第五章數(shù)控伺服系統(tǒng)-資料下載頁(yè)
2024-10-11 12:19本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】數(shù)控伺服系統(tǒng)主要是指各坐標(biāo)軸進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的位置控制系統(tǒng)。主軸伺服系統(tǒng)用于控制機(jī)床主軸的轉(zhuǎn)動(dòng)。一定規(guī)律運(yùn)動(dòng)所合成的運(yùn)動(dòng)軌跡。量之間的誤差大小，誤差愈小，精度愈高。一般要求調(diào)速范圍>1000，且為無(wú)級(jí)調(diào)速。行元件的動(dòng)作原理分為電液和電氣伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。動(dòng)系統(tǒng)又分為直流、交流及直線電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。機(jī)床加工的特點(diǎn)是，在低速時(shí)進(jìn)行重切削。后，能達(dá)到新的或者恢復(fù)到原來(lái)平衡狀態(tài)的能力。步進(jìn)電機(jī)每輸入一個(gè)脈沖，繞組的通電狀態(tài)就變換一次，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與輸入的脈沖頻率成正比。累積值稱為步距的累積誤差。步進(jìn)電機(jī)的步距累積誤差將以一。轉(zhuǎn)為周期重復(fù)出現(xiàn)。電機(jī)轉(zhuǎn)速變化的需要把不同頻率的脈沖送到脈沖分配器。放大器，使步進(jìn)電機(jī)的各相繞組輪流通電。由硬件或軟件產(chǎn)生。夠快，高頻時(shí)帶負(fù)載能力低。是永磁式直流伺服電機(jī)，其特點(diǎn)是調(diào)速范圍寬，輸出轉(zhuǎn)矩大，過(guò)載能力強(qiáng)，而且電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較大，應(yīng)用較方便。強(qiáng)，響應(yīng)快，動(dòng)態(tài)特性好。
【正文】 分。 52 7．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 I/O狀態(tài)，分析機(jī)床 PLC梯形圖 (或流程圖 )，以確定主軸的啟動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足。 ③ 主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。 ④ 主軸電動(dòng)機(jī)故障。 53 二、給伺服系統(tǒng)的故障形式及診斷方法 1．故障形式 當(dāng)進(jìn)給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通常有三種表現(xiàn)方式： 1）在 CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息； 2）在進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元的故 障； 3）進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不正常，但無(wú)任何報(bào)警信息。進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見(jiàn)的故障有： (1)超程 當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開(kāi)關(guān)決定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在 CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)，即可排除故障，解除報(bào)警。 54 (2) 過(guò)載 當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大、頻繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過(guò)載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)流等報(bào)警信息。同時(shí)，在強(qiáng)電柜中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)載、過(guò)電流等信息。 (3) 竄動(dòng) 在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象： ① 測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋 信號(hào)干擾等。 ② 速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾。 ③ 接線端子接觸不良，如螺釘松動(dòng)等。當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正向運(yùn)動(dòng)向反向運(yùn)動(dòng)的瞬間，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過(guò)大所致。 55 (4) 爬行 發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過(guò)低及外加負(fù)載過(guò)大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。 (5)振動(dòng) 分析機(jī)床振動(dòng)周期是否與進(jìn)給速度有關(guān)。 ①如與進(jìn)給速度有關(guān)，振動(dòng)一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān)。 ②若與進(jìn)給速度無(wú)關(guān)，振動(dòng)一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)。 ③如振動(dòng)在加減速過(guò)程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時(shí)間設(shè)定過(guò)小造成的。 56 (6)伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為 DC+24V繼電器線圈電壓。 ① 檢查數(shù)控系統(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 I/O狀態(tài)，分析機(jī)床 PLC梯形圖 (或流程固 )，以確定進(jìn)給軸的起動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足。 ③ 對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng) 檢查電磁制動(dòng)是否釋放。 ④ 進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障。 ⑤ 伺服電動(dòng)機(jī)故障 。 57 (7) 位置誤差 當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過(guò)位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過(guò)大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因： ① 系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍過(guò)小。 ② 伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)。 ③ 位置檢測(cè)裝置有污染。 ④ 進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過(guò)大。 ⑤ 主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置 (如平衡油缸等 )不穩(wěn)。 (8) 漂移 當(dāng)指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍移動(dòng)，從而造成位置誤差。通過(guò)漂移補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元上的零速調(diào)整來(lái)消除。 (9) 回參考點(diǎn)故障。 58 2．故障定位 由于伺服系統(tǒng)是由位置環(huán)和速度環(huán)組成的，當(dāng)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，為了快速定位故障的部位，可以采用如下兩種方法： 1)模塊交換法 數(shù)控機(jī)床有些進(jìn)給軸的驅(qū)動(dòng)單元具有相同的當(dāng)量，如立式加工中心， X軸和 Y軸的驅(qū)動(dòng)單元往往是一致的，當(dāng)其中的某一軸發(fā)生故障時(shí)，可以用另一軸來(lái)替代，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，快速確定故障的部位。 2)外接參考電壓法 當(dāng)某軸進(jìn)給發(fā)生故障時(shí)，為了確定是否為驅(qū)動(dòng)單元和伺服電動(dòng)機(jī)故障，可以脫開(kāi)位置環(huán)，檢查速度環(huán)。
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