1、數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)故障分析與維修蘭州電機(jī)有限公司 王跟回?cái)?shù)控機(jī)床隨加工要求的不同，其形式多種多樣，這種多樣性一般都是通過機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制軟件 的不同而體現(xiàn)出來的。就控制部分而言基本上都是相似的。即都是由數(shù)控系統(tǒng) PLC 控制系統(tǒng)和 伺服系統(tǒng)三大部分組成。這三部分任何一個(gè)環(huán)節(jié)出了問題都會(huì)影響整臺(tái)設(shè)備甚至整條生產(chǎn)線的 正常工作。伺服系統(tǒng)是 NC 功能的具體執(zhí)行機(jī)構(gòu)，一般都是由驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)、測(cè)速機(jī)、編碼器構(gòu) 成。如果采用交流伺服電機(jī)，還要加裝轉(zhuǎn)子位置判斷裝置， SIEMENS 交流伺服電機(jī)用三個(gè)霍爾 元件組成的碼盤來實(shí)現(xiàn)， FANUC 交流伺服電機(jī)采用在編碼器中產(chǎn)生的 8421 編碼來實(shí)現(xiàn)。伺服 系

2、統(tǒng)通過伺服電機(jī)與運(yùn)動(dòng)部件直接相連，是強(qiáng)弱電的結(jié)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以及日常工作經(jīng)驗(yàn)的 積累和總結(jié)。下面就本人在數(shù)控機(jī)床維修工作中所遇到的有關(guān)伺服系統(tǒng)方面的故障說明如下， 供同行借鑒1 伺 服 電 機(jī) 引 起 的 故 障交流伺服電機(jī)雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，基本不需維護(hù)，但使用時(shí)間久了，也會(huì)出現(xiàn)故障，且引起的故 障很難判斷。故障 1 ：一臺(tái)從德國(guó) SHULER 公司引進(jìn)的 N25N 高速單槽沖床，沖出的沖片定位槽在約 4mm 之內(nèi)反復(fù)變化，槽距也

3、有微小變化。該沖床所用的系統(tǒng)是 SIEMENS PROCAM GMBH 產(chǎn)品，主要由 DPI、GEO/P、E220、E230 、 E207/l 、E207 2、E213/l 、E2132、E213/3 等模塊構(gòu)成，采用 SINUMERIK S5 115U PLC ，X 軸 和 C 軸 以 及 主 軸 都 采 用 SIEMENS 直 流 調(diào) 速 系 統(tǒng) 。沖床沖片的分度是由 C軸控制的，定位槽尺寸變化，是C軸四零不準(zhǔn)引起的。在 C軸電機(jī)軸伸端打記號(hào)，反復(fù)回零，發(fā)現(xiàn)每一次都不同，估計(jì)編碼器或其接口板有問題。把X 軸和 Z 軸接口板 E36011 和 E36012 互換，故障依舊。拆下電機(jī)，在取編碼

4、器的過程中，發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸與編碼 器相連的彈性連軸器斷裂，換一新的，幾天之后故障重現(xiàn)。懷疑是因?yàn)檫B軸器的強(qiáng)度不夠引起 的，把連軸器由多連桿柔性連軸器換成鎳波紋管連軸器、再換成銷裝型的高強(qiáng)度連軸器，都不 成功。把電機(jī)拆下來拿到我廠的 SIEMENS 伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上實(shí)驗(yàn)，一切正常。實(shí)在無法，只好 拆開電機(jī)檢查，最后發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸伸端端蓋的軸承檔因?yàn)檩S承外圈的轉(zhuǎn)動(dòng)已磨偏，說明故障是因 為這個(gè)原因使電機(jī)在高速起停過程中引起電機(jī)軸擺動(dòng)，從而扭斷了連軸器。找到原因問題就好 解決了。 根據(jù)原樣重新做一端蓋換上， 解決了這一困擾我們很長(zhǎng)時(shí)間的問題。故 障 2 ： MJ 50CNC 數(shù) 控 車 床 急 停 后 刀 架

5、 自 動(dòng) 滑 落該車床的 X 軸與水平呈 45 度夾角，為防止刀架滑落，交流伺服電機(jī)帶有制動(dòng)器。在正常通 電的情況下可加工工件，說明車床其它功能正常，問題只出在制動(dòng)部分。拆開電機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn) 因?yàn)殡姍C(jī)軸伸端端蓋因?yàn)檩S承外留轉(zhuǎn)動(dòng)在軸的軸向有磨損，從而使制動(dòng)器的滑動(dòng)摩擦片的滑動(dòng) 間隙加大，斷電時(shí)磨出阻力變小，彈力不足無法制動(dòng)。給軸承檔與軸承外田間加套固定軸承外 圈 ， 在 軸 承 檔 軸 向 端 加 銅 皮 ， 把 制 動(dòng) 器 間 隙 調(diào) 整 到 0.5mm 之 內(nèi) ， 故 障 排 除 。故 障 3 ： TH5632 加 工 中 心 Z 軸 過 流 報(bào) 警該加工中心用的是 SIEMENS 6SC61

6、01 系列驅(qū)動(dòng)器和 1FT5 交流伺服電機(jī)。在加工過程中經(jīng) 常出現(xiàn)過流報(bào)警，并伴隨有超溫報(bào)警。在變頻器上檢查這兩個(gè)報(bào)警的指示燈變亮。手摸電機(jī)， 感覺溫度很高。據(jù)操作工說，在切削量小時(shí)，一切正常，加工同樣的工件，不產(chǎn)生報(bào)警的最大 切削量越來越小。這說明變頻器及判斷轉(zhuǎn)子位置的霍爾元件碼盤沒有問題，有可能電機(jī)性能變 差了。把電機(jī)拿到我廠 SIEMENS 伺服電機(jī)實(shí)驗(yàn)臺(tái)上檢查，發(fā)現(xiàn)電機(jī)三相電流波形很差。可能是 電機(jī)轉(zhuǎn)子上的永久磁鐵磁性能變差引起的。給電機(jī)轉(zhuǎn)子重新充磁后，該問題解決。故 障 4 ： TH5632 加 工 中 心 X 軸 在 變 頻 器 一 有 使 能 ， 該 軸 就 劇 烈 抖 動(dòng) 。因

7、為變頻器一有使能 X 軸即劇烈抖動(dòng)，為避免擴(kuò)大故障和影響機(jī)床精度，先進(jìn)行外圍檢查。用 搬手?jǐn)f動(dòng)絲杠，很費(fèi)力而且有死點(diǎn)。拆下電機(jī)，發(fā)現(xiàn)電機(jī)軸攆不動(dòng)。說明電機(jī)出了問題。拆開 電機(jī)看見電機(jī)轉(zhuǎn)子上固定永久磁鐵塊的帶子已脫落，卡在了定轉(zhuǎn)子的間隙內(nèi)，使電機(jī)無法轉(zhuǎn) 動(dòng)。再用搖表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)三相線四兩相絕緣已破壞。重新下線后，故障排除。2 伺 服 驅(qū) 動(dòng) 器 故 障故 障 1 ： S1200 數(shù) 控 車 床 一 送 電 ， Z 軸 即 向 卡 盤 高 速 運(yùn) 動(dòng) 。重現(xiàn)該故障，沒有發(fā)現(xiàn)與故障有關(guān)的報(bào)警，因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)速度太快，通電時(shí)間太短，故無法進(jìn)行 在線檢測(cè)。因?yàn)樵摍C(jī)床使用多時(shí)，編碼器反饋線接反的情況不可能，系統(tǒng)沒

8、有斷線報(bào)答，先不 考 慮 編 碼 器 。 斷 開 VCMD 信 號(hào) ， 故 障 依 舊 ， 可 進(jìn) 一 步 檢 查 伺 服 驅(qū) 動(dòng) 部 分互換 X、 Z 驅(qū)動(dòng)模塊，故障依舊。去掉控制模塊，Z 軸不再快速移動(dòng)?？刂颇K主要由比例積分環(huán)節(jié)、轉(zhuǎn)速控制器、電流控制器、三角波發(fā)生器及各種保護(hù)電路組成，無報(bào)警說明該控制 模塊很多功能已喪失。購(gòu)買一塊新板后，問題解決故障 2： ZXS 50 鉆銑床 C 軸在手動(dòng)或自動(dòng)方式下移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生抖動(dòng)，達(dá)不到預(yù)定位置。產(chǎn)生這種故障現(xiàn)象的原因，一是輸出大功率模塊有一相損壞。二是判斷轉(zhuǎn)子位置的霍爾元件 或其驅(qū)動(dòng)器的接線有問題，使驅(qū)動(dòng)器無法得到正確的電子換相信號(hào)。三是測(cè)速機(jī)的

