数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修.pptx

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第三章 进给驱动系统 故障诊疗与维修,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第1页,3.1 对伺服进给系统要求,1.调速范围宽,2.定位精度高,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第2页,3.有足够,传动刚性,和高,速度稳定性,4.,快速响应，无超调,为了确保生产率和加工质量，除了要求有较高定位精度外，还要求有良好快速响应特征，即要求跟踪指令信号响应要快，因为数控系统在开启、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第3页,5.低速,大转矩,，,过载能力强,普通来说，伺服驱动器含有数分钟甚至半小时内1.5倍以上过载能力，在短时间内能够过载46倍而不损坏。,6.,可靠性高,要求数控机床进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，含有较强温度、湿度、振动等环境适应能力和很强抗干扰能力。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第4页,7.对电机要求,1）从最低速到最高速电机都能,平稳运转,，转矩波动要小，尤其在低速如0.1,r/min,或更低速时，仍有平稳速度而无爬行现象。,2）电机应含有大较长时间,过载能力,，以满足低速大转矩要求。普通直流伺服电机要求在数分钟内过载46倍而不损坏。,3）为了满足,快速响应,要求，电机应有较小转动惯量和大堵转转矩，并含有尽可能小时间常数和开启电压。,4）电机应能承受,频繁启、制动和反转,。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第5页,3.2 数控机床进给驱动系统基本形式,数控机床所采取伺服进给系统按控制系统结构能够分为,开环控制、闭环控制、半闭环控制以及混合控制,4种。,无位置反馈装置伺服进给系统称为开环控制系统。使用步进电机（包含电液脉冲马达）作为伺服执行元件，是其最显著特点。,在开环控制系统中，数控装置输出脉冲，经过步进驱动器环形分配器或脉冲分配软件处理，在驱动电路中进行功率放大后控制步进电机，最终控制了步进电机角位移。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第6页,步进电机再经过减速装置（或直接连接）带动了丝杠旋转，经过丝杠将角位移转移。所以，控制步进电机转角与转速，就 能够间接控制移动部件移动速度与位移量。如图3-1为开环控制驱动系统结构原理图。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第7页,图3-1 开环控制伺服驱动系统结构原理图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第8页,为半闭环控制系统结构原理图。,图3-2 半闭环控制系统结构原理图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第9页,图3-3 全闭环控制系统结构原理图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第10页,采取开环控制系统数控机床结构简单，制造成本低，不过因为系统对移动部件实际位移量不进行检测，所以无法经过反馈自动进行误差检测和校正。,步进电机步距角误差、齿轮与丝杠等部件传动误差,最终都将影响被加工零件精度；尤其是在负载转矩超出电动机输出转矩时，将造成步进电机“失步”，使加工无法进行。,所以，开环控制仅适合用于加工精度要求不高，负载较轻且改变不大简易、经济型数控机床上。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第11页,采取半闭环控制系统数控机床，电气控制与机械传动间有显著分界，所以调试维修与故障诊疗较方便且机械部分间隙摩擦死区刚度等非线性步骤都在闭环以外，所以系统稳定性很好。,伺服电机和光电编码器通常做成一体，电动机和丝杠间能够直接联接或经过减速装置联接；位置检测单位和实际最小移动单位间匹配，能够经过数控系统参数（电子齿轮比）进行设置。它含有传动系统简单、结构紧凑、制造成本低、性能价格比高等特点，从而在数控机床上得到广泛应用。如图3-2为半闭环控制系统结构原理图。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第12页,采取闭环控制系统数控机床特点是：机床移动部件上直接安装有直线位移检测装置，检测装置检测最终位移输出量。实际位移值被反馈到数控装置或伺服驱动中，它能够直接与输入指令位移值进行比较，用误差进行控制，最终实现移动部件准确运动和定位。从理论上说，对于这么闭环系统，其运动精度仅取决于检测装置检测精度，它与机械传动误差无关，显然，其精度将高于半闭环系统。而且它能够对传动系统间隙、磨损自动赔偿，其精度保持性要比半闭环系统好得多。图3-3为全闭环控制系统结构原理图。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第13页,因为闭环控制系统工作特点，它对机械结构以及传动系统要求比半闭环更高，传动系统刚度、间隙、导轨爬行等各种非线性原因将直接影响系统稳定性，严重时甚至产生振荡。