數(shù)控機床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理

1、數(shù)控機床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理數(shù)控機床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理摘要：摘要：數(shù)控機床中的伺服系統(tǒng)是CNC系統(tǒng)與機床本體之間的電傳動聯(lián)系環(huán)節(jié)，主要包兩部分，即進給伺服系統(tǒng)與主軸伺服系統(tǒng)，其中進給伺服系統(tǒng)的主要作用是控制CNC輸出的坐標(biāo)軸位置，完成進給驅(qū)動；而主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是將主電動機的原動力變成切削力矩與切削速度實現(xiàn)主軸刀具的切削加工。在整個數(shù)控機床系數(shù)中，由于伺服系統(tǒng)涉及到較多環(huán)節(jié)，結(jié)構(gòu)原理復(fù)雜，所以其故障率相對較高，并會對

2、機床的運行狀態(tài)、工件加工質(zhì)量等產(chǎn)生直接影響。本文就針對數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的常見故障進行分析。關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；伺服系統(tǒng)；故障分析關(guān)鍵詞：數(shù)控機床；伺服系統(tǒng)；故障分析一、進給伺服系統(tǒng)故障分析及處理一、進給伺服系統(tǒng)故障分析及處理進給伺服系統(tǒng)的主要作用是在數(shù)控系統(tǒng)指令信息的指示下對執(zhí)行部件的運動予以控制，控制內(nèi)容包括進給速度、刀具相對工件的移動位置及軌跡。進給伺服系統(tǒng)可以根據(jù)其控制方式不同分為三種，即開環(huán)、閉環(huán)及半閉環(huán)，三種進給伺服系統(tǒng)中，只有

3、開環(huán)進給伺服系統(tǒng)沒有位置檢測裝置，其余兩種均有。典型的進給伺服系統(tǒng)包括五大部分，即位置比較、放大元件、驅(qū)動元件、機械傳動裝置、檢測反饋元件等，每個環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障均可能會整個伺服系統(tǒng)、乃至整個數(shù)控機床的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響，因此要做好進給伺服系統(tǒng)的故障分析及處理。（一）進給伺服系統(tǒng)故障類型常見進給伺服系統(tǒng)故障包括以下幾種：首先，可以顯示報警內(nèi)容、報警信息的故障，一般是控制單元、檢測單元、過熱報警會在CRT顯示器或操作面板將報警信息顯示出來；其次，

4、進給伺服單地上通過數(shù)碼管顯示出來的故障，主要故障包括進給驅(qū)動單元過載、過電流報警、電網(wǎng)電壓過或過低以及感應(yīng)開關(guān)誤動等；最后，有些故障可能不會產(chǎn)生報警信息，比如機床噪音或振動，進給運動系統(tǒng)穩(wěn)定性差，或者位置誤差過大等等。（二）進給伺服系統(tǒng)常見故障及處理首先，超程故障，即進給運動超過系統(tǒng)設(shè)定的限位，此時CRT上會顯示出超程報警信息。針對這種情況，操作人員只需根據(jù)機床說明書進行操作即可將故障排除。其次，振動故障。機械安裝、調(diào)整不良、伺服電機速

5、度或位置檢測不準(zhǔn)確、外部干擾過大、驅(qū)動單元參數(shù)不當(dāng)?shù)仍蚓锌赡軐?dǎo)致進給伺服系統(tǒng)發(fā)生振動，此時操作人員需要先將故障類型確定下來，分析是電氣故障還是機械故障，然后根據(jù)不同的故障原因予以排除。再次，無開始報警，機床停運。重啟機床后，如果z軸被移動，則在所在速度范圍內(nèi)仍然劇烈振蕩。但次日再啟動機床，又可正常工作5h，后再次出現(xiàn)上述問題，呈周期性反復(fù)。（二）故障原因分析分析上述故障現(xiàn)象，可以首先確定故障原因的大方向，可能是由于機械故障或電氣故障

6、引起的。機械故障可能是由于貼塑地軌發(fā)生熱變形、脫膠等，或者滾珠絲杠、絲杠軸承調(diào)整不合理、損壞會導(dǎo)致非均勻性負(fù)載發(fā)生變化，從而影響到進給系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而電氣故障則是由于某個元器件參數(shù)發(fā)生變化改變了系統(tǒng)的動態(tài)特性，從而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。（三）故障排除進行故障維修步驟如下：首先，將z軸伺服電動機與滾珠絲杠的連接松開，使得z軸無負(fù)載運行，該作法可以確定出上述故障是屬于機械故障或者電氣故障；z軸運行后發(fā)現(xiàn)仍然存在振蕩現(xiàn)象，只是機床正常運行的時

7、間延長到9h，所以可以初步判定上述故障屬于電氣故障，且與負(fù)載大小、溫升等有直接關(guān)系。其次，給定CNC的x軸與z軸的速度，并互換二者位置反饋，此時z軸伺服及電動機動轉(zhuǎn)由CNC的x軸指令來控制，而x軸伺服及電動機運轉(zhuǎn)則由CNC的z軸控制；這種情況下CNC的z軸處于正常運轉(zhuǎn)狀態(tài)，而x軸則出現(xiàn)振蕩，由此可知，z軸伺服驅(qū)動或電機上發(fā)生故障。最后，將CNC的x、z伺服間的連接恢復(fù)正常，再對二者的PCB板進行調(diào)整設(shè)定，然后互換，此時x軸工作出現(xiàn)異常，

8、而z軸則恢復(fù)正常；進一步檢查z軸PCB板，發(fā)現(xiàn)故障后修復(fù)。參考文獻：參考文獻：[1]蔡厚道吳暐.數(shù)控機床構(gòu)造[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，2007.[2]鄧?yán)t周建華.數(shù)控機床伺服系統(tǒng)故障分析[J].西安文理學(xué)院學(xué)報2011(4).[3]侯再強.數(shù)控機床的故障與維修[J].煤炭技術(shù)2010(7).[4]周曉宏.數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷[J].機電一體化，2013(3).[5]龔仲華.數(shù)控機床故障診斷與維修500例[M].