9、整流子有斷 線或擊穿現(xiàn)象，或測(cè)速機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的連線有問題，從而使測(cè)速信號(hào)缺相引起 C 軸抖動(dòng)?；QX軸與C軸輸岀模塊故障依舊。檢查霍爾元件與驅(qū)動(dòng)器的接線良好，而測(cè)速機(jī)與驅(qū)動(dòng)器的 連 線 的 S 相 斷 線 ， 正 好 有 一 根 備 用 線 ， 換 接 后 ， C 軸 恢 復(fù) 正 常故 障 3 ： Primus 數(shù) 控 車 床 岀 現(xiàn) 伺 服 系 統(tǒng) 沒 準(zhǔn) 備 好 故 障該車床的配置是：NC系統(tǒng)是SIEMENS 8I0T、伺服系統(tǒng)采用的是 SIEMENS 6SC6101驅(qū)動(dòng)器和 1FT5 交流伺服電機(jī)。檢查急停開關(guān)、壓力開關(guān)、限位開關(guān)等與之有關(guān)的開關(guān)量都沒有問 題。打開電氣柜，發(fā)現(xiàn)判斷驅(qū)動(dòng)器脈

10、沖使能信號(hào)的綠燈沒有點(diǎn)亮，用萬用表檢查，驅(qū)動(dòng)器三相 電源正常，但測(cè) r，Is ，It ，與 M 之間沒有 5V 電壓，進(jìn)一步量電源板，發(fā)現(xiàn) +5V 等直流電壓都 沒有，拆下檢查，發(fā)現(xiàn)電路板嚴(yán)重?zé)龎?，恢?fù)已不可能，買一同型號(hào)的電源在更換后，正常。3 測(cè) 速 機(jī) 故 障故 障 1： 一 火 焰 切 割 機(jī) 的 X 軸 在 加 工 時(shí) 走 走 停 停 。該機(jī)床配置的是 FANUC 直流伺服系統(tǒng)。根據(jù)故障現(xiàn)象，說明位置反饋部分正常，問題只出 在伺服系統(tǒng)。用示波器檢測(cè)測(cè)速機(jī)反饋直流電壓，發(fā)現(xiàn)有許多尖峰電壓。拆開直流電機(jī)檢查， 發(fā)現(xiàn)測(cè)速機(jī)有兩處斷線，修復(fù)很困難，買一新的測(cè)速機(jī)更換后，故障排除。故 障 2

11、： N25N 高 速 單 槽 沖 床 有 尖 銳 嘯 叫 聲 。觀察發(fā)現(xiàn)叫聲是從 C 分度軸發(fā)出，并伴隨有沖頭回不到上死點(diǎn)的報(bào)警。根據(jù)這種現(xiàn)象，懷疑 是因?yàn)?C 軸在高速分度起停旋轉(zhuǎn)過程中，在一個(gè)沖次周期中轉(zhuǎn)動(dòng)不到位引起的。檢查速度反饋 線沒問題，直流調(diào)速器也無明顯故障。拆下電機(jī)通以70V 的直流電壓，電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)正常，隨電壓的變化轉(zhuǎn)速調(diào)整也很平穩(wěn)，說明電機(jī)沒問題。再用示波器測(cè)測(cè)速機(jī)電壓，同樣發(fā)現(xiàn)有尖峰電 壓，拆下測(cè)速機(jī)檢查，發(fā)現(xiàn)在整流子與繞組接線的部位擊穿了一個(gè)黑洞，因?yàn)樾迯?fù)非常困難， 機(jī)床 24 小時(shí)不能停，于是用我廠在引進(jìn) SIEMENS 交流伺服電機(jī)生產(chǎn)線時(shí)閑置的一套 SIEMENS6SC

12、6101 驅(qū)動(dòng)器和嚴(yán)重，1FT5 交流伺服電機(jī)改造后，一直使用至今，解決了直流電機(jī)在工作中發(fā)熱維護(hù)工作量大的困難。4編碼器故障故 障 1 ：S3000Q轉(zhuǎn)塔沖床大轉(zhuǎn)塔上的 小 轉(zhuǎn) 塔 C 軸 不 回 零 。該轉(zhuǎn)塔沖床配置的是 FANUC 0P 系統(tǒng)，用的是 a 系列交流伺服電機(jī)， C 軸在大轉(zhuǎn)塔 T 上，有十 二個(gè)小沖模，通電后每次都要回零。故障出現(xiàn)后，回零時(shí)C 軸一直以回零高速速度不停旋轉(zhuǎn)，隨后出現(xiàn)零點(diǎn)找不到報(bào)警。根據(jù)故障現(xiàn)象，有兩種情況：一是回零限位開關(guān)信號(hào)失效，二是編 碼器上的一轉(zhuǎn)柵格信號(hào)找不到。 在 PLC 的診斷畫面診斷位上檢查回零開關(guān)信號(hào)，在 C 軸旋轉(zhuǎn) 時(shí)，該信號(hào)在 0 與 1

13、之間不停變化，說明該信號(hào)是正常的。打開安裝電機(jī)的護(hù)板，發(fā)現(xiàn)機(jī)械框 架內(nèi)有積水，這是廠房二樓有一次跑水漏進(jìn)去的，拆開電機(jī)后蓋，里面也有積水，雖然編碼器 密封很好，但還是懷疑有水氣進(jìn)去。打開編碼器，果然發(fā)現(xiàn)了問題：編碼器的碼盤是用膠沾在 旋轉(zhuǎn)軸上，因?yàn)樗畾膺M(jìn)入碼盤與軸之間的邊緣空隙產(chǎn)生鐵銹，鐵銹頂起碼盤，磨壞了一轉(zhuǎn)柵格 信號(hào)發(fā)光二極管前和碼盤上的這光涂層，從而無法產(chǎn)生正確的回零到位信號(hào)，買一新的換上， 故障排除。故 障 2 ：DHG-5000 火 焰 切 割 機(jī) 開 機(jī) 動(dòng) 一 下 發(fā) 生 死 機(jī) 。該機(jī)床配置的是哈工大研制的工控機(jī)NC 系統(tǒng)，伺服系統(tǒng)用的是 SIEMENS 6SC6101 驅(qū)動(dòng)器

14、和 1FT5 交流伺服電機(jī)。按照正常思路，驅(qū)動(dòng)開機(jī)有使能，在沒有發(fā)出位移指令時(shí)，軸是不會(huì)移動(dòng) 的，除非位置編碼器的位置反饋不穩(wěn)定。編碼器的反鎖線接觸良好，也沒有斷線。拆開電機(jī)的 編碼器發(fā)現(xiàn)碼盤已碎，該編碼器是國(guó)產(chǎn)的，買一新的更換后，故障排除。淺析伺服電機(jī)在使用中的常見問題 一前言： 伺服系統(tǒng)是機(jī)電產(chǎn)品中的重要環(huán)節(jié)，它能提供最高水平的動(dòng)態(tài)響應(yīng)和扭矩密度，所以拖動(dòng)系統(tǒng) 的發(fā)展趨勢(shì)是用交流伺服驅(qū)動(dòng)取替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓、直流、步進(jìn)和 AC 變頻調(diào)速驅(qū)動(dòng)，以便使系統(tǒng) 性能達(dá)到一個(gè)全新的水平，包括更短的周期、更高的生產(chǎn)率、更好的可靠性和更長(zhǎng)的壽命。為 了實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的更好性能，就必須對(duì)伺服電機(jī)的一些使用特點(diǎn)有所

