维修电工技师论文.docx

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1、广东省技加高级技师）职务申请评审论文论文题目：数控机床伺服系统的故障分析及处理姓名：单位：原技术工种名称，维修电工拟申报级别：二级申报时间：2016年3月20日广东省人力资源和社会保障厅制数控机床伺服系统的故障分析及处理【摘要】随着加工制造的行业越来越广泛应用，态味着数控机床的应用就会越来越多，以前是采用模具来成形，但现在慢慢开始转变采用直接加工成装配品。伺服系统是联系数控系统和机床的中间环节，伺服系统的故障是数控机床中较为重要的故障。结合实际工作中数控机床的故障现象，介绍伺服系统最常见的故障类型；根据故障定位方法判断故障发生部位；通过伺服系统故障诊断实例进行说明并提出处理方法。关键词：数控机

2、床；伺服系统；故障分析进给伺服系统是数控机床的更要组成局部。它的作用是：接受数控系统发出的进给位移和速度指令信号，由伺服驱动电路作一定的转换和放大后，经伺服驱动装置和机械传动机构，驱动机床的工作台、主轴头架等执行部件1进行工作进给或快速进给。进给伺服系统的性能直接决定了机床的加工精度、定位精度、运动速度等重要指标。因此，进给伺服系统故障是数控机床非常常见的故障之一。当数控机床进给伺服系统出现故障时，通常有三种表现方式：在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息;在进给伺服驱动单元上用报警灯或数码管显示驱动单元2的故障；进给运动不正常，但无任何报警信息。【摘要】1【前言】2【正文】4一、常见故障

3、及原因分析41 .超程42 .过我43 .窜动44 .爬行55 .振动56 .伺服电机不转57 .位置误差68 .漂移7二、故障分析7三、故障诊断综合实例9四、结论10【参考文献】11【正文】一、常见故障及原因分析数检机床边给病服系统的雷见故岸有8，*下所述：1超程超程一般分为硬超程与软超程。超程报警后，挡块撞击行程开关的是硬超程；未撞击，为软超程。超程报警机理：软限位（软超程）：实际坐标大于软限位参数，发生软件报警。硬限位（硬超程）：实际坐标大于硬限位行程，发生硬件报警。超程解除一般做法是，手动将机床沿超程的反方向退回，检查确定无危险时，按复位键重新启动，假设警报依旧，那么为软超程。2过羲当

4、进给运动的负载过大、频繁正反向运动及进给传动链润滑状态不良时.，均会引起过载报警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。同时.，在强电柜中的进给驱动单元上，用指示灯提示驱动单元过载、过电流等信息。3Ir动在进给时出现窜动现象的原因：1）测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反应信号干扰等;2）速度控制信号不稔定或受到干扰；3）接线端子接触不良；4）进给传动链的反向间隙或伺服系统增益过大所致。4爬行发生在启动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的涧滑状态不良、伺服系统增益过低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是：伺服电动机和滚珠丝杠连接用的联轴器，由于连接松动或联轴器本

5、身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠转动和伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。5振动机床振动周期是否与进给速度有关：1）如与进给速度有关，振动一般与该轴的速度环增益太高或速度反应故障有关；2）假设与进给速度无关，振动一股与位置环增益太高或位置反应故障有关；3）如振动在加减速过程中产生，往往是系统加减速时间设定过小造成的3o6伺服电动机不转数控系统至进给驱动单元除r速度控制信号外，还有使能控制信号，一般为DC24V继电器线圈电压。1）检查数控系统是否有速度控制信号输出；2）检查使能信号是否接通。通过CRT观察I/0状态，分析机床P1.C梯形图（或流程图），以确定进给轴的启动

6、条件，如润滑、冷却等是否满足；3）对带电磁制动的伺服电动机，应检查电磁制动是否释放；4）进给驱动单元故障;5）伺服电动机故障4：7位Jt误差当伺服轴运动超过位置允差范围时，数控系统就会产生位置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。主要原因如下:1）系统设定的允差范围过小；2）伺服系统增益设置不当；3）位置检测装置有污染；4）进给传动链累积误差过大；5）主轴箱垂直运动时平衡装置（如平衡油缸等）不稳508漂移当指令值为零时，坐标轴仍移动，从而造成位置误差。零点漂移会使机床绝对坐标与实际位置之间产生误差，轻那么导致所加工的工件报废，重那么导致刀具和机床床身的损坏61通过漂移补偿和驱动单

