数控机床故障诊断与维修 作者 朱文艺 陆全龙 主编 曾春 刘景军 副主编 第六章.pptVIP

第 6 章伺服系统故障诊断与维修 本章要点 1 了解常用的主轴伺服系统 2 掌握主轴伺服系统的常见故障形式及其诊断维修方法 3 了解常用的进给伺服系统 4 掌握进给伺服系统的故障诊断维修的特点和方法 5 了解伺服系统的参数意义 第 6 章伺服系统故障诊断与维修 6.1 主轴驱动系统的故障诊断与维修 6.2 进给伺服系统的故障诊断与维修 6.3 位置检测装置的故障诊断与维修 相关知识介绍 数控机床中的伺服系统取代了传统机床的机械传动，这是数控机床的重要特征之一。 由于伺服系统包含了众多的电子电力器件，并应用反馈控制原理将它们有机地组织起来，因此在一定意义上，伺服系统的高性能和高可靠性决定了整台数控机床的性能和可靠性。 相关知识介绍 驱动系统与CNC位置控制部分构成位置伺服系统。伺服系统如果离开了高精度的位置检测装置，就满足不了数控机床的要求。 相关知识介绍 数控机床的驱动系统主要有两种：进给驱动系统和主轴驱动系统。从作用看，前者是控制机床各坐标的进给运动，后者是控制机床主轴旋转运动。驱动系统的性能，在较大程度上决定了现代数控机床的性能。数控机床的最大移动速度。定位精度等指标主要取决于驱动系统及CNC位置控制部分的动态和静态性能。另外，对某些加工中心而言，刀库驱动也可认为是数控机床的某一伺服轴，用以控制刀库中刀具的定位。 相关知识介绍 不论是进给驱动系统还是主轴驱动系统，从 电气控制原理来分都可分为直流和交流驱动。直 流驱动系统在20世纪70年代初至80年代中期在数 控机床上占据主导地位，这是由于直流电动机具 有良好的调速性能，输出力矩大，过载能力强， 精度高，控制原理简单，易于调整。 相关知识介绍 随着微电子技术的迅速发展，加之交流伺服电动机材料、结构及控制理论有了突破性的进展， 2O 世纪 80 年代初期推出了交流驱动系统，标志着新一代驱动系统的开始。由于交流驱动系统保持了直流驱动系统的优越性，而且交流电动机无需维护，便于制造，不受恶劣环境影响，所以目前直流驱动系统己逐步被交流驱动系统所取代。从90年代开始，交流伺服驱动系统己走向数字化，驱动系统中的电流环。速度环的反馈控制己全部数字化，系统的控制模型和动态补偿均实现了高速 CPU 实时处理，增强了系统自诊断能力，提高了系统的快速性和精度。。 6.1 主轴驱动系统的故障诊断与维修 数控机床对主轴要求在很宽范围内转速连续可调，恒功事范围宽。当要求机床有螺纹加工功能、准停功能和恒线速加工等功能时，就要对主轴提出相应的进给控制和位置控制要求。此时，主轴驱动系统也可称为主轴伺服系统，相应的主轴电动机装配有编码器作为主轴位置检测；另一种方法就是在主油上直接安装外置式的编码器，这在机床改造和经济型数控车床中用得较多。 6.1 主轴驱动系统的故障诊断与维修 主轴驱动变速目前主要有两种形式：一是主轴电动机带齿轮换档，目的在于降低主轴转速，增大传动比，放大主轴功率以适应切削的需要；二是主轴电动机通过同步齿形带或皮带驱动主轴，该类主轴电动机又称宽域电机或强切削电动机，具有恒功率宽的特点。由于无需机械变速，主轴箱内省却了齿轮和离合器，主轴箱实际上成为主油支架，简化了主传动系统，从而提高了传动链的可靠性。 6.1 主轴驱动系统的故障诊断与维修 FANUC公司主轴驱动系统 ① 采用CPU控制技术，进行矢量计算，从而实现最佳控制。 ② 主回路采用晶体管PWM逆变器，使电动机电流非常接 近正弦波形。 ③ 具有主轴定向控制、数字和模拟输入接口等功能。 6.1 主轴驱动系统的故障诊断与维修 SIEMENSE公司主轴驱动系统 驱动装置为6SC650D系列交流主轴驱动装置或 6SC611 A主轴驱动模块，主回路采用晶体管PWM变频控制的方式，具有能量再生制动功能 6.1.2 主轴伺服系统故障的表现形式 6.1.2 主轴伺服系统故障的表现形式 （1 ）外界干扰 由于受电磁干扰，屏蔽和接地措施不良，主轴转速指令信号或反馈信号受到干扰，使主轴驱动出现随机和无规律性的波动。判别有无干扰的方法是：当主轴转速指令为零时，主轴仍往复转动，调整零速平衡和漂移补偿也不能消除故障。 6.1.2 主轴伺服系统故障的表现形式 （2）过载 切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过 载报警。具体表现为主轴电动机过热。主轴驱动 装置显示过电流报警等。 6.1.2 主轴伺服系统故障的表现形式 （3）主轴定位抖动 主轴准停用于刀具交换。精镗退刀及齿轮换档等场合，有