15、了解。本文將淺析伺服電 機(jī)在使用中的常見問題 二問題一：噪聲，不穩(wěn)定客戶在一些機(jī)械上使用伺服電機(jī)時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生噪聲過大，電機(jī)帶動(dòng)負(fù)載運(yùn)轉(zhuǎn)不穩(wěn)定等現(xiàn) 象，出現(xiàn)此問題時(shí)，許多使用者的第一反應(yīng)就是伺服電機(jī)質(zhì)量不好，因?yàn)橛袝r(shí)換成步進(jìn)電機(jī)或 是變頻電機(jī)來拖動(dòng)負(fù)載，噪聲和不穩(wěn)定現(xiàn)象卻反而小很多。表面上看，確實(shí)是伺服電機(jī)的原 故，但我們仔細(xì)分析伺服電機(jī)的工作原理后，會(huì)發(fā)現(xiàn)這種結(jié)論是完全錯(cuò)誤的。交流伺服系統(tǒng)包括：伺服驅(qū)動(dòng)、伺服電機(jī)和一個(gè)反饋傳感器 < 一般伺服電機(jī)自帶光學(xué)偏碼 器）。所有這些部件都在一個(gè)控制閉環(huán)系統(tǒng)中運(yùn)行：驅(qū)動(dòng)器從外部接收參數(shù)信息，然后將一定 電流輸送給電機(jī)，通過電機(jī)轉(zhuǎn)換成扭矩帶動(dòng)負(fù)載，

16、負(fù)載根據(jù)它自己的特性進(jìn)行動(dòng)作或加減速， 傳感器測(cè)量負(fù)載的位置，使驅(qū)動(dòng)裝置對(duì)設(shè)定信息值和實(shí)際位置值進(jìn)行比較，然后通過改變電機(jī) 電流使實(shí)際位置值和設(shè)定信息值保持一致，當(dāng)負(fù)載突然變化引起速度變化時(shí)，偏碼器獲知這種 速度變化后會(huì)馬上反應(yīng)給伺服驅(qū)動(dòng)器，驅(qū)動(dòng)器又通過改變提供給伺服電機(jī)的電流值來滿足負(fù)載 的變化，并重新返回到設(shè)定的速度。交流伺服系統(tǒng)是一個(gè)響應(yīng)非常高的全閉環(huán)系統(tǒng)，負(fù)載波動(dòng) 和速度較正之間的時(shí)間滯后響應(yīng)是非常快的，此時(shí)，真正限制了系統(tǒng)響應(yīng)效果的是機(jī)械連接裝置的傳遞時(shí)間制框圖舉一個(gè)簡(jiǎn)單例子：有一臺(tái)機(jī)械，是用伺服電機(jī)通過 V 形帶傳動(dòng)一個(gè)恒定速度、大慣性的負(fù) 載。整個(gè)系統(tǒng)需要獲得恒定的速度和較快的響

17、應(yīng)特性，分析其動(dòng)作過程： 當(dāng)驅(qū)動(dòng)器將電流送到電機(jī)時(shí)，電機(jī)立即產(chǎn)生扭矩；一開始，因?yàn)?V 形帶會(huì)有彈性，負(fù)載不會(huì) 加速到象電機(jī)那樣快；伺服電機(jī)會(huì)比負(fù)載提前到達(dá)設(shè)定的速度，此時(shí)裝在電機(jī)上的偏碼器會(huì)削 弱電流，繼而削弱扭矩； 隨著 V 型帶張力的不斷增加會(huì)使電機(jī)速度變慢，此時(shí)驅(qū)動(dòng)器又會(huì)去增 加電流，周而復(fù)始。 在此例中，系統(tǒng)是振蕩的，電機(jī)扭矩是波動(dòng)的，負(fù)載速度也隨之波動(dòng)。其結(jié)果當(dāng)然會(huì)是噪音、 磨損、不穩(wěn)定了。不過，這都不是由伺服電機(jī)引起的，這種噪聲和不穩(wěn)定性，是來源于機(jī)械傳 動(dòng)裝置，是因?yàn)樗欧到y(tǒng)反應(yīng)速度 （高 >與機(jī)械傳遞或者反應(yīng)時(shí)間 <較長(zhǎng)）不相匹配而引起的， 即伺服電機(jī)響應(yīng)快于系統(tǒng)

18、調(diào)整新的扭矩所需的時(shí)間。 找到了問題根源所在，再來解決當(dāng)然就容易多了，針對(duì)以上例子，您可以： <1 ）增加機(jī)械剛性 和降低系統(tǒng)的慣性，減少機(jī)械傳動(dòng)部位的響應(yīng)時(shí)間，如把 V 形帶更換成直接絲桿傳動(dòng)或用齒輪 箱代替 V 型帶。 <2 ）降低伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度，減少伺服系統(tǒng)的控制帶寬，如降低伺服系統(tǒng)的 增益參數(shù)值。 當(dāng)然，以上只是噪起，不穩(wěn)定的原因之一，針對(duì)不同的原因，會(huì)有不同的解決辦法，如由機(jī)械 共振引起的噪聲，在伺服方面可采取共振抑制，低通濾波等方法，總之，噪聲和不穩(wěn)定的原 因，基本上都不會(huì)是因?yàn)樗欧姍C(jī)本身所造成。三 問 題 二 ： 慣 性 匹 配 在伺服系統(tǒng)選型及調(diào)試中，常會(huì)碰到

19、慣量問題！具體表現(xiàn)為： 1 在伺服系統(tǒng)選型時(shí)，除考慮 電機(jī)的扭矩和額定速度等等因素外，我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到電機(jī)軸的慣量，再 根據(jù)機(jī)械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來具體選擇具有合適慣量大小的電機(jī)； 2 在調(diào)試時(shí) < 手動(dòng)模式下），正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前題，此點(diǎn)在要求 高速高精度的系統(tǒng)上表現(xiàn)由為突出<臺(tái)達(dá)伺服慣量比參數(shù)為1-37 ， JL/JM ）。這樣，就有了慣量匹配的問題！ 那 到 底 什 么 是 “ 慣 量 匹 配 ” 呢 ？ 1.根據(jù)牛頓第二定律：進(jìn)給系統(tǒng)所需力矩 t =系統(tǒng)傳動(dòng)慣量J x角加速度e角加速度e影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，e

20、越小，則由控制器發(fā)岀指令到系統(tǒng)執(zhí)行完畢的時(shí)間越長(zhǎng)，系統(tǒng)反應(yīng)越慢。如 果e變化，則系統(tǒng)反應(yīng)將忽快忽慢，影響加工精度。因?yàn)轳R達(dá)選定后最大輸岀t值不變，如果希望e的變化小，則J應(yīng)該盡量小。2.進(jìn)給軸的總慣量 “扛伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)慣性動(dòng)量jm +電機(jī)軸換算的負(fù)載慣性動(dòng)量JL負(fù)載慣量JL由 < 以工具機(jī)為例）工作臺(tái)及上面裝的夾具和工件、螺桿、聯(lián)軸器等直線和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)件的慣量折合到馬達(dá)軸上的慣量組成。JM 為伺服電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量，伺服電機(jī)選定后，此值就為定值，而 JL 則隨工件等負(fù)載改變而變化。如果希望 J 變化率小些， 則 最 好 使 JL 所 占 比 例 小 些 。 這 就 是 通 俗 意 義 上 的

21、“慣 量 匹 配 ”。 知 道 了 什 么 是 慣 量 匹 配 ， 那 慣 量 匹 配 具 體 有 什 么 影 響 又 如 何 確 定 呢 ？ 1 影響：傳動(dòng)慣量對(duì)伺服系統(tǒng)的精度，穩(wěn)定性，動(dòng)態(tài)響應(yīng)都有影響，慣量大，系統(tǒng)的機(jī)械常 數(shù)大，響應(yīng)慢，會(huì)使系統(tǒng)的固有頻率下降，容易產(chǎn)生諧振，因而限制了伺服帶寬，影響了伺服 精度和響應(yīng)速度，慣量的適當(dāng)增大只有在改善低速爬行時(shí)有利，因此，機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)在不影響系 統(tǒng) 剛 度 的 條 件 下 ， 應(yīng) 盡 量 減 小 慣 量 。 2確定：衡量機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性時(shí)，慣量越小，系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性反應(yīng)越好；慣量越大，馬 達(dá)的負(fù)載也就越大，越難控制，但機(jī)械系統(tǒng)的慣量需和馬達(dá)慣量相

