进给伺服电机故障的处理

1、直流进给驱动
 
PWM调速是利用脉宽调制器对大功率晶体管的开关时间进行控制。将速度控制信号转换成—定频率的方波电压，加到直流伺服电动机电枢的两端，通过对方波宽度的控制，改变电枢两端的平均电压，从而达到控制电枢电流，进而控制伺服电动机转速的目的。晶闸管调速则是利用速度调节器对晶闸管的导通角进行控制，通过改变导通角的大小来改变电枢两端的电压，从而达到调速的目的。
 
1.CRT有报警显示的故障
对于FANUC系统，CRT显示的伺服报警为400～457号伺服系统错误报警和702～704号过热报警。引起过热报警的原因有：
 
① 机床切削条件苛刻及机床摩擦力矩增大，引起主回路中的过载继电器动作;
② 切削时伺服电动机电流太大或变压器本身故障，引起伺服变压器热控开关动作;
③ 伺服电动机电枢内部短路或绝缘不良、电动机永久磁体去磁或脱落及电动机制动器不良，引起电动机内的热控开关动作。
 
2.报警指示灯指示的故障
对于FANUC系统和Siemens系统速度控制单元中的印制线路板上有报警灯，其功能、故障原因及排除方法可参看相应机床说明书。
 
3.无报警显示的故障
① 机床失控。速度反馈信号为正反馈信号，多发生在维修调试过程中，通常是电缆信号线连接错误所致。
 
② 机床振动。与位置控制有关的系统参数设定错误，如指令倍率CRM和检测倍率DMR的设定错误等。检查机床振动周期，如机床振动周期随进给速度变化，特别是快速移动时，伴有大的冲击，多为测速装置有故障，如伺服电动机上的测速发电机电刷接触不良;若机床振动周期不随进给速度变化，则调节增益电位器，使增益降低，观察振动是否减弱。若减弱，且振动频率是几十赫兹到几百赫兹，也即机床的固有振动频率，则可通过印制线路板上的有关设定来解决。若振动不减弱，则是印制线路板有故障。
 
③ 定位精度低。除机床进给传动链误差大外，还与伺服系统增益太低有关，调节增益电位器，增大增益，以确认能否消除故障。
 
④ 电动机运行时噪声过大。伺服电动机换向器的表面粗糙度不好或有损伤;油液或灰尘等侵入电刷或换向器;电动机轴向存在窜动。
 
⑤ 伺服电动机不转。电动机永久磁铁脱落;带电磁制动器的伺服电动机，制动器失灵，通电后未能脱开。
 
2、交流进给驱动
 
1.交流伺服电动机的基本检查。
原则上说，交流伺服电动机可以不需要维修，因为它没有损坏。但由于交流伺服电动机内含有精密检测器，因此，当发生碰撞、冲击时可能会引起故障，维修时应进行如下检查：
 
① 是否受到任何机械损伤;
② 旋转部分是否可用手正常转动;
③ 带制动器的，制动器是否正常;
④ 是否有任何松动螺钉或间隙;
⑤ 是否安装在潮湿、温度变化剧烈和有灰尘的地方。
 
2.交流伺服电动机的安装注意事项。
维修完成后，安装伺服要注意以下几点：
 
① 由于伺服系统防水结构不是很严密，如果切削液、润滑油等渗入内部，会引起绝缘性能降低或绕组短路，因此，应注意尽可能避免切削液溅入;
② 当伺服电动机安装在齿轮箱上时，加注润滑油时应注意齿轮箱的润滑油油面高度必须低于伺服的输出轴，防止润滑油渗入内部。
③ 当固定伺服联轴器、齿轮、同步带等连接件时，在任何情况下，作用在上面的力不能超过容许的径向、轴向负载。
④ 按说明书规定，对伺服和控制电路之间进行正确的连接。
 
3.交流伺服电动机常见的故障。
包括以下几点：
 
① 转子位置检测装置故障。当霍尔开关或光电脉冲编码器发生故障时，会引起失控，进给有振动。
② 用万用表或电桥测量电枢绕组的直流电阻，检查是否断路，并用兆欧表查绝缘是否良好。
③ 将与机械装置分离，用手转动转子，正常情况下感觉有阻力，转一个角度后手放开，转子又返回;如果用手转动转子时能连续转几圈并自由停下，则该电动机已损坏;如果用手转不动或转动后无返回，则机械部分可能有故障。
④ 脉冲编码器的更换。若交流伺服的脉冲编码器不良，就应更换脉冲编码器。
 
3、步进电动机驱动
 
步进电动机驱动是开环控制系统中最常选用的伺服驱动系统。开环进给系统的结构较简单，调试、维修、使用都很方便，工作可靠，成本低廉。在一般要求精度不太高的机床上曾得到广泛应用。
 
使用过程中，步进电动机驱动系统有如下常见故障：
 
1.电动机过热报警。可能是工作环境过于恶劣，环境温度过高;参数选择不当，如电流过大、超过相电流和可重新设置参数等。
 
2.工作中，尖叫后不转，具体情况为加工或运行过程中，驱动器或步进电动机发出刺耳的尖叫声。可能的原因是输入脉冲频率太高，引起堵转，可通过降低输入脉冲频率来排除;输入脉冲的突调频率太高，可通过降低输入脉冲的突调频率来排除。
 
3.工作过程中停车，在工作正常的状况下，发生突然停车的故障。
 
4.步进电动机失步或多步，此故障引起的可能现象是工作过程中，配置步进电动机驱动系统的某轴突然停顿，而后，又继续走动。
 
5.运转不均匀，有抖动。反映在加工中是加工的工件有振纹，表面粗糙度大。
 
故障诊断处理
 
一般常见的有以下几种处理方法：
 
(1)修理或更换元器件。
(2)重新安装或插接相关的连接状况。
(3)调整相关参数。
 
数控系统、PLC 及伺服驱动系统都设置了许多可修改的参数，以适应不同机床、不同工作状态的要求。这些参数不仅能使各电气系统与具体机床相匹配，而且能使机床各项功能达到最佳化。因此，任何参数的变化(尤其是模拟量参数)甚至丢失都是不允许的;而随机床的长期运行所引起的机械或电气性能的变化，会打破最初的匹配状态和最佳化状态，需要重新调整相关的一个或多个参数给予排除。
 
这种方法对维修人员的要求很高，不仅要对具体系统主要参数十分了解，即知晓其地址和熟悉其作用，而且要有较丰富的电气调试经验。
 
(4)特殊处理法。
 
当今的数控系统已进入PC 和开放化的发展阶段，其中软件含量越来越丰富，有系统软件、机床制造者软件，甚至还有使用者自己的软件。由于软件逻辑的设计中存在一些不可避免的问题，使得有些故障状态无法分析，如死机现象。对于这种故障现象可以采取特殊手段来处理，如整机断电，稍作停顿后再开机，有时就可将故障消除。
 
维修人员可以在自己的长期实践中摸索其规律或者其他有效的方法。当故障分析结果集中于某一印制电路板上时，由于电路集成度的不断扩大，要把故障落实于其上某一区域乃至某一元件是十分困难的。为了缩短停机时间，在具有相同备件的条件下，可以先将备件换上，然后再去检查修复故障板。但在拔出旧板更换新板之前，一定要先仔细阅读相关资料，弄懂要求和操作步骤之后再动手，以免出现更大的故障。

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