7、元上的零速调整来消除。二、故障分析当进给伺服系统发生故障时，数控系统显示报警信号，伺服放大器报警灯会亮。根据报警信息综合分析报警现象，查找报警原因，排除非报警因素，找到故障所在之处。由于伺服系统是由位置环和速度环组成的，当伺服系统出现故障时，为了快速定位故障部位，可以采用如下两种方法：a）模块交换法数控机床有些进给轴的驱动单元具有相同的当量，如立式加工中心X轴和y轴的驱动单元往往是一致的，当其中的某一轴发生故障时，可以用另一轴来替代，观察故障的转移情况，快速确定故障的部位。图1和图2为采用模块交换法故障诊断的方法。其中，X和Y针型插座为CNC系统位置控制模块至X轴和y轴驱动模块的控制信号，包括

8、速度控制信号和伺服使能信号等；XM和YM为伺服电动机接线端子；XF和YF为伺服电动机检测装置的反应信号。b）外接参考电压法当某轴进给发生故障时，为了确定是否为驱动单元和伺服电动机故障，可以脱开位置环，检查速度环。三、故障诊断综合实例a）故障现象某采用FANUCOT数控系统的数控车床，开机时全部动作正常，伺服进给系统高速运动平稳、低速无爬行，加工的零件精度全部到达要求。当机床正常工作57h后，Z轴出现剧烈振荡，CNC报警,机床无法正常工作。这时，即使关机再启动，只要不动或自动移动Z轴，在所有速度范围内，都发生剧烈振荡。但是，如果关机时间足够长（如第二天开机），机床又可以正常工作57h,并再次出现

9、以上故障，如此周期性重复。b）分析故障产生的原因根据以上故障现象，首先从大的方面考虑，分析可能的原因不外乎机械、电气两个方面。在机械方面，可能是由于贴塑导凯的热变形、脱胶，或者滚珠丝杠、丝杠轴承的局部损坏或调整不当等原因引起的非均匀性负载变化，导致进给系统的不稳定。在电气方面，可能是由于某个元器件的参数变化，引起系统的动态特性改变，导致系统的不稳定。c）维修步骤1）松开Z轴伺服电动机和滚珠丝杠之间的机械连接，在z轴无负教的情况卜.，运行加工程序，以区分是机械故障还是电气故障。经试验发现故障仍然存在，但发生故障的时间有所延长。因此，可以确认故障为电气原因，并且和负载大小或温升有关。2）将CNC的

10、X轴和Z轴的速度给定和位置反应互换，即利用CNC的X轴指令控制机床的Z轴伺服和电动机运动，CNC的Z轴指令控制机床的X轴伺服和电动机运动，以判别故障发生在CNC或伺服。经更换发现，此时CNC的Z轴（带X轴伺服及电动机）运动正常，但X轴（带z轴伺服及电动机）运动时出现振荡。据此，可以确认故障在z轴伺服驱动或伺服电动机上。3）恢复第二步CNC和x、Z伺服间的正常连接后，将x、Z的PCB板经过调整设定后互换。经互换发现，这时X轴工作不正常，z轴故障现象消失。检修Z的PCB板，故障修复。四、结论在实际生产过程中，数控机床的进给伺服系统可能还会有更加复杂的故障原因，这就要求维修人员具有较广的知识面，胆大心细，W明确的目的和完整的思路，进行细致的操作，充分运用维修知识，进行故障排查和维修，提高机床的使用率。【参考文献】1冯荣军.数控机床故障诊断与维修M.北京：中国社会劳动保障出版社，2007.2彭跣湘.数控机床故障诊断及维护M.北京：清华大学出版社，2007.3周荃.常见数控机床伺服系统故障分析J.新技术新工艺，2010(5).4韩祥风，王振.数控机床伺服系统故障实例分析J.2(X)9(4).5李世班，房玉胜.数控机床伺服系统故障诊断分析J.25(5).6姚敏强，史时喜，王晓余，等.数控机床故障诊断维修技术M.北京:电子工业出版社，2007.