22、匹配才行。不同的機(jī)構(gòu)，對(duì) 慣量匹配原則有不同的選擇，且有不同的作用表現(xiàn)。例如， CNC 中心機(jī)通過伺服電機(jī)作高速切削時(shí)，當(dāng)負(fù)載慣量增加時(shí)，會(huì)發(fā)生：1 .控制指令改變時(shí)，馬達(dá)需花費(fèi)較多時(shí)間才能達(dá)到新指令的速度要求； 2. 當(dāng)機(jī)臺(tái)沿二軸執(zhí)行弧式曲線快速切削時(shí)，會(huì)發(fā)生較大誤差1. 一般伺服電機(jī)通常狀況下，當(dāng)JL三JM,則上面的問題不會(huì)發(fā)生。2.當(dāng)JL = 3 XJM，則馬達(dá)的可控性會(huì)些微降低，但對(duì)平常的金屬切削不會(huì)有影響。（高速曲線切削一般建議JL三JM> 3.當(dāng)JL三3 X JM，馬達(dá)的可控性會(huì)明顯下降，在高速曲線切削時(shí)表現(xiàn)突岀 不同的機(jī)構(gòu)動(dòng)作及加工質(zhì)量要求對(duì) JL 與 JM 大小關(guān)系有不同

23、的要求，慣性匹配的確定需要根據(jù)機(jī)械 的工 藝 特點(diǎn)八、及 加工 質(zhì) 量要求來確定。四問題三：伺服電機(jī)選型在選擇好機(jī)械傳動(dòng)方案以后，就必須對(duì)伺服電機(jī)的型號(hào)和大小進(jìn)行選擇和確認(rèn)。<1 )選型條件： 一 般 情 況 下 ，選擇伺服電機(jī)需滿足下列情況：1. 馬 達(dá) 最 大 轉(zhuǎn)速> 系統(tǒng)所需之最高移動(dòng)轉(zhuǎn)速。2. 馬 達(dá) 的 轉(zhuǎn)子慣 量 與 負(fù) 載慣量相匹配。3連續(xù)負(fù)載工作扭力三馬達(dá)額定扭力4.馬達(dá)最大輸岀扭力>系統(tǒng)所需最大扭力< 加速時(shí)扭力）<2）選型計(jì)算：慣量匹配計(jì)算<JL/JM）回轉(zhuǎn)速度計(jì)算<負(fù)載端轉(zhuǎn)速，馬達(dá)端轉(zhuǎn)速）負(fù)載扭矩計(jì)算 <連續(xù)負(fù)載工作扭矩，加

24、速時(shí)扭矩）伺服進(jìn)給系統(tǒng)故障維修31例伺服故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套出現(xiàn)42電動(dòng)機(jī)故障的維修SINUMERIK 810T系統(tǒng)的數(shù)控車床，一次刀塔出現(xiàn)故障，轉(zhuǎn)動(dòng)不到位，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)6016 號(hào) 報(bào) 警SLIDE POWER PACK NOOPERATIO”N分析及處理過程：根據(jù)工作原理和故障現(xiàn)象進(jìn)行分析，刀塔轉(zhuǎn)動(dòng)是由伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的，電動(dòng)機(jī)一起動(dòng)，伺服單元就產(chǎn)生過載報(bào)警，切斷伺服電源，并反饋給 服單元都沒有解決問題。更例 423 位 置 反故障現(xiàn)象：一臺(tái)采用直流伺服系統(tǒng)的美國(guó)數(shù)控磨床，ERROR”報(bào)NC 系統(tǒng)，顯示 6016 報(bào)警。檢查機(jī)械部分，更換伺 后，故障被排除。障 的 維 修EAXISEXECESS

25、FOLLOWING換伺服電動(dòng)機(jī)饋板故E 軸運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生分析及處理過程：觀察故障發(fā)生過程，在起動(dòng) E軸時(shí)，E軸開始運(yùn)動(dòng)，CRT上顯示E軸數(shù)值變化，當(dāng)數(shù)值 變到 14 時(shí)，突然跳變到 471 ，分析確認(rèn)為反饋部分存在問題。更換位置反饋板后，故障消除。例424 反饋電纜折斷的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)數(shù)控磨床，E軸修整器失控， E軸能回參考點(diǎn)，但設(shè)定在自動(dòng)或半自動(dòng)修整時(shí)，運(yùn)動(dòng)速度極快，直到撞到極限開關(guān)。分析及處理過程：觀察發(fā)生故障的過程，發(fā)現(xiàn)撞極限開關(guān)時(shí)，其顯示的坐標(biāo)值遠(yuǎn)小于實(shí)際值，故確認(rèn)是位 置反饋的問題。但更換反饋板和編碼器都未能解決問題。后仔細(xì)研究發(fā)現(xiàn)，E 軸修整器是由 Z 軸帶動(dòng)運(yùn)動(dòng)的，一般回參考

26、點(diǎn)時(shí)，E軸都在Z軸的一側(cè)，而修整時(shí)，E軸修整器被Z軸帶到中間。為此我們做了這樣 的實(shí)驗(yàn)，將E軸修整器移到Z軸中間，然后回參考點(diǎn)，這時(shí)回參考點(diǎn)也出現(xiàn)失控現(xiàn)象，為此斷定因?yàn)镋軸修整器經(jīng)常往復(fù)運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致 E 軸反饋電纜折斷，而使接觸不良。找出斷點(diǎn)，焊接并采取防折措施后，故障 消除。例 425 SIEMENS 系 統(tǒng) Profibus 總 線 報(bào) 警 的 故 障 維 修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 SIEMENS SINUMERIK 802D 系統(tǒng)的四軸四聯(lián)動(dòng)的數(shù)控銑床，開機(jī)后有時(shí)會(huì)出現(xiàn)380500Profibus-DP :驅(qū)動(dòng)A1（有時(shí)是X、Y或Z出錯(cuò)。但關(guān)機(jī)片刻后重新開機(jī)，機(jī)床又可以正常工作 分析及處理過

27、程：因?yàn)樵搱?bào)警時(shí)有時(shí)無，維修時(shí)經(jīng)過數(shù)次開關(guān)機(jī)實(shí)驗(yàn)機(jī)床無異常，于是檢查總線、總線插611UE 驅(qū)動(dòng)報(bào)警顯示為 “E-406V 。重新調(diào)節(jié)變壓器 此不再出現(xiàn)。頭，確認(rèn)連接牢固、正確，接地可靠。但數(shù)日后，故障重新出現(xiàn)；仔細(xì)檢查B280 ”，故障原因?yàn)殡娏鳈z測(cè)錯(cuò)誤，測(cè)量驅(qū)動(dòng)器的輸入電壓，發(fā)現(xiàn)實(shí)際輸入電壓為的 輸 出 電 壓 ， 機(jī) 床 恢 復(fù) 正 常 ， 報(bào) 警 從例 426換刀故427機(jī) 床 過 載 報(bào) 警 的 故 障 維 修故障現(xiàn)象： 一臺(tái)數(shù)控銑床發(fā)生打刀事故， 按急停按鈕后， 換上新刀， 但工作臺(tái)不旋轉(zhuǎn)分析及處理過程：通過行其他操作。PLC梯形圖分析，發(fā)現(xiàn)其換刀過程不正確，計(jì)算機(jī)認(rèn)為換刀過程沒有

28、結(jié)束，不能進(jìn) 因 此 ， 按 正 確 程 序 重 新 換 刀 后 ， 機(jī) 床 恢 復(fù) 正 常 。故障現(xiàn)象：某配套 FANUC-0M 系統(tǒng)的數(shù)控立式加工中心，在加工中經(jīng)常出現(xiàn)過載報(bào)警，報(bào)警號(hào)為 434 ，表 現(xiàn)形式為 Z 軸電動(dòng)機(jī)電流過大，電動(dòng)機(jī)發(fā)熱，停上 40min 左右報(bào)警消失，接著再工作一陣，又出現(xiàn)同類 報(bào)警。 分析及處理過程：經(jīng)檢查電氣伺服系統(tǒng)無故障，估計(jì)是負(fù)載過重帶不動(dòng)造成。 為了區(qū)分是電氣故障還是機(jī)械故障，將 Z 軸電動(dòng)機(jī)拆下與機(jī)械脫開，再運(yùn)行時(shí)該故障不再出現(xiàn)。由此確認(rèn) 為機(jī)械絲杠或運(yùn)動(dòng)部位過緊造成。調(diào)整Z軸絲杠防松螺母后，效果不明顯，后來又調(diào)整Z軸導(dǎo)軌鑲條，機(jī)床 負(fù) 載 明 顯 減

