專家支招 排查數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障

時間:2010-03-22

來源:中國傳動網(wǎng)

導語:闡述了如何排查數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障問題

      1.某數(shù)控車床主軸在點動時往返擺動,停車時產(chǎn)生很大的響聲。檢查主軸電動機、主軸箱均正常。測量主軸驅動裝置的工作電壓時,發(fā)現(xiàn)士20V DC的紋波竟然達到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,主軸往返擺動崖故障排除。

  檢查啟動、停車的過渡時間電位器和增益電位器時,發(fā)現(xiàn)1t位器的調(diào)節(jié)箭頭位置與隨機圖紙中的箭頭位置不符。啟動、偌車的過渡時間由圖紙上的15s變成了10s,增益電位器的箭頭創(chuàng)錯誤位置使增益值比圖紙上的增益參考值高了許多。該機床主軸電動機功率為56kW,由于啟動、停車的過渡時間比正常合時間縮短了1/3,主軸電動機的機械慣性作用在齒輪上產(chǎn)生很少的聲響,并使齒輪受損。增益過大使得超調(diào)嚴重,加上啟動、停車的過渡時間減小,加劇了主軸機械的聲響。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機、邏輯無環(huán)流可逆調(diào)z系統(tǒng)。當用M03指令啟動時有“咔、咔”的沖擊聲,電動機換上有輕微的火花,啟動后無明顯的異常現(xiàn)象;用M05指令使主車停止運轉時,換向片上出現(xiàn)強烈的火花,同時伴有“叭、叭”的方電聲,隨即交流回路的保險絲熔斷。火花的強烈程度與電動機轉速有關,轉速越高,火花越大,啟動時的沖擊聲也越明顯。用急停方式停止主軸,換向片上沒有任何火花。

  該機床的主軸電動機有兩種制動方式:①電阻能耗制動,只用于急停。②回饋制動,用于正常停機(M05)。主軸直流電動機驅動系統(tǒng)是一個邏輯無環(huán)流可逆控制系統(tǒng),任何時候不允許正、反兩組晶閘管同時工作,制動過程為本橋逆變—電流為零—他橋逆變制動。根據(jù)故障特點,急停時無火花,而用M05時有火花,說明故障與逆變電路有關。他橋逆變時,電動機運行在發(fā)電機狀態(tài),導通的晶閘管始終承受著正向電壓,這時晶閘管觸發(fā)控制電路必須在適當時刻使導通的晶閘管受到反壓而被迫關斷。若是漏發(fā)或延遲了觸發(fā)脈沖,己導通的晶閘管就會因得不到反壓而繼續(xù)導通,并逐漸進入整流狀態(tài),其輸出電壓與電動勢形成順極性串聯(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,啟動過程中的整流狀態(tài),若漏發(fā)觸發(fā)脈沖,己導通的晶閘管會在經(jīng)過自然換向點后自行關斷,這將導致晶閘管輸出斷續(xù),造成電機啟動時的沖擊,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轉時抖動,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機正常,為此把檢查轉移到主軸電動機的控制系統(tǒng)上來。

  經(jīng)測試,速度指令信號正常,而速度反饋信號出現(xiàn)不應有的脈沖信號,問題出在速度檢測元件即測速發(fā)電機上。當主軸電動機運轉時,帶動測速發(fā)電機轉子一起運轉,這樣酒速發(fā)電機輸出正比于主軸電動機轉速的直流反饋電壓。經(jīng)檢查,測速發(fā)電機碳刷完好,但換向器因碳粉堵塞,而造成一繞組斷路,使得測速反饋信號出現(xiàn)規(guī)律性的脈沖,導致速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)調(diào)節(jié)不平穩(wěn),使驅動系統(tǒng)輸出的電流忽大忽小,從而造成電動機軸的抖動。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交流主軸驅動電動機不轉。AC200S是矢量控制晶體管正弦波PWM的主軸驅動裝置,由帶冷卻的風扇和電容器的韌架,主軸驅動裝置,電源和再生電路及裝配有編碼器的主軸電動機組成。當出現(xiàn)主軸電動機不轉的故障時,可采用如下圖所示的流程圖來檢查。當出現(xiàn)主軸電動機不轉的故障時,可采用如下圖所示的流程圖來檢查。

排查數(shù)控機床主軸伺服系統(tǒng)故障

      其中,LED1、LED2、LED3為驅動模塊面板上的報警指示燈;4PL為數(shù)控系統(tǒng)與驅動模塊連接用的37芯插座,其中8和26腳為速度指令信號;1PL為驅動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)通討電機與運動部件直接相連,是強弱電的綜合部位,也是故障的高發(fā)區(qū)。這一部分相互關系錯綜復雜,系統(tǒng)所給出的故障判斷信息一般都是故障對系統(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,進行日常工作經(jīng)驗的積累和總結。其中,LED1、LED2、LED3為驅動模塊面板上的報警指示燈;4PL為數(shù)控系統(tǒng)與驅動模塊連接用的37芯插座,其中8和26腳為速度指令信號;1PL為驅動模塊和電源模塊連接用插座;JP6、JP10和JP11是不同規(guī)格編碼器設置的跨接棒;JP30為是否帶輔助功能模塊的跨接棒。

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