專(zhuān)家支招 排查數(shù)控機(jī)床主軸伺服系統(tǒng)故障

時(shí)間:2010-03-22

來(lái)源:中國(guó)傳動(dòng)網(wǎng)

導(dǎo)語(yǔ):闡述了如何排查數(shù)控機(jī)床主軸伺服系統(tǒng)故障問(wèn)題

      1.某數(shù)控車(chē)床主軸在點(diǎn)動(dòng)時(shí)往返擺動(dòng),停車(chē)時(shí)產(chǎn)生很大的響聲。檢查主軸電動(dòng)機(jī)、主軸箱均正常。測(cè)量主軸驅(qū)動(dòng)裝置的工作電壓時(shí),發(fā)現(xiàn)士20V DC的紋波竟然達(dá)到4V峰峰值。排除方法:更換直流電源板中的100μF和1000μF的濾波電容后,主軸往返擺動(dòng)崖故障排除。

  檢查啟動(dòng)、停車(chē)的過(guò)渡時(shí)間電位器和增益電位器時(shí),發(fā)現(xiàn)1t位器的調(diào)節(jié)箭頭位置與隨機(jī)圖紙中的箭頭位置不符。啟動(dòng)、偌車(chē)的過(guò)渡時(shí)間由圖紙上的15s變成了10s,增益電位器的箭頭創(chuàng)錯(cuò)誤位置使增益值比圖紙上的增益參考值高了許多。該機(jī)床主軸電動(dòng)機(jī)功率為56kW,由于啟動(dòng)、停車(chē)的過(guò)渡時(shí)間比正常合時(shí)間縮短了1/3,主軸電動(dòng)機(jī)的機(jī)械慣性作用在齒輪上產(chǎn)生很少的聲響,并使齒輪受損。增益過(guò)大使得超調(diào)嚴(yán)重,加上啟動(dòng)、停車(chē)的過(guò)渡時(shí)間減小,加劇了主軸機(jī)械的聲響。排除方法:按圖紙中的箭引位置重新調(diào)整,故障排除。

  2.某加工中心采用直流主軸電動(dòng)機(jī)、邏輯無(wú)環(huán)流可逆調(diào)z系統(tǒng)。當(dāng)用M03指令啟動(dòng)時(shí)有“咔、咔”的沖擊聲,電動(dòng)機(jī)換上有輕微的火花,啟動(dòng)后無(wú)明顯的異?,F(xiàn)象;用M05指令使主車(chē)停止運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),換向片上出現(xiàn)強(qiáng)烈的火花,同時(shí)伴有“叭、叭”的方電聲,隨即交流回路的保險(xiǎn)絲熔斷?;鸹ǖ膹?qiáng)烈程度與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有關(guān),轉(zhuǎn)速越高,火花越大,啟動(dòng)時(shí)的沖擊聲也越明顯。用急停方式停止主軸,換向片上沒(méi)有任何火花。

  該機(jī)床的主軸電動(dòng)機(jī)有兩種制動(dòng)方式:①電阻能耗制動(dòng),只用于急停。②回饋制動(dòng),用于正常停機(jī)(M05)。主軸直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)邏輯無(wú)環(huán)流可逆控制系統(tǒng),任何時(shí)候不允許正、反兩組晶閘管同時(shí)工作,制動(dòng)過(guò)程為本橋逆變—電流為零—他橋逆變制動(dòng)。根據(jù)故障特點(diǎn),急停時(shí)無(wú)火花,而用M05時(shí)有火花,說(shuō)明故障與逆變電路有關(guān)。他橋逆變時(shí),電動(dòng)機(jī)運(yùn)行在發(fā)電機(jī)狀態(tài),導(dǎo)通的晶閘管始終承受著正向電壓,這時(shí)晶閘管觸發(fā)控制電路必須在適當(dāng)時(shí)刻使導(dǎo)通的晶閘管受到反壓而被迫關(guān)斷。若是漏發(fā)或延遲了觸發(fā)脈沖,己導(dǎo)通的晶閘管就會(huì)因得不到反壓而繼續(xù)導(dǎo)通,并逐漸進(jìn)入整流狀態(tài),其輸出電壓與電動(dòng)勢(shì)形成順極性串聯(lián),造成短路,引起換向片上出現(xiàn)火花、熔絲熔斷的故障。同理,啟動(dòng)過(guò)程中的整流狀態(tài),若漏發(fā)觸發(fā)脈沖,己導(dǎo)通的晶閘管會(huì)在經(jīng)過(guò)自然換向點(diǎn)后自行關(guān)斷,這將導(dǎo)致晶閘管輸出斷續(xù),造成電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊,因此,本故障是由晶閘管的觸發(fā)電路故障引起的。