,处理以上问题最正确路径是采取直线电动机作为驱动系统执行器件。采取直线电动机驱动，能够完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动步骤，大大简化机械传动系统结构，实现了所谓“零传动”。它从根本上消除了传动步骤对精度、刚度、快速性、稳定性影响，故能够取得比传统进给驱动系统更高定位精度、快进速度和加速度。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第14页,从原理上说，数控机床伺服系统应包含从位置指令脉冲给定到实际位置输出全部步骤，即包含位置控制、速度控制、驱动电动机、检测元器件等部分。但在很多系统中，为了制造方便，通常将伺服系统位置控制部分与,CNC,装置制成一体，所以，人们平时习惯上所说机床伺服进给系统，普通是指伺服进给系统速度控制单元、伺服电动机、检测元器件部分，而不包含位置控制部分。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第15页,3.3.1、步进电机工作原理,步进电机是一个能将数字脉冲以轴步进一个步距角增量，所以，步进电机能很方便地将电脉冲转换为角位移，含有很好定位精度，无漂移和无积累定位误差优点，能跟踪一定频率范围脉冲列，可作同时电动机使用，广泛地应用于各种小型自动化设备及仪器。,3.3,步进驱动系统,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第16页,3.3.2 步进电机分类：,按转矩产生原理可分为:,1.反应式步进电机;,2.永磁式步进电机;,3.混合式步进电机；,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第17页,可变磁阻式步进电机又称为,反应式步进电机,，工作原理是由改变电动机定子和转子软钢齿之间电磁引力来改变定子和转子相对位置，这种电动机结构简单、步距角小。,永磁式步进电机,转子铁心上装有多条永久磁铁，转子转动与定位是由定、转子之间电磁引力与磁铁磁力共同作用。与反应式步进电机相比，相同体积永磁式步进电动机转矩大，步距角也大。,混合式步进电机,结合了反应式步进电机和永磁式步进电机优点，采取永久磁铁提升电动机转矩，采取细密极齿来减小步距角，是当前数控机床上应用最多步进电动机。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第18页,从控制绕组数量上可分为:,1.二相步进电机。,2.三相步进电机。,3.四相步进电机。,4.五相步进电机。,5.六相步进电机。,从运动型式上可分为：,1.旋转步进电机。,2.直线步进电机。,3.平面步进电机。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第19页,（,一）.驱动电路：,(,a),(,b),(,c),V,DC,V,DC,V,DC,步进电机绕组驱动电路，单极性电流普通采取下列图,双管串联电路,双极性电流普通采取下列图,H,桥电路;,对于三相混合式步进电机则采取三相逆变桥电路,3.3.3,步进电机驱动电路、控制方式及接线图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第20页,（二）,步进电动机绕组电流控制电路,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第21页,（三）.步进电机接线图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第22页,（一）步距角和步距误差：,转子每步转过空间机械角度，即步距角,为,=360/Z*N,其中,Z-,转子齿数，,N-,运行拍数。,步进电机每走一步，转子实际角位移与设计步距角存在有步距误差。连续走若干步时，上述误差形成累积值。转子转过一圈后，回至上一转稳定位置，所以步进电机步距误差不会长久积累。步进电机步距积累误差，是指一转范围内步距积累误差最大值，步距误差和积累误差通惯用度、分或者步距角百分比表示。影响步距误差和积累误差主要原因有:齿与磁极分度精度；铁心迭压及装配精度；各相矩角特征之间差异大小；气隙不均匀程度等。,（四）步进电机主要特征：,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第23页,（二）静态矩角特征和最大静转矩特征：,所谓静态是指电机不改变通电状态，转子不动时工作状态。空载时，步进电机某相通以直流电流时，该相对应定、转子齿对齐，这时转子无转矩输出。如在电机轴上加一顺时针方向负载转矩，步进电机转子则按顺时针方向转过一个小角度,，,称为失调角,这时转子电磁转矩,T,与负载转矩相等。矩角特征是描述步进电机稳态时，电磁转矩与失调角,之间关系曲线，或称为静转矩特征。,T,0,步进电机矩角特征,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第24页,（三）,开启惯频特征,在,负载转矩,M,L,=0,条件下，步进电动机由静止状态突然开启，不丢步地进入正常运行状态所允许最高开启频率，称为,开启频率,或突跳频率，超出此值就不能正常开启。开启频率与机械系统转动惯量相关，包含步进电动机转子转动惯量，加上其它运动部件折算至步进电动机轴上转动惯量。下列图表示开启频率与负载转动惯量之间关系。伴随负载惯量增加，起动频率下降。若同时存在负载转矩,ML；,则起动频率将深入降低。在实际应用中，因为,ML,存在，可采取开启频率要比惯频特征还要低。