維修電工技師論文

1、廣東省技師（高級(jí)技師）職務(wù)申請(qǐng)?jiān)u 審 論 文論文題目：數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障分析及處理姓名：單位：原技術(shù)工種名稱： 維修電工 擬申報(bào)級(jí)別： 二 級(jí) 申報(bào)時(shí)間：2016年 3 月 20 日廣東省人力資源和社會(huì)保障廳制數(shù)控機(jī)床伺服系統(tǒng)的故障分析及處理 【摘要】隨著加工制造的行業(yè)越來越廣泛應(yīng)用，意味著數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用就會(huì)越來越多，以前是采用模具來成形，但現(xiàn)在慢慢開始轉(zhuǎn)變采用直接加工成裝配品。伺服系統(tǒng)是聯(lián)系數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床的中間環(huán)節(jié)，伺服系統(tǒng)的故障是數(shù)控機(jī)床中較為重要的故障。結(jié)合實(shí)際工作中數(shù)控機(jī)床的故障現(xiàn)象，介紹伺服系統(tǒng)最常見的故障類型; 根據(jù)故障定位方法判斷故障發(fā)生部位; 通過伺服系統(tǒng)故障診斷實(shí)例進(jìn)行說

2、明并提出處理辦法。關(guān)鍵詞: 數(shù)控機(jī)床; 伺服系統(tǒng); 故障分析1 前 言 進(jìn)給伺服系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的重要組成部分。它的作用是: 接受數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的進(jìn)給位移和速度指令信號(hào)，由伺服驅(qū)動(dòng)電路作一定的轉(zhuǎn)換和放大后，經(jīng)伺服驅(qū)動(dòng)裝置和機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床的工作臺(tái)、主軸頭架等執(zhí)行部件1進(jìn)行工作進(jìn)給或快速進(jìn)給。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的性能直接決定了機(jī)床的加工精度、定位精度、運(yùn)動(dòng)速度等重要指標(biāo)。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)故障是數(shù)控機(jī)床非常常見的故障之一。當(dāng)數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，通常有三種表現(xiàn)方式: 在 CRT 或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息;在進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元2的故障; 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)不正常，

3、但無任何報(bào)警信息。1目 錄【摘要】···············································&

4、#183;···1【前言】·············································&#

5、183;·····2【正文】···········································

6、83;·······4一、 常見故障及原因分析··································41 超程·····

7、83;··········································42 過載······

8、3;·········································43 竄動(dòng)········

9、;········································44 爬行·········

10、·······································55 振動(dòng)··········&

11、#183;·····································56 伺服電機(jī)不轉(zhuǎn)··········

12、3;·····························57 位置誤差···················

13、83;························68 漂移························

14、3;·······················7二、 故障分析·························&#

15、183;·················73、 故障診斷綜合實(shí)例······························&#

16、183;····9四、 結(jié)論············································&#

17、183;··10【參考文獻(xiàn)】··············································

18、11【正文】1、 常見故障及原因分析數(shù)控機(jī)床進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見故障有 8 種，如下所述:1超程超程一般分為硬超程與軟超程。超程報(bào)警后，擋塊撞擊行程開關(guān)的是硬超程; 未撞擊，為軟超程。超程報(bào)警機(jī)理: 軟限位( 軟超程) : 實(shí)際坐標(biāo)大于軟限位參數(shù)，發(fā)生軟件報(bào)警。硬限位( 硬超程) : 實(shí)際坐標(biāo)大于硬限位行程，發(fā)生硬件報(bào)警。超程解除一般做法是，手動(dòng)將機(jī)床沿超程的反方向退回，檢查確定無危險(xiǎn)時(shí)，按復(fù)位鍵重新啟動(dòng)，若警報(bào)依舊，則為軟超程。2過載當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過大、頻繁正反向運(yùn)動(dòng)及進(jìn)給傳動(dòng)鏈潤滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過載報(bào)警。一般會(huì)在 CRT上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過載、過熱或過流等報(bào)警信息。同時(shí)，在強(qiáng)電柜中的進(jìn)

19、給驅(qū)動(dòng)單元上，用指示燈提示驅(qū)動(dòng)單元過載、過電流等信息。3竄動(dòng)在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象的原因:1) 測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等;2) 速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾;3) 接線端子接觸不良;4) 進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。 4 爬行發(fā)生在啟動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益過低及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注意的是: 伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)和伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。5 振動(dòng)機(jī)床振動(dòng)周期是否與進(jìn)給速度有關(guān):1） 如與