  3.某加工中心主軸在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)抖動(dòng),主軸箱噪聲增大,影響加工質(zhì)量。經(jīng)檢查,主軸箱和直流主軸電動(dòng)機(jī)正常,為此把檢查轉(zhuǎn)移到主軸電動(dòng)機(jī)的控制系統(tǒng)上來(lái)。

  經(jīng)測(cè)試,速度指令信號(hào)正常,而速度反饋信號(hào)出現(xiàn)不應(yīng)有的脈沖信號(hào),問(wèn)題出在速度檢測(cè)元件即測(cè)速發(fā)電機(jī)上。當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),帶動(dòng)測(cè)速發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子一起運(yùn)轉(zhuǎn),這樣酒速發(fā)電機(jī)輸出正比于主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的直流反饋電壓。經(jīng)檢查,測(cè)速發(fā)電機(jī)碳刷完好,但換向器因碳粉堵塞,而造成一繞組斷路,使得測(cè)速反饋信號(hào)出現(xiàn)規(guī)律性的脈沖,導(dǎo)致速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)不平穩(wěn),使驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)輸出的電流忽大忽小,從而造成電動(dòng)機(jī)軸的抖動(dòng)。排除方法:用酒精清洗換向器,徹底消除碳粉,即可排除故障。

  4.AC200S交流主軸驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。AC200S是矢量控制晶體管正弦波PWM的主軸驅(qū)動(dòng)裝置,由帶冷卻的風(fēng)扇和電容器的韌架,主軸驅(qū)動(dòng)裝置,電源和再生電路及裝配有編碼器的主軸電動(dòng)機(jī)組成。當(dāng)出現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的故障時(shí),可采用如下圖所示的流程圖來(lái)檢查。當(dāng)出現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)的故障時(shí),可采用如下圖所示的流程圖來(lái)檢查。

排查數(shù)控機(jī)床主軸伺服系統(tǒng)故障

      其中,LED1、LED2、LED3為驅(qū)動(dòng)模塊面板上的報(bào)警指示燈;4PL為數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)模塊連接用的37芯插座,其中8和26腳為速度指令信號(hào);1PL為驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊連接用插座;JP6、JP10和JP11是不同規(guī)格編碼器設(shè)置的跨接棒;JP30為是否帶輔助功能模塊的跨接棒。

  伺服系統(tǒng)通討電機(jī)與運(yùn)動(dòng)部件直接相連,是強(qiáng)弱電的綜合部位,也是故障的高發(fā)區(qū)。這一部分相互關(guān)系錯(cuò)綜復(fù)雜,系統(tǒng)所給出的故障判斷信息一般都是故障對(duì)系統(tǒng)所產(chǎn)生的影響,并不能完全給出故障部位。這就需要提高維修人員的理論水平和故障綜合判斷能力,進(jìn)行日常工作經(jīng)驗(yàn)的積累和總結(jié)。其中,LED1、LED2、LED3為驅(qū)動(dòng)模塊面板上的報(bào)警指示燈;4PL為數(shù)控系統(tǒng)與驅(qū)動(dòng)模塊連接用的37芯插座,其中8和26腳為速度指令信號(hào);1PL為驅(qū)動(dòng)模塊和電源模塊連接用插座;JP6、JP10和JP11是不同規(guī)格編碼器設(shè)置的跨接棒;JP30為是否帶輔助功能模塊的跨接棒。

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