伺服系统的故障特点

《伺服系统的故障特点》由会员分享，可在线阅读，更多相关《伺服系统的故障特点（30页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第四章 伺服系统的故障特点 及诊断技术4.1 概述 数控机床中的伺服系统代替了传统机床的机 械传动。伺服系统的高性能和高可靠性决定 的整台机床的性能和可靠性。 伺服驱动系统和CNC系统位置控制装置构成 了位置伺服系统。 数控机床的伺服驱动系统主要有两种：进给 伺服和主轴伺服系统。 伺服系统从组成关系上看有：开环，闭环和 半闭环系统三种。 从电气控制原理来分：直流和交流伺服系统 。4.2 伺服系统的结构和工作原 理 一、伺服系统的概念和作用 伺服：原理，过程 位置环，速度环，电流环 三环调节器的两个问题：输入输出， 负反馈 位置检测与反馈 速度检测与反馈 电流检测与反馈 PID调节器4.2 伺服

2、系统的结构和工作原 理 二、伺服系统的组成及工作原理 1、概念、位置和作用 2、组成：驱动控制单元，驱动元件， 机械传动部件，执行部件和检测反馈环节 。 工作原理：4.3 主轴伺服系统故障及诊断数控机床对数控主轴的要求：调速范围宽，转速连续可调，恒 功率范围宽。 两种驱动方式：加变速箱，通过同步齿形带或皮带直接驱动。 一、常用主轴驱动系统介绍 1、FANUC公司主轴驱动系统 2、SIEMENS公司主轴驱动系统 主轴伺服系统的故障的表现形式： 1、在CRT上或操作面板上显示报警内容或信 息 2、主轴控制器上有相应报警指示； 3、无任何报警信息。4.3 主轴伺服系统故障及诊断 二、主轴伺服系统的故

3、障形式和诊断方 法 主轴伺服系统的常见故障及相应诊断方法有： 外界干扰：调整干扰造成的漂移； 过载：调整切削量和加工方式； 主轴定位抖动： 主轴转速与进给不匹配 转速偏离指令值 主轴异常噪声及振动 主轴电机不转4.3 主轴伺服系统故障及诊断 三、直流主轴驱动的故障诊断 1、控制回路 2、主回路4.3 主轴伺服系统故障及诊断 交流主轴驱动的故障诊断 1、6SC650系列交流主轴驱动装置 组成 故障诊断 2、主轴通用变频器 电源显示： 故障显示：指示灯，数码管，字符 预置设定 故障诊断：过电压，欠电压，过电 流 测量：绝缘，电流，电压，波形， 整流器和逆变器的故障判断。4.4 进给伺服系统故障及诊

4、断 组成：各坐标轴的进给驱动装置，位置检测 装置及机床进给传动链。 作用：完成各坐标轴的位置控制。 原理或过程： 一、常见进给伺服驱动系统介绍 1、直流进给伺服系统 FANUC公司直流进给伺服系统 SIEMENS公司直流进给伺服系统 MITSUBISHI公司直流进给伺服系 统4.4 进给伺服系统故障及诊断2、交流进给伺服系统 FANUC公司系统 SIEMENS公司系统 MITSUBISHI公司系统 AB公司系统 3、步进伺服系统 KT400数控系统及KT300步进驱动 装置 SINUMERIK 802S数控系统配 STEPDRIVER步进装置及IMP5五相步进电动机 。4.4 进给伺服系统故障

5、及诊断 二、伺服系统结构形式 主要体现在检测信号的反馈形式上 ： 1、方式一：速度反馈与位置反馈信号 处理分离，驱动装置与数控系统配接有通 用性。 2、方式二：共用一个电机编码器， NC内统一处理两 种反馈； 3、方式三：共用一个编码器，信号分 开处理。 4、方式四：数字式伺服系统。4.4 进给伺服系统故障及诊断 三、进给伺服系统的故障形式及诊断方法 1、故障形式：超程 过载 窜动 爬行 振动 伺服电动机不转 位置误差 漂移 回参考点故障4.4 进给伺服系统故障及诊断2、故障定位 模块交换法 外接参考电压法：注意三个使能信 号。 四、伺服电动机的维护 1、直流伺服电动机的维护 电刷维护，定期检

6、查 2、交流伺服电动机的维护 不用维护电刷，按故障维护相应部 位 常见故障：接线故障，转子位置检 测装置故障，电磁制动故障； 故障判断方法：电机绕组绝缘检查 ，手工检查4.4 进给伺服系统故障及诊断 五、进给驱动的故障诊断 任务：接受NC装置的速度控制信号 ，驱动电机带动丝杠实现工作台，刀台的直线 位移。 从结构上分类：模块式，单元式。 从驱动方式上分：直流PWM晶闸管 式，交流同步电动机变频控制方式，步进电机 驱动方式。 1、直流进给驱动：FANUC公司产品 为例 2、交流进给驱动： 3、步进电动机驱动：维修实例：4.5 位置检测装置故障及诊断数控机床最终以位置控制为目的。 一、故障形式 一

