数控机床故障诊断与维修（第4版）（微课版）课件 7 伺服系统的故障诊断与维修

项目七

伺服系统的故障诊断与维修

朱强一、工作任务导入项目七

伺服系统的故障诊断与维修

进给伺服系统简图进给伺服系统出现故障时，通常由三种表现形式：一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息；二是进给伺服驱动单元上用报警灯或数码管显示驱动单元的故障；三是运动不正常，但无任何报警。（一）伺服系统的常见报警与处理方法

1．伺服系统的常见报警

二、学习情境（1）进给伺服系统出错报警故障

这类故障的起因，大多是速度控制单元方面的故障引起的，或是主控制印制线路板与位置控制或伺服信号有关部分的故障。

（2）检测元件或检测信号方面引起的故障例如：某数控机床显示“主轴编码器断线”，引起的原因有：①电动机动力线断线。如果伺服电源刚接通，尚未接到任何指令时，就发生这种报警，则由于断线而造成故障可能性最大。②伺服单元印制线路板设定错误，如将检测元件脉冲编码器设定成了测速发电动机等。③没有速度反馈电压或时有时无，这可用显示其来测量速度反馈信号来判断，这类故障除检测元件本身存在故障外，多数是由于连接不良或接通不良引起的。④由于光电隔离板或中间的某些电路板上劣质元器件所引起的。当有时开机运行相当长一段时间后，出现“主轴编码器断线”，这时重新开机，可能会自动消除故障。（3）参数被破坏（4）主电路检测部分异常（5）超速

（6）限位动作（7）过热报警故障

（8）

电动机过载（9）伺服单元过电流报警

（10）伺服单元过电压报警

（11）伺服单元欠电压报警

（12）位置偏差过大

（13）再生故障

（14）编码器出错

（15）漂移补偿量过大的报警

2．常用伺服报警号3．伺服诊断画面的使用伺服驱动系统所配套的位置检测编码器状态、驱动器工作状态等信息可以通过CNC的FSSB总线从驱动器传送到CNC中，在CNC上可以通过诊断数据检查驱动系统的工作状态，这些状态大部分以二进制位信号的形式在CNC诊断页面显示，它们是CNC发生伺服驱动报警时的故障判别依据。（二）伺服位置反馈装置故障诊断方法FANUC数控系统既可以用于半闭环工作，又可以用于全闭环工作，半闭环位置检测为伺服电机尾部的光电编码器，全闭环位置检测来自于机床上直线光栅尺等直线位移检测器件。数控系统伺服反馈故障常见的是断线故障，断线报警根据产生的原因不同，分为硬件断线报警和软件断线报警。例7-1：某立式加工中心，数控系统采用FANUC0iMC系统，伺服电机为αi12/3000，外加直线光栅构成全闭环，在使用过程中产生Z轴445#报警，系统停止工作。1．故障报警过程当数控系统设计和调试为全闭环位置控制方式，数控系统除实时检测编码器是否有断线报警外，还实时对半闭环检测的位置数据与分离式直线位置检测反馈的脉冲数进行偏差计算，若超过参数NO.2064设置值，就会产生445#报警。2．故障产生原因根据直线位置检测反馈工作过程，故障原因可能由于直线位置检测器件断线或插座没有插好产生的；直线位置反馈装置的电源电压偏低或没有；位置反馈检测器件本身故障；光栅适配器等，闭环位置检测器件是通过光栅适配器进入伺服位置控制回路。（三）伺服进给装置故障诊断方法进给伺服的常见故障有：超程

有软件超程、硬件超程和急停保护三种。过载当进给运动的负载过大、频繁正反向运动，以及进给传动润滑状态和过载检测电路不良时，都会引起过载报警。窜动在进给时出现窜动现象：测速信号不稳定；速度控制信号不稳定或受到干扰；接线端子接触不良；反响间隙或伺服系统增益过大所致。爬行发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益过低以及外加负载过大等因素所致。振动分析机床振动周期是否与进给速度有关伺服电机不转数控系统至进给单元除了速度控制信号外，还有使能控制信号，使能信号是进给动作的前提。位置误差当伺服运动超过允许的误差范围时，数控系统就会产生位置误差过大报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。主要原因：系统设定的允差范围过小；伺服系统增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链累积误差过大；主轴箱垂直运动时平衡装置不稳。三、任务实施（一）伺服轴跟踪误差过大报警及排除1829和1828的参数限定值误差计数器读数过程图（二）伺服轴进给抖动、爬行故障诊断与排除（三）光栅尺的拆装与调试实训1．光栅尺的基本结构