29、 輕 ，該 故 障 消 除 。例 428 電 動(dòng) 機(jī) 聯(lián) 軸 器 松 動(dòng) 的 故 障 維 修故 障 現(xiàn) 象 ： 一 臺(tái) 數(shù) 控 車 床 ， 加 工 零 件 時(shí) ， 常 出 現(xiàn) 徑 向 尺 寸 忽 大 忽 小 的 故 障 。 分析及處理過程：檢查控制系統(tǒng)及加項(xiàng)目序均正常，然后檢查傳動(dòng)鏈中電動(dòng)機(jī)與絲杠的聯(lián)接處，發(fā)現(xiàn)電動(dòng) 機(jī)聯(lián)軸器緊固螺釘松動(dòng)，使得電動(dòng)機(jī)軸與絲杠產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。因?yàn)榘腴]環(huán)系統(tǒng)的位置檢測(cè)器件在電動(dòng)機(jī) 側(cè)， 絲杠的 實(shí)際轉(zhuǎn) 動(dòng) 量無 法檢 測(cè) ， 從而 導(dǎo) 致零 件 尺寸 不穩(wěn) 定： 緊固 電 動(dòng)機(jī) 聯(lián)軸器 后故 障消除。例 429 壓 力 開 關(guān) 損 壞 的 故 障 維 修 故 障 現(xiàn)

30、象 ： 某 配 套 SIEMENS 840C 系 統(tǒng) 的 加 工 中 心 ， 一 次 開 機(jī) 后 B 軸 不 能 運(yùn) 動(dòng) 分析及處理過程：經(jīng)檢查， B軸電磁閥已動(dòng)作，但 PLC顯示B軸未放松，故判斷壓力開關(guān)有問題。拆下后經(jīng) 檢 查 ， 發(fā) 現(xiàn)該開關(guān)觸點(diǎn)損壞；換一個(gè) 壓 力 開 關(guān) 后 ， 故 障 消 除 。例 430 B軸伺服報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套OKUMAOSP700，型號(hào)為XHAD765的數(shù)控機(jī)床，加工中B 軸出現(xiàn)伺服報(bào)警ALARMA：“SVP 速度指令越限，B軸11F9FD76 ”。分析及處理過程：按復(fù)位后，報(bào)警消除。分析報(bào)警內(nèi)容，估計(jì)轉(zhuǎn)臺(tái)阻力大或是速度反饋有問題。將快速進(jìn) 給

31、倍率開關(guān)拔到 10 ， MDI 方式下轉(zhuǎn)動(dòng) B 軸， B 軸上升后，抖動(dòng)一下立即報(bào)警，同時(shí)有機(jī)械沖擊聲，感 覺是B軸轉(zhuǎn)不動(dòng)，懷疑轉(zhuǎn)臺(tái)上升未到位或是機(jī)械卡滯，或是B軸電氣有問題。MDI方式下執(zhí)行M20、M21指令升起、落下轉(zhuǎn)臺(tái)，查 PLC 數(shù)據(jù) IAXBUl 在轉(zhuǎn)臺(tái)上升后能亮顯，用尺檢查轉(zhuǎn)臺(tái)上升的高度值正常，不應(yīng) 存在上下鼠齒盤未完全脫開的問題；再打開護(hù)板及轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)蓋查電動(dòng)機(jī)插頭和傳動(dòng)蝸輪蝸桿，在拉B 軸電動(dòng)機(jī)電纜時(shí)，發(fā)現(xiàn) B 軸電動(dòng)機(jī)三相電纜磨破，有一根電纜斷裂。將電纜修復(fù)后開機(jī)，B 軸運(yùn)轉(zhuǎn)恢復(fù)正常。例431 轉(zhuǎn) 臺(tái) 報(bào) 警 的 故 障 維 修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 OKUMA OSP700,型號(hào)為

32、XHAD765的數(shù)控機(jī)床，早上開機(jī)后轉(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位后下落時(shí)顯示 “ 2870 旋 轉(zhuǎn) 工 作 臺(tái) 夾 緊 檢 測(cè) 器 異 常 ”， 同 時(shí) 工 作 臺(tái) 上 升 到 旋 轉(zhuǎn) 準(zhǔn) 備 位 置 。 分析及處理過程：復(fù)位后，報(bào)警清除。根據(jù)報(bào)警內(nèi)容應(yīng)查轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊開關(guān)，因?yàn)檗D(zhuǎn)臺(tái)轉(zhuǎn)位前是正常的，根據(jù) 經(jīng)驗(yàn)，筆者懷疑其準(zhǔn)確性。在 MDI 方式下執(zhí)行 M20 工作臺(tái)夾緊指令，工作臺(tái)下落后又報(bào)警上升，經(jīng)仔細(xì) 觀察，發(fā)現(xiàn)工作臺(tái)下落緩慢，故懷疑下落時(shí)間超時(shí)而報(bào)警；讓兩個(gè)人站在工作臺(tái)上，再執(zhí)行M20 指令，工 作 臺(tái) 落 下 明 顯 加 快 、 不 再 報(bào) 警 ， 證 實(shí) 了 判 斷 。該轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)計(jì)為上升時(shí)，液壓缸壓縮轉(zhuǎn)臺(tái)夾緊彈

33、簧將轉(zhuǎn)臺(tái)頂起，夾緊時(shí)靠彈簧力將液壓缸內(nèi)油擠出，壓緊工 作臺(tái)液壓缸堵塞節(jié)流，彈簧力變小，油粘度增大等均會(huì)導(dǎo)致油流速變慢而引起轉(zhuǎn)臺(tái)下落超時(shí)。讓機(jī)床熱機(jī) 10min ，其間連續(xù)執(zhí)行 M20、 M21 指令，等液壓油溫上升后再轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臺(tái)正常。因?yàn)樘鞖廪D(zhuǎn)冷，液壓油隨溫度下降變稠，液壓缸中油不能及 時(shí) 排 出 ， 造成超時(shí)報(bào)警。例432轉(zhuǎn)臺(tái)回零不準(zhǔn)的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUCOMC，型號(hào)為XH754的數(shù)控機(jī)床，轉(zhuǎn)臺(tái)回零不準(zhǔn)，回零后工作臺(tái)歪斜。分析及處理過程：出現(xiàn)這種故障一般是因?yàn)檗D(zhuǎn)臺(tái)回零開關(guān)不良、行程壓塊松動(dòng)或開關(guān)松動(dòng)。關(guān)機(jī)后將轉(zhuǎn)臺(tái)側(cè)蓋打開，用手壓行程開關(guān)正常，查行程壓塊正常，查開關(guān)座正常，估計(jì)行程

34、開關(guān)壓合斷開點(diǎn)變化。將開關(guān)座向正確方向調(diào)整小段距 離 后 開 機(jī) ，故 障消除。例433轉(zhuǎn)臺(tái)分度不良的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC OMC，型號(hào)為XH754的數(shù)控機(jī)床，轉(zhuǎn)臺(tái)分度后落下時(shí)錯(cuò)動(dòng)明顯，聲音大。分析及處理過程：轉(zhuǎn)臺(tái)分度后落下時(shí)錯(cuò)動(dòng)明顯，說明轉(zhuǎn)臺(tái)分度位置與鼠齒盤定位位置相差較大；如果回零 時(shí)位置同時(shí)也有錯(cuò)動(dòng)，則可調(diào)節(jié)第 4 軸柵格偏移量 ( 參數(shù) 0511> 來解決：如果轉(zhuǎn)臺(tái)傳動(dòng)有間隙，則可調(diào)節(jié) 第 4 軸間隙補(bǔ)償 ( 參數(shù) 0538> ；如果機(jī)械螺距有誤差，則相應(yīng)調(diào)整第 4 軸螺補(bǔ)。本例中發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)臺(tái)回零后也 有 錯(cuò) 動(dòng) ， 調(diào) 整 0511 數(shù) 值 后 解 決 。 例