20、進(jìn)給速度有關(guān)，振動(dòng)一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān);2) 若與進(jìn)給速度無關(guān)，振動(dòng)一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān);3) 如振動(dòng)在加減速過程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時(shí)間設(shè)定過小造成的3。 6伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為 DC ± 24 V 繼電器線圈電壓。1) 檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出; 2) 檢查使能信號(hào)是否接通。通過 CRT 觀察 I /O 狀態(tài)，分析機(jī)床 PLC 梯形圖( 或流程圖) ，以確定進(jìn)給軸的啟動(dòng)條件，如潤滑、冷卻等是否滿足;3) 對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放;4) 進(jìn)給驅(qū)

21、動(dòng)單元故障；5) 伺服電動(dòng)機(jī)故障4；7位置誤差 當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因如下:1) 系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍過小;2) 伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng);3) 位置檢測(cè)裝置有污染;4) 進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過大;5) 主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置 ( 如平衡油缸等)不穩(wěn)5。8漂移 當(dāng)指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍移動(dòng)，從而造成位置誤差。零點(diǎn)漂移會(huì)使機(jī)床絕對(duì)坐標(biāo)與實(shí)際位置之間產(chǎn)生誤差，輕則導(dǎo)致所加工的工件報(bào)廢，重則導(dǎo)致刀具和機(jī)床床身的損壞6。通過漂移補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元上的零速調(diào)整來消除。2、 故障分析 當(dāng)進(jìn)給伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)顯示報(bào)警

22、信號(hào)，伺服放大器報(bào)警燈會(huì)亮。根據(jù)報(bào)警信息綜合分析報(bào)警現(xiàn)象，查找報(bào)警原因，排除非報(bào)警因素，找到故障所在之處。由于伺服系統(tǒng)是由位置環(huán)和速度環(huán)組成的，當(dāng)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，為了快速定位故障部位，可以采用如下兩種方法: a) 模塊交換法 數(shù)控機(jī)床有些進(jìn)給軸的驅(qū)動(dòng)單元具有相同的當(dāng)量，如立式加工中心 x 軸和 y 軸的驅(qū)動(dòng)單元往往是一致的，當(dāng)其中的某一軸發(fā)生故障時(shí)，可以用另一軸來替代，觀察故障的轉(zhuǎn)移情況，快速確定故障的部位。圖 1 和圖 2 為采用模塊交換法故障診斷的方法。 其中，X 和 Y 針型插座為 CNC 系統(tǒng)位置控制模塊至 x 軸和 y 軸驅(qū)動(dòng)模塊的控制信號(hào)，包括速度控制信號(hào)和伺服使能信號(hào)等; X

23、M 和 YM 為伺服電動(dòng)機(jī)接線端子; XF 和 YF為伺服電動(dòng)機(jī)檢測(cè)裝置的反饋信號(hào)。 b) 外接參考電壓法 當(dāng)某軸進(jìn)給發(fā)生故障時(shí)，為了確定是否為驅(qū)動(dòng)單元和伺服電動(dòng)機(jī)故障，可以脫開位置環(huán)，檢查速度環(huán)。3、 故障診斷綜合實(shí)例 a) 故障現(xiàn)象某采用 FANUC OT 數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機(jī)時(shí)全部動(dòng)作正常，伺服進(jìn)給系統(tǒng)高速運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)、低速無爬行，加工的零件精度全部達(dá)到要求。當(dāng)機(jī)床正常工作 5 7 h 后，z軸出現(xiàn)劇烈振蕩，CNC 報(bào)警，機(jī)床無法正常工作。這時(shí)，即使關(guān)機(jī)再啟動(dòng)，只要手動(dòng)或自動(dòng)移動(dòng) z 軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈振蕩。但是，如果關(guān)機(jī)時(shí)間足夠長 ( 如第二天開機(jī)) ，機(jī)床又可以正常工作 5 7 h，并再次出現(xiàn)以上故障，如此周期性重復(fù)。 b) 分析故障產(chǎn)生的原因根據(jù)以上故障現(xiàn)象，首先從大的方面考慮，分析可能的原因不外乎機(jī)械、電氣兩個(gè)方面。在機(jī)械方面，可能是由于貼塑導(dǎo)軌的熱變形、脫膠，或者滾珠絲杠、絲杠軸承的局部損壞或調(diào)整不當(dāng)?shù)仍蛞鸬姆蔷鶆蛐载?fù)載變化，導(dǎo)致進(jìn)給系統(tǒng)的不穩(wěn)定。在電氣方面，可能是由于某個(gè)元器件的參