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第25页,（四）步进电机矩频特征：,矩频特征是用来描述步进电机连续稳定运行时输出转矩写连续运行频率之间关系曲线,。矩频特征曲线上每一频率所对应转矩称为动态转矩。动态转矩除了和步进电机结构及材料相关外，还与步进电机绕组连接、驱动电路、驱动电压有亲密关系。下列图是混合式步进电机连续运行时经典矩频特征曲线,。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第26页,1.电机不运转,1）驱动器无供电电压,2）驱动器保险丝熔断,3）驱动器报警(过电压、欠电压、过电流、过热),4）驱动器与电机连线断线,5）,系统参数设置不妥,6）驱动器使能信号被封锁,7）接口信号线接触不良,8）驱动器电路故障,9）电机卡死或者出现故障,10）电动机生锈,11）指令脉冲太窄、频率过高、脉冲电平太低,3.3.4 步进电机常见故障及分析：,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第27页,2.,电机起动后堵转,1）指令频率太高,2）负载转矩太大,3）加速时间太短,4）负载惯量太大,5）电源电压降低,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第28页,3.电机运转不均匀，有抖动,1）指令脉冲不均匀,2）指令脉冲太窄,3）指令脉冲电平不正确,4）指令脉冲电平与驱动器不匹配,5）脉冲信号存在噪声,6）脉冲频率与机械发生共振,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第29页,4.电机运转不规则，正反转地摇摆,1）指令脉冲频率与电机发生共振,2）外部干扰,5.电机定位不准,1）加减速时间太小,2）存在干扰噪声,3）系统屏蔽不良,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第30页,6.电机过热：,1）工作环境过于恶劣，环境温度过高,2）参数选择不妥，如电流过大，超出相电流,3）电压过高,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第31页,7.工作过程中停车：,1）驱动电源故障,2）电动机线圈匝间短路或接地,3）绕组烧坏,4）脉冲发生电路故障,5）杂物卡住,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第32页,8.噪声大,1）电机运行在低频区或共振区,2）纯惯性负载、短程序、正反转频繁,3）磁路混合式或永磁式转子磁钢退磁后以单步运行或在失步区,4）永磁单向旋转步进电机定向机构损坏,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第33页,9.失步或者多步,1）负载过大，超出电动机承载能力,2）负载忽大忽小,3）负载转动惯量过大，开启时失步、停车时过冲,4）传动间隙大小不均,5）传动间隙产生零件有弹性变形,6）电动机工作在震荡失步区,7）电路总清零使用不妥,8）干扰,9）定,、转子相檫,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第34页,10.无力或者是出力降低,1）驱动电源故障,2）电动机绕组内部发生错误,3）电动机绕组碰到机壳，发生相间短路或者,线头脱落,4）电动机轴断,5）电动机定子与转子之间气隙过大,6）电源电压过低,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第35页,11.不能开启,1）工作方式不对,2）驱动电路故障,3）遥控时，线路压降过大,4）安装不正确，或电动机本身轴承,、止口等故障使电动机不转,5）,N,、,S,极接错,6）长久在潮湿场所存放，造成电动机部分生锈,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第36页,驱动,保护电路,开关电源,FPGA,显示、按键,26,LS32,EPROMM,26,LS31,光耦,光耦,光耦,2,8,5,DSP,(ADSP2181),X25163,电平变换,16,C550,AD7888,IPM,PMSM,三相220,V,单相220,V,编码器,输出信号,输出,输入,脉冲接口,RS232,串行接口,模拟接口,编码器,输入接口,6,PG,+,光耦,3.4.1 进给伺服原理原理及接线图,3.4 进给伺服驱动系统,伺服驱动器普通硬件框图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第37页,伺服驱动控制结构图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第38页,伺服系统主回路接线图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第39页,松下伺服驱动器,I/F,速度控制接线图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第40页,松下伺服驱动器,I/F,位置控制接线图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第41页,松下伺服驱动器,I/F,转矩控制接线图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第42页,三洋伺服系统与数控系统连接图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第43页,松下伺服系统与数控系统连接图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第44页,西门子伺服系统与数控系统连接图,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第45页,3.4.2 参数设置,位置百分比增益,设定位置环调整器百分比增益。