7、般在CRT上有指示及报警信息 二、位置检测元件的维护 1、光栅：透射式，反射式防污： 防振： 2、光电脉冲编码器防振和防污 联接松动4.5 位置检测装置故障及诊断3、感应同步器 4、旋转变压器 5、磁栅尺 三、位置检测装置的故障诊断 1、输出信号： 2、EXE信号处理： 3、故障诊断维修实例伺服系统补充知识 参考数控机床故障诊断及维护p85 西门子6SC650交流主轴驱动装置示例 。 变频器的电源连接：p88 P114：EXE信号处理，故障诊断伺服系统总结 数控机床中的伺服系统是数控系统控制 机床的直接执行部件。它是否稳定运行 直接影响到机床的稳定性。 伺服系统故障也是数控系统中故障多发 的方

8、面。主要是因为这一部分是和机床 相连的，它的运行容易受到机床及外界 因素的干扰，从而发生故障。 检测元件的故障也是不可忽视的，主要 表现在反馈信号的错误形式上。第五章 PLC模块故障及诊断方 法PLC： LOGICAL PMC： MACHINE PC： PROGRAMMABLE CONTROLLER5.1 概述 PLC是数控系统与机床很多信号联系的 通道，主要对如主轴正反转、启动停止 、刀库及换刀机械手控制、工件夹紧松 开、工作台交换、气液压、冷却和润滑 等辅助动作进行顺序控制。 顺序控制的信息主要是：I/O控制，伺 服驱动装置的使能和报警处理等。 PLC的形式有两种： 外装式：单独cpu 内

9、装型：共用cpu5.1 概述 一、PLC与外部信息的交换 1、机床到PLC： 2、PLC到机床： 3、CNC到PLC： 4、PLC到CNC： 示意图：CNC PLCI/OO.P.电柜MTSERVO5.1 概述 二、数控机床PLC的功能机床操作面板控制 机床外部开关输入信号控制 输出信号控制 伺服控制 报警处理控制 磁盘驱动器控制 转换控制 主轴控制接触器 在线自动修改有关机床数据位 切换伺服系统进给模块及用于坐标轴的各 开关，按键等。5.2 PLC的工作原理及特点 一、PC的基本结构 二、PC的工作过程 扫描 工作过程：自诊断，与外设通讯，输入现场 状态，解算用户逻辑，输出结果。 三、PC的主

10、要功能 基本逻辑控制 计时，计数控制 步进控制 A/D,D/A转换 数据处理 工业通讯网络 监控 各种智能I/O模块相继开发。5.2 PLC的工作原理及特点 四、PC的主要特点 通用性好 可靠性高，抗干扰能力强 接线简单 编程简单，使用方便 体积小，功耗小，性价比高 五、PC的应用领域 逻辑控制 模拟量控制 数字控制 机器人控制 多级控制系统5.2 PLC的工作原理及特点 六、PC的技术发展动向高运算速度 强大的功能 高可靠性 网络通信技术的发展 开发编程语言5.3 PLC的用户程序 一、梯形图 二、语句表 实例：5.4 PLC故障诊断 一、PLC故障的表现形式 1、可通过CNC报警直接找到故

11、障原因 ； 2、有CNC故障显示，但不能反映真正 原因； 3、故障无任何提示。 二、数控机床PLC故障诊断方法 1、根据报警号诊断故障：例 2、根据动作顺序诊断故障：例 3、根据控制对象的工作原理诊断：例 4、根据PLC的I/O状态诊断故障：例 5、根据PLC梯形图诊断故障：例PLC补充知识 PLC的I/O接口的故障是数控机床运行过程中 最常见的故障，这是因为组成I/O的各类开关 元件长期暴露在外，受到机械磨损、油气侵 蚀等因素的影响，造成开关的可靠性下降以 至失灵，从而引起机床动作故障。 PLC的控制方式主要是：顺序控制。 顺序控制的信息主要是I/O控制，如控制开关 、行程开关、压力开关和温度开关等输入元件， 继电器、接触器和电磁阀等输出元件；同时还包 括主轴驱动和进给伺服驱动的使能控制和机床故 障报警处理等。PLC补充知识 PLC的各类输入元件控制开关：按钮，旋钮或可锁开关，紧停开 关，转换开关，脚踏开关等。 行程开关：直动式，滚动式，微动式 接近开关：电感式，电容式，电磁感应式， 光电式，霍尔式 压力开关： 温控开关：热敏电阻等。 输出元件： 接触器： 继电器。总结 PLC的故障主要反映在I/O接口的故障上 。如数控系统一样，PLC的运行状态也 是非常稳定的，而输入输出接口由于常 期裸露在外，容易发生故障。这一点也 应当是机床日常维护的重要内容。