cè)信號(hào)。
(5)電纜連接不好也會(huì)引起此故障。
注:以上資料由沈陽(yáng)第一機(jī)床廠相關(guān)工作人員總結(jié)