,设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引发振荡或超调。,参数数值由详细伺服系统型号和负载情况确定。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第46页,2.,速度百分比增益,设定速度调整器百分比增益。,设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值依据详细伺服驱动系统型号和负载值情况确定。普通情况下，负载惯量越大，设定值越大。,在系统不产生振荡条件下，尽可能设定较大值。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第47页,3.,速度积分时间常数,设定速度调整器积分时间常数。,设置值越小，积分速度越快。参数数值依据详细伺服驱动系统型号和负载情况确定。普通情况下，负载惯量越大，设定值越大。,在系统不产生振荡条件下，尽可能设定较小值。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第48页,3.4.3 进给伺服系统各类故障反应形式,机床进给伺服系统故障按机床提供报警形式大致可分为三类：,1）,CRT,或操作面板上显示报警内容，它是利用软件,诊疗程序来实现。,2）利用进给伺服驱动单元上硬件（如发光二极管,或数码管指示，保险丝熔断等）显示报警驱动,单元故障。,3）进给运动不正常，但没有任何报警指示。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第49页,1.进给伺服系统犯错报警故障,这类故障起因，大多是速度控制单元方面故障引发，或是主控制印制线路板与位置控制或伺服信号相关部分故障。可依据报警所显示内容去排除。,3.4.4,进给伺服常见报警,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第50页,2.,检测元件,（测速发电机、旋转变压器或脉冲编码器等）,或检测信号方面引发故障,比如：某数控机床显示“主轴编码器断线”。引发原因有：,电机动力线断线,。假如伺服电源刚接通，还未接到任何指令时，就发生这种报警，则因为断线而造成故障可能性最大。,伺服单元印制线路板上设定错误,，如将检测元件脉冲编码器设定成了测速发电机等。,没有速度反馈电压或时有时断,，这可用显示其来测量速度反馈信号来判断，这类故障出检测元件本身存在故障外，多数是因为连接不良或接通不良引发。,因为光电隔离板或中间一些电路板上劣质元器件所引发,。当有时开机运行相当长一段时间后，出现“主轴编码器断线”，这是，重新开机，可能会自动消除故障。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第51页,3.过热报警故障,这里所述过热是指伺服单元、变压器及伺服电机等过热。引发过热报警原因有：,1）机床切削条件苛刻及机床摩擦力矩过大，引发主回路中过热继电器动作。,2）切削时，伺服电机电流太大或变压器本身故障，引发伺服变压器热控开关动作。,3）伺服电机电耦内部短路或绝缘不良、电机永久磁钢去磁或脱落及电机制动器不良，引发电机热控开关动作。,4）,驱动器参数增益不妥或,驱动器与电机,参数匹配,不妥,。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第52页,比如：某直流伺服电机过热报警，可能原因有：,过负荷,。能够经过测量电机电流是否超出额定值来判断。,电机线圈绝缘不良,。可用,500,V,绝缘电阻表检验电枢线圈与机壳之间绝缘电阻。假如在,1,M,以上，表示绝缘正常，不然应清理换向器表面炭刷粉末等。,电机线圈内部短路,。可卸下电机，测电机空载电流，假如此电流与转速成正比改变，则可判断为电机线圈内部短路。应清扫换向器表面，如表面上有油更易引发此故障。,电机磁铁退磁,。,可经过快速旋转电机时，测定电机电枢电压是否正常。如电压低且发烧，则说明电机已退磁。应重新充磁。,制动器失灵,。当电机带有制动器时，如电机过热则应检验制动器动作是否灵活。,CNC,装置相关印制线路板不良。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第53页,4.电机过载,i）,机床负荷异常，引发电机电流超出额定值。这能够用检验电动机电流来判断。此时需要变更切削条件，减轻机床负荷。,ii）,印制电路板设定错误。亦即应确定电动机过载设定是否正确。,iii）,印制线路板不良。,iv）,对于交流伺服来说，没有脉冲编码器反馈信号也会引发电机过载报警。,v）,起动扭矩超出最大扭矩或者负载有冲击现象；电机振动或抖动。,vi）,电机或编码器配线异常（配线不良或连接不良）。,vii),编码器有故障（反馈脉冲与电动机转角不成百分比改变，而有跳跃）,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第54页,5.伺服单元过电流报警,i）,伺服驱动器电路板与热开关连接不良。,ii）U、V、W,与地线连接错误，或它们之间存在短路。