35、 434 X 軸 振 蕩 的 故 障 維 修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FANUC OMC,型號(hào)為XH754的數(shù)控機(jī)床，加工中X 軸負(fù)載有時(shí)突然上升到80，同時(shí)X軸電動(dòng)機(jī)嗡嗡作響；有時(shí)又正常。分析及處理過程：現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)X 軸電動(dòng)機(jī)嗡嗡作響的頻率較低，故判斷X 軸發(fā)生低頻振蕩。發(fā)生振蕩的原因有1>軸位置環(huán)增益不合適。2>機(jī)械部分間隙大，傳動(dòng)鏈剛性 差 ，有 卡滯。3>負(fù)載慣量較大。經(jīng)查X軸位置增益未變，負(fù)載也正常，經(jīng)詢問，操作工介紹此機(jī)床因?yàn)橐恢边M(jìn)行重切削加工，X軸間隙較大，剛進(jìn)行過間隙補(bǔ)償。經(jīng)查X軸間隙補(bǔ)償參數(shù) 0535，發(fā)現(xiàn)設(shè)定值為250，用百分表測(cè)得 X軸實(shí)際間隙為0.22，看

36、來多補(bǔ)了；直至將設(shè)定值改為200后，X軸振蕩才消除。注：X軸這么大間隙，要想提高加工精 度，只 有消除機(jī) 械間隙。例 435 X 軸 間 隙 太 大 的 故 障 維 修故障現(xiàn)象： 一臺(tái)配套 FANUC OMC， 型 號(hào)為 XH754 的數(shù)控 機(jī)床， X 軸間 隙太大 分析及處理過程：X軸間隙由聯(lián)軸器間隙、軸承間隙、絲杠間隙、機(jī)械彈性間隙等組成。拆下X軸護(hù)板,停電關(guān)機(jī)，用手握住絲杠，來回轉(zhuǎn)動(dòng)，感覺自由轉(zhuǎn)角較大，有較大間隙；調(diào)整X軸絲杠軸承間隙，擰緊螺母將其調(diào)緊也沒有改善，故懷疑絲杠螺母有問題。將絲杠螺母與工作臺(tái)松脫，檢查，并未發(fā)現(xiàn)間隙；再打 開軸承座法蘭，檢查絲杠軸承，發(fā)現(xiàn)兩角接觸軸承(背靠背

37、>內(nèi)圈已調(diào)緊到一起，正常情況下應(yīng)有間隙，說明 該 對(duì) 軸 承 間 隙 已 無 調(diào) 整 余 地 按該軸承外徑，車一厚 lmm 的小圓環(huán)墊在該對(duì)軸承外徑中間，減去原間隙，這樣該對(duì)軸承內(nèi)圈就有0.8mm左右的間隙調(diào)整裕量。安裝后將軸承背緊螺母適當(dāng)調(diào)緊，將參數(shù)0535置0，用百分表測(cè)X軸間隙為 0.02mm ， 再 將 參 數(shù) 0535 設(shè) 為 15 ， 測(cè) X 軸 間 隙 為 0.01mm ， X 軸 間 隙 得 以 消 除 。436軸 編 碼 器 報(bào) 警 的 故 障 維 修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC OMC,型號(hào)為XH754的數(shù)控機(jī)床，加工中出現(xiàn)319號(hào)報(bào)警。 分析及處理過程：查維修手冊(cè)，

38、提示故障原因?yàn)?X軸脈沖編碼器異?；蛲ㄐ佩e(cuò)誤，查診斷號(hào) 760，發(fā)現(xiàn)其 多位置位，維修手冊(cè)提示為脈沖編碼器不良或反饋電纜不良。先檢測(cè)X軸編碼器電纜插頭 M185正常，故判斷是X軸串行編碼器有問題。為確認(rèn)，在電柜內(nèi)將 動(dòng)線進(jìn)行交換，發(fā)現(xiàn)故障報(bào)警變?yōu)?339，故障變?yōu)镸184 與 M194、M185 與 M195 及相應(yīng)電動(dòng)機(jī)三相驅(qū)Z 軸，證實(shí) X 軸編碼器不良。更換后，故障排除。例437超程報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FANUC OMC，型號(hào)為XH754的數(shù)控機(jī)床,X 軸回零時(shí)產(chǎn)生超程報(bào)警OVERTRAVEL-X”分析及處理過程：檢查發(fā)現(xiàn) X 軸報(bào)警時(shí)離行程極限相差甚遠(yuǎn)，而顯示器顯示的 X

39、 坐標(biāo)超過了 X 軸范圍，故確認(rèn)是軟限位超程報(bào)警。查參數(shù)0704正常，斷電，按住P 鍵同時(shí)接通NC 電源，在系統(tǒng)在對(duì)軟限位不作檢查的情況下完成回零；亦可將0704改為 -99999999后回零，若沒問題，再將其改回原值即可；還可按P鍵和CAN鍵開機(jī)以消除報(bào)警。例438例439進(jìn)給軸報(bào)警的故障維修例438 .故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FAGOR 8025MG，型號(hào)為XK5038-1的數(shù)控機(jī)床，X軸報(bào)警，顯示器顯示 “ Xaxisnotready ”。分析及處理過程：送電起動(dòng)機(jī)床，正向移動(dòng) X軸，無報(bào)警；負(fù)向移動(dòng)機(jī)床，報(bào)警出現(xiàn)。打開 X軸右側(cè)導(dǎo)軌 護(hù)板，發(fā)現(xiàn)護(hù)板內(nèi)部有許多切屑，估計(jì)由切屑卡死引起。將護(hù)板

40、拆下清洗，并清除內(nèi)部切屑，安裝護(hù)板后開機(jī)，機(jī)床正常。例 439.故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FAGOR 8025MG，型號(hào)為XK5038-1的數(shù)控機(jī)床，X軸報(bào)警，顯示器顯示 “Xaxisnot ready ” 。分析及處理過程：停電半小時(shí)后起動(dòng)機(jī)床，無報(bào)警；機(jī)床空運(yùn)行時(shí)應(yīng)正常，但剛切削加工即報(bào)警，故懷疑X 軸伺服驅(qū)動(dòng)單元有問題。打開電柜檢查X 軸伺服單元，發(fā)現(xiàn) X 軸有一個(gè)輸出端子發(fā)黑，懷疑氧化造成接觸不良。停電半小時(shí)后( 伺服單元內(nèi)有大容量電容，讓其將電放掉，以防觸電和損壞> 用砂紙將 X 軸端子打光緊后開機(jī)試切削故障消除例440進(jìn)給軸漂障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FAGOR 8025MG ，型號(hào)

41、為 XK5038-1 的數(shù)控機(jī)床，工件銑削精度超差，鏜孔失圓。 分析及處理過程：查已加工件，發(fā)現(xiàn)誤差出現(xiàn)在橫向，縱向正常；而橫向加工對(duì)應(yīng)X軸，故懷疑X軸有問題。手動(dòng)移動(dòng)X軸，發(fā)現(xiàn)X軸定位后位置坐標(biāo)示值在 0.05范圍波動(dòng)，而正常波動(dòng)為 0.001，同時(shí)X軸電動(dòng)機(jī)有輕微嗡嗡聲，估計(jì) X 軸漂移。打開電柜，在X 驅(qū)動(dòng)單元上找到標(biāo)志為使 X 軸 示 值 波 動(dòng) 回 復(fù) 到 0.001再進(jìn)行加工drift 的電位器，仔細(xì)調(diào)節(jié)，精度恢復(fù)正常例 441進(jìn)給軸頻繁報(bào)警的故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FAGOR 8025MG，型號(hào)為XK5038-1的數(shù)控機(jī)床，機(jī)床頻繁出現(xiàn)進(jìn)給軸報(bào)警，多則一天 一 次 ， 少 則 56天一