,iii）,伺服驱动器故障（电流反馈电路、功率晶体管或者电路板故障)。,iv）,因负载转动惯量大而且高速旋转，动态制动器停顿，制动电路故障。,v）,伺服驱动器安装方法（方向、与其它部分间隔）不适合。,vi）,负载是否过大，是否超出再生处理能力等。,vii）,伺服驱动器风扇停顿转动,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第55页,6.伺服单元过电压报警,i）,负载转动惯量过大（再生能力不足）,。,ii）,内部或外接再生放电电路故障（包含接线断开或破损等）,。,iii）,加减速时间过小，在降速过程中引发过电压。,iv）,检验,AC,电源电压（是否有过大改变）。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第56页,7.伺服单元欠电压报警,i）,电源容量太小,或,AC,电源电压过低,。,ii）,伺服驱动器保险丝熔断,。,iii）,冲击电流限制电阻断线（电源电压是否异常，冲击电流限制电阻是否过载,）。,iv）,伺服,ON,信号提前有效,。,v）,电机主电路用电缆短路,。,vi）,发生瞬时停电,。,vii）,整流器件损坏,或,伺服驱动器故障,。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第57页,8.速度单元断路器断开报警,1）干扰。有时速度单元受外界干扰影响，断路器自动断开。,2）机床负荷异常。这能够用示波器检验机床在快速进给时电动机电流是否超出额定值来判断机床负荷是否异常。,3）速度控制单元内整流用二级管模块不好。,4）印制电路板不好或印制板与速度控制单元之间连接不好。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第58页,9.停机误差过大或运行时误差过大报警,i）,位置偏差设置错误,。所以要认真检验参数设定值。,ii）,超调,。在数控系统中加/减速时间里，假如电动机没有流过加减速时必要电流，从而使位置控制回路误差增加。当用示波器观察速度控制单元指令波形，应使超调量在5以下。为了消除本报警，可加大数控系统加减速时间和加大速度控制单元增益。,iii）,输入电源电压太低,。,iv）,连接不良,。如测速机信号线、电机动力线等连接不良均会引发误差过大。,v）,数控系统,位置控制部分,和,速度控制部分,故障。,vi）,假如是直流伺服电动机，则电机,碳刷接触不良,也会引发误差过大。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第59页,10.漂移赔偿量过大报警,i）,连接不良,。这里指连接有两个方面。一是电动机动力线连接不良，二是电动机和检测元件之间连接不良。,ii）CNC,系统中相关漂移量赔偿,参数设定错误,引发。,iii）,速度控制单元,CNC,装置主板位置控制部分有故障。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第60页,3.4.5 进给伺服驱动系统常见故障及处理,1.位置跟踪误差超差报警,1）电机过载,2）伺服变压器过热,3）伺服变压器保护熔断器熔断,4）输入电源电压太低,5）伺服驱动器与,CNC,之间信号电缆连接不良,6）干扰,7）参数设置不妥（位置偏差值设定错误）,8）伺服电机不良,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第61页,9）电机动力线和反馈线连接故障,10）速度控制单元故障以及系统主板 位置控制部分故障,11）伺服参数设置不妥或错误,12)编码器不良,13）,连接不良引发,14）机械传动系统引发,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第62页,2.工作过程中，振动或爬行,1）,电动机负载过重。,2）,机械传动系统不良。,3）,位置环增益过高。,4）伺服电动机不良。,5）外部干扰、接地、屏蔽不良等等。,例1：一台配套某系统加工中心，进给加工过程中，发觉,X,轴有振动现象。,分析与处理过程：加工过程中坐标轴出现振动、爬行现象与各种原因相关，故障可能是机械传动系统原因，亦可能是伺服进给系统调整与设定不妥等等。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第63页,维修时经过交换法，确认故障原因出在直流伺服电动机上。卸下,X,轴电动机，经检验发觉6个电刷中有2个弹簧已经烧断，造成了电枢电流不平衡，使电动机输出转矩不平衡。另外，发觉电动机轴承亦有损坏，故而引发,Y,轴振动与过电流。,更换电动机轴承与电刷后，机床恢复正常。,例2：配套某系统加工中心，在长久使用后，手动操作,Z,轴时有振动和异常响声，并出现“移动过程中”,Z,轴误差过大”报警。,利用手动转动机床,Z,轴，发觉丝杠转动困难，丝杠轴承发烧。经仔细检验，发觉,Z,轴导轨无润滑，造成,Z,轴摩擦阻力过大；重新修理,Z,轴润滑系统后，机床恢复正常。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第64页,3.运动失控（飞车）,1）位置检测、速度检测信号是否为正反馈。,2）电动机或位置编码器故障。,3）主板、速度控制单元故障。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第65页,4.机床定位精度或加工精度差,机床定位精度或加工精度差可分为定位超调、单脉冲进给精度差、定位点精度不好、圆弧插补加工圆度差等情况。,1）加/减速时间设定过小。