42、次停 機(jī) 斷 電 半 小 時(shí) 后 開 機(jī) 又 正 常分析及處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象，判斷電氣接觸有問題。先查供電，將機(jī)床停下用萬用表測(cè)伺服電源BUG電壓正常，+24V供電正常；再查控制線路，CNC到PLC、到X軸伺服單元電纜接觸良好， X軸伺服到 X 軸電動(dòng)機(jī)電纜正常；測(cè)電動(dòng)機(jī)亦無斷路、短路、發(fā)熱現(xiàn)象，故確認(rèn)電氣無問題。再查機(jī)械傳動(dòng)，用手 擰 X 軸絲杠，轉(zhuǎn)動(dòng)輕松、靈活，無阻滯、卡死現(xiàn)象，則判斷機(jī)械應(yīng)該沒問題。鑒于伺服斷電半小時(shí)后開機(jī) 又正常，有時(shí)幾天不報(bào)警，故判斷伺服及電動(dòng)機(jī)不應(yīng)有大問題，檢查陷入困境。因任務(wù)緊，機(jī)床暫時(shí)帶病工作。后加工時(shí)無意中測(cè)量一控制變壓器進(jìn)線 380V 電壓，發(fā)現(xiàn)只有 2

43、90V ，比正常值低 90V 左右，且不 穩(wěn)定；跟蹤查到電柜總空氣開關(guān)，測(cè)開關(guān)進(jìn)線電壓正常，開關(guān)出線有兩線線電壓偏低且波動(dòng)較大；機(jī)床各 軸停下時(shí)，電壓又上升至 380V 左右。至此，故障根源終于找到。停電拆下總空氣開關(guān)，發(fā)現(xiàn)有一觸點(diǎn)燒 蝕，造成接觸不良。機(jī)床不加工時(shí)，總電流小，空氣開關(guān)不良觸點(diǎn)壓降小，看上去供電正常，不易察覺； 機(jī)床 切削加 工時(shí)， 總 電流 大， 不 良觸點(diǎn) 壓 降相 應(yīng) 增大 ，造 成伺 服單 元 電源 不正常 而報(bào) 警停機(jī)。例 442光柵尺故障的故障維修故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 8M 系統(tǒng)的進(jìn)口加工中心，出現(xiàn)114# 報(bào)警，手冊(cè)提示為Y 軸測(cè)量有故障，電分析及處理過

44、程：該機(jī)測(cè)量采用海德漢直線光柵尺，根據(jù)故障內(nèi)容查常，將 Y 軸光柵尺插到與其能配用的光柵數(shù)顯表上通電，用手轉(zhuǎn)動(dòng)Y 軸電纜正常。為判斷光柵尺是否正Y 軸絲杠，發(fā)現(xiàn) Y 軸坐標(biāo)不變，則說纜損壞或信號(hào)不良明光柵尺故障。拆下該光柵尺，發(fā)現(xiàn)一光電池線頭脫落：重新焊接好后，通電檢查，數(shù)顯表顯示跟隨光柵變化；再將光柵尺裝回機(jī)床，開機(jī)報(bào)警消除，機(jī)床恢復(fù)正常 例 443 檢 測(cè) 信 號(hào) 斷 線 引 起 坐 標(biāo) 軸 故 障 的 維 修故障現(xiàn)象：某配套 SIEMENS 8系統(tǒng)的臥式加工中心，在工作過程中機(jī)床突然停止運(yùn)行，CRT出現(xiàn)NC報(bào)警104 ； 重 新 起 動(dòng) 機(jī) 床 ， 報(bào) 警 消 除 ， 可 以 恢 復(fù) 正

45、 常 ， 但 工 作 不 久 ， 故 障 重 復(fù) 出 現(xiàn) 。 分析及處理過程：查詢 NC 104報(bào)警，其含義為“X軸測(cè)量系統(tǒng)電纜斷線”。根據(jù)故障現(xiàn)象和報(bào)警，我們先檢查讀數(shù)頭和光柵尺，光柵密封良好，里面潔凈，讀數(shù)頭和光柵沒有受到污 染，并且讀數(shù)頭和光柵正常；隨后檢查測(cè)量電路板，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象，經(jīng)過這些工作后，把重點(diǎn)放 在反饋電纜上。測(cè)量反饋端子，發(fā)現(xiàn) 13 號(hào)線電壓不穩(wěn)，停電后測(cè)量 13 號(hào)線，發(fā)現(xiàn)有較大電阻，經(jīng)仔細(xì)檢 查，發(fā)現(xiàn)此線在 X 軸運(yùn)動(dòng)過程中有一處斷路，造成反饋值不穩(wěn)，偏離其實(shí)際值。經(jīng)重新接線后，機(jī)床故障 消除。例 444快 速 移 動(dòng) 時(shí) 出 現(xiàn) 414和 410 號(hào) 報(bào) 警

46、的 故 障 維 修故障現(xiàn)象：某配套 FANUC 0M 系統(tǒng)的立式加工中心， X 軸快速移動(dòng)時(shí)出現(xiàn) 414 和 410 號(hào)報(bào)警。 分析及處理過程：414和410號(hào)報(bào)警的含義是 速度控制OFF和“X軸伺服驅(qū)動(dòng)異?！?。鑒于此機(jī)床在故障出現(xiàn)后能通過重新起動(dòng)消除，但每次執(zhí)行 查 伺 服 電 動(dòng) 機(jī) 電 源 線 插 頭 ，X 軸快速移動(dòng)時(shí)就報(bào)警，故初步判定故障與伺服電動(dòng)機(jī)有關(guān)。檢 發(fā) 現(xiàn) 存 在 相 間 短 路 ； 重 新 連 接 后 ， 故 障 排 除 。例445；414、401號(hào)報(bào)警的故障維修故 障 現(xiàn) 象 ： 一 臺(tái) 配 套 FANUC 0系 統(tǒng) 的 數(shù) 控 車 床 ， 開 機(jī) 后 就 出 現(xiàn) 41

47、4 、401 號(hào) 報(bào) 警 。分析與處理過程： FANUC 0 數(shù)控系統(tǒng)的 414、401 號(hào)報(bào)警屬于數(shù)字伺服報(bào)警，報(bào)警的具體含義分別是 “X、 Z 位置測(cè)量系統(tǒng)出錯(cuò) ”，“X、Z 軸伺服放大器未準(zhǔn)備好 ”。向操作人員詢問得知，因工廠基建，該機(jī)床剛搬 至新址不久，第一次開機(jī)就出現(xiàn)上述狀況，此前該機(jī)床工作一直很穩(wěn)定，因此懷疑在搬運(yùn)過程中導(dǎo)致電動(dòng) 機(jī)、驅(qū)動(dòng)器等元器件的連接損壞。用萬用表測(cè)量電動(dòng)機(jī)各電纜的連接，經(jīng)檢查未發(fā)現(xiàn)異常。將插頭插拔確認(rèn)連接牢固、無錯(cuò)誤后再開機(jī)，報(bào)警仍未解除。于是，按“SYSTEM進(jìn)入系統(tǒng)自診斷功能，檢查0200號(hào)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該參數(shù)第 6位顯示為“1及“#6(LV>=1，參閱

48、維修手冊(cè)，提示此時(shí)為低電壓報(bào)警。檢查驅(qū)動(dòng)器 輸入電壓，發(fā)現(xiàn)無輸入電壓：依據(jù)電器原理圖繼續(xù)檢查，發(fā)現(xiàn)空氣開關(guān)QF4 始終處于斷開狀態(tài)。更換新的 開 關(guān) ， 重 新 開 機(jī) ， 機(jī) 床 恢 復(fù) 正 常 工 作 。 例 446. FANUC 0 系 統(tǒng) 351 號(hào) 報(bào) 警 的 故 障 維 修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套 FANUC 0 系統(tǒng)的數(shù)控磨床， 國(guó)慶長(zhǎng)假后第一次開機(jī)出現(xiàn) 351 號(hào)報(bào)警。 分析與處理過程： FANUC 0 數(shù)控系統(tǒng)的 351 號(hào)報(bào)警屬于數(shù)字伺服報(bào)警，該報(bào)警的含義為 “串行脈沖編碼器 通信出現(xiàn)錯(cuò)誤 ”。向工作人員了解情況后得知，放假前對(duì)該機(jī)床進(jìn)行了維護(hù)、保養(yǎng)，并對(duì)電氣柜進(jìn)行了打 掃，因此

49、首先懷疑是工作人員在打掃過程中誤碰驅(qū)動(dòng)器的連接線導(dǎo)致該報(bào)警的產(chǎn)生。將驅(qū)動(dòng)器的連接插頭 重新連接牢固后重新開機(jī)，報(bào)警解除。數(shù)日后報(bào)警又出現(xiàn)，再次連接驅(qū)動(dòng)器插頭仍無法解除報(bào)警。于是按«SYSTEM!進(jìn)入系統(tǒng)自診斷功能，檢查0203 參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該參數(shù)第7 位顯示為“1及”“#7(DTE>=1 ，提示為串行脈沖編碼器無響應(yīng)。導(dǎo)致此類狀況的原因有：1>信號(hào)反饋電纜斷線。2>串行脈沖編碼器的+5V電壓過低。3>串行脈沖編碼器出錯(cuò)。檢查信號(hào)反饋電纜，拆下 Z 軸信號(hào)反饋電纜插頭即發(fā)現(xiàn)插頭內(nèi)有數(shù)根電線脫落。重新連接后再開機(jī)，報(bào)警解 除 ， 機(jī) 床 恢 復(fù) 正 常 工 作例 4

50、47FANUC 0 系 統(tǒng) 401號(hào)報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 0系統(tǒng)的數(shù)控磨床，開機(jī)后出現(xiàn)401號(hào)報(bào)警。分析與處理過程： FANUC 0 數(shù)控系統(tǒng)的 401 號(hào)報(bào)警屬于數(shù)字伺服報(bào)警，該報(bào)警的含義為“X、Z 軸伺服放大器未準(zhǔn)備好 ”。遇到此類報(bào)警通常作如下檢查：首先查看伺服放大器的LED 有無顯示，若有顯示，則故障原因有以下3種可能：1> 伺服放大器至 PowerMate 之 間 的電纜斷線。2>伺服放大器出故障。3>基板出故障。若伺服放大器的LED 無顯示，則應(yīng)檢查伺服放大器的電源電壓是否正常，電壓正常則說明伺服放大器有故障：電壓不正常就基本排除了伺服放大器

51、有故障的可能， 應(yīng)繼續(xù)檢查 強(qiáng)電電路 根據(jù)上述排查故障的思路進(jìn)行診斷，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)伺服放大器的LED 無顯示，檢查伺服放大器的輸入電源電 壓， 發(fā) 現(xiàn) +24V 的輸入 連接 線已 脫落 。 重 新 連 接后 開 機(jī) ， 機(jī) 床 恢復(fù) 正常例 44831號(hào)伺服報(bào)警的故障現(xiàn)象：某配套 FANUC 3MA 系統(tǒng)的數(shù)控銑床， 在運(yùn)行過程中， Z 軸產(chǎn)生 3l 號(hào)報(bào)警。 分析及處理過程：查維修手冊(cè)， 31 號(hào)報(bào)警的含義為 “誤差寄存器的內(nèi)容大于規(guī)定值 ”。根據(jù) 31 號(hào)報(bào)警提 示，將誤差定值放大，于是將 31 號(hào)報(bào)警對(duì)應(yīng)的機(jī)床參數(shù)由 2000 改為 5000 ，然后用手搖脈沖發(fā)生器驅(qū)動(dòng)Z軸，發(fā)現(xiàn)31號(hào)報(bào)

52、警消除，但又產(chǎn)生了32號(hào)報(bào)警。32號(hào)報(bào)警意為“Z由誤差寄存器的內(nèi)容超過 ±32767，或數(shù)模轉(zhuǎn)換的命令值超出了 -8192+8191 的范圍 ”。為此將設(shè)定的機(jī)床參數(shù)由 5000 再改為 3000， 32 號(hào) 報(bào) 警 消 除 ， 但 31 號(hào) 報(bào) 警 又 出 現(xiàn) ， 故 暫 無 法 排 除 故 障 。 誤差寄存器是用來存放指令值與位置反饋值之差的，當(dāng)位置檢測(cè)裝置或位置控制單元故障時(shí)，就會(huì)引起誤 差寄存器的超差，故將故障定位在位置控制上。位置控制信號(hào)可以用診斷號(hào)800(X軸>、801(Y軸 > 和(Z軸> 來診斷。將三個(gè)診斷號(hào)調(diào)出，發(fā)現(xiàn)800號(hào)X軸的位置偏差在1與2之

53、間變化，801號(hào)Y軸的位置偏差在 +1 與 1 之間變化，而 802 號(hào)的 Z 軸位置偏差為 0，無任何變化，說明 Z 軸位置控制有故障。為進(jìn)一步定位故障是在 Z軸控制單元還是在編碼器上，采用交換法，將Z軸和X軸驅(qū)動(dòng)裝置和反饋信號(hào)同時(shí)互換， Z 軸和 X 軸伺服電動(dòng)機(jī)都不動(dòng)；此時(shí)，診斷號(hào) 801 數(shù)值變?yōu)?0 ， 802 數(shù)值有了變化，這說明 Z 軸控 制單元沒有問題，故障出在與 Z 軸伺服電動(dòng)機(jī)連接的編碼器上。更換新的編碼器后，機(jī)床即恢復(fù)正常。例 449工作臺(tái)爬行的故障現(xiàn)象：某配套 GSK980M 系統(tǒng)的數(shù)控磨床，在進(jìn)行多次維修和長(zhǎng)時(shí)間不用后，發(fā)現(xiàn) Y 軸在運(yùn)動(dòng)過程中 有明顯的爬行。 分析及

54、處理過程：經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)當(dāng)手輪移動(dòng)Y 軸 0.1mm 時(shí)，工作臺(tái)連續(xù)移動(dòng) 0.7mm 左右后再以另一種速 度緩慢移動(dòng)至 0.1mm ，因此可能是因?yàn)橐苿?dòng)速度太快或工作臺(tái)阻力太大引起故障。調(diào)整機(jī)床導(dǎo)軌鑲條并 減小工作臺(tái)移動(dòng)速度，故障未排除。在多次運(yùn)行后發(fā)現(xiàn)每次工作臺(tái)慢速移動(dòng)的距離都差不多，因此打開參數(shù)頁面，發(fā)現(xiàn) 029 號(hào)參數(shù) (Y 軸直線加減速時(shí)間常數(shù) > 為 600，而對(duì)于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)來說一般設(shè)定為 450 。修 改后再試，故障排除。例 450失步現(xiàn)象的故障維修故障現(xiàn)象：某配套GSK980M 系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床，在自動(dòng)或手動(dòng)運(yùn)行時(shí)，X 軸經(jīng)常產(chǎn)生失步現(xiàn)象。分析及處理過程：本機(jī)床配置為 GSK980M+ 步進(jìn)驅(qū)動(dòng)。失步是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)特點(diǎn)之一，當(dāng)阻力或速度超過某一固定值時(shí)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)常會(huì)產(chǎn)生失步現(xiàn)象。因此，降低X 軸移動(dòng)速度重新運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)在某一 位置仍會(huì)產(chǎn)生失步。排除該原因后進(jìn)一步檢查導(dǎo)軌與工作臺(tái)的工作阻力，加大液壓泵的供油壓力，使工作 臺(tái)處于懸浮狀態(tài)，實(shí)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)故障依然存在。斷電后卸下同步帶輪，手動(dòng)旋轉(zhuǎn)滾珠絲杠；發(fā)現(xiàn)在某一點(diǎn)處 阻力稍大，拆下滾珠絲杠請(qǐng)生產(chǎn)廠維修，發(fā)現(xiàn)在絲杠螺母中有一粒滾珠受損。更換滾珠重新裝配后，故障 排除例451410號(hào) 報(bào) 警 的 故 障 維 修故 障 現(xiàn) 象 ： 某 配 套 FANUC PM0 系統(tǒng) 的數(shù) 控 機(jī)床 ， 開 機(jī) 后出 現(xiàn) 410 號(hào)