,2）电动机与机床连接部分刚性差或连接不牢靠。,3）机械传动系统存在爬行或松动。,4）伺服系统增益不足。,5）位置检测器件（编码器、光栅）不良。,6）速度控制单元控制板不良。,7）机床反向间隙大、定位精度差。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第66页,8）位置环增益设定不妥。,9）各插补轴检测增益设定不良。,10）感应同时器或旋转变压器接口板调整不良。,11）丝杠间隙或传动系统间隙过大。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第67页,5.超速,1）测速反馈连接错误，如：被接成正反馈或断线。,2）在全闭环系统中，联轴器、电动机与工作台连接不良，造成速度检测信号不正确或无速度检测信号。,3）位置控制板发生故障，是来自,F/V,转速速度反馈信号为输入到速度控制单元。,4）速度控制单元设定不妥。,5）系统参数（最高运行速度）设置过低。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第68页,6.窜动,1）测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等。,2）速度控制信号不稳定或受到干扰。,3）接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在由正向运动向反向运动瞬间，普通是因为进给传动链反向间隙或伺服系统增益过大所致。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第69页,7.爬行,1）进给传动链润滑状态不良。,2）伺服系统增益设置过低。,3）外加负载过大。,4）连轴器有裂纹或松动。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第70页,8.伺服电动机不转,1）检验数控系统是否有速度控制信号输出。,2）检验使能信号是否接通。经过,CRT,观察,I/O,状态，分析机床,PLC,梯形图（或流程图），以确定进给轴开启条件，如润滑、冷却等是否满足。,3）对带电磁制动伺服电动机，应检验电磁制动是否释放。,4）进给驱动单元故障。,5）伺服电动机故障。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第71页,9.回参考点故障,1）回参考点减速开关产生信号或零位脉冲信号失效。,2）脉冲编码器零标志位或光栅尺零标志位有故障。,3）参考点开关档块位置设置不妥。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第72页,10.开机后电动机产生尖叫（高频振荡）,往往是,CNC,中与伺服驱动相关参数设定,、调整不妥引发。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第73页,11.加工工作尺寸出现无规律改变,1）机械传动系统安装,、连接与精度不良。,2）伺服进给系统设定与调整不妥。,3）干扰。,4）弹性连轴器未能锁紧。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第74页,12.伺服电动机开机后即自动旋转,1）位置反馈,极性,错误。,2）因为外力使坐标轴产生了位置偏移。,3）驱动器,、测速发电机、伺服电动机或系统位,置测量回路不良。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第75页,13.定位超调（位置“过冲”现象）,1）加减速时间设定过小,2）位置环百分比增益设置过大,3）速度环百分比增益设置过大,4）速度环积分时间设置过小,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第76页,3.4.6 交流伺服电机常见故障,1.定子绕组断路或匝间短路。,2.轴锁死、轴窜动、轴变形。,3.,编码器故障。,4.电机转子退磁。,5.制动器故障。,6.进油、进水、锈蚀。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第77页,3.4.7 进给伺服驱动系统日常维护,（,一）安装注意事项,1）伺服单元应置于密封强电柜内,2）安装伺服单元时应考虑到轻易维修检验和拆卸,3）电机安装要遵照以下标准:,i）,安装面要平，有足够刚性。,ii）,安装位置尽可能使检修作业轻易进行。,iii),出入电机冷却风口空气要充分，安装位置要尽,可能使冷却部分检修清洁工作轻易进行。,iv),电机应安装在灰尘少、湿度不高场所，环境温度,应在40以下。,v),电机应安装远离切削液和油位置。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第78页,（,二）使用检验,1）伺服系统开启前检验,i）,检验伺服单元和电动机信号线,、动力线等,连接是否正确，是否松动以及绝缘是否良好。,ii),强电柜和电机是否可靠接地。,iii),电机电刷安装是否牢靠，电机安装螺栓是否完,全拧紧。,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第79页,2）使用时检验,i),运行时电柜门要关闭,ii),检验速度指令值与电机转速是否一致,iii),电机有否发出异常声音和异常振动,iv),轴承温度是否有急剧上升不正常现象,v),在电刷上是否有显著火花发生痕迹,3）日常维护,数控机床进给驱动系统的故障诊断及其维修,第80页,