沈阳第一机床厂分析,当主轴伺服系统发生故障时,通常有3种形式:一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息;二是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱动装置的故障;三是主轴工作不正常,但无任何报警信息。
在此沈阳第一个机床厂将主轴伺服系统常见的故障列举如下:
1.外界干扰
由于受电磁干扰,屏蔽或接地措施不良,主轴转速指令情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,主轴仍往复摆动,调整零速平衡和漂移补偿也不能消除故障。
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。
3.主轴定位抖动
主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换挡等场合,有3种实现方式:
(1)机械准停控制:由带v形槽的定位盘和定位用的液压缸配合动作。
(2)磁性传感器的电气准停控制。
(3)编码器型的准停控制:通过主轴电动机内置安装或在机床主轴上直接安装一个光电编码器来实现准停控制,准停角度可任意设定。
上述准停均要经过减速的过程,如减速或增益等参数设置不当,均可引起定位抖动。另外,准停方式1中定位液压缸活塞移动的限位开关失灵,准停方式2中发磁体和磁传感器之间的间隙发生变化或磁传感器失灵均可引起定位抖动。
4.主轴转速与进给不匹配
当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时,会出现停止进给、主轴仍继续运转的故障。要执行每转进给的指令,主轴必须有每转一个脉冲的反馈信号,一般情况下为主轴编码器有问题。可用以下方法来确定
(1)CRT画面有报警显示。
(2)通过CRT调用机床数据或I/O状态,观察编码器的信号状态。
(3)用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序,观察故障是否消失。
5.转速偏离指令值
当主轴转速超过技术要求所规定的范围时,要考虑:
(1)电动机过载。
(2)CNC系统输出的主轴转速模拟量(通常为o~10V)没有达到与转速指令对应的值。
(3)测速装置有故障或速度反馈信号断线。
(4)主轴驱动装置故障。
6.主轴电动机故障
目前多用交流主轴,所以下面就以交流主轴电动机为例介绍其故障。直流电机故障报警内容与之基本相同,所以下面所述的分析方法也适用于直流主轴伺服单元。
1)主轴电动机不转
CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外,还有使能控制信号,一般为DC+24V继电器线圈电压。
(1)检查CNC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[/o状态,分析机床PI—c梯形图(或流程图),以确定主轴的启动条件,如润滑、冷却等条件是否满足a
(3)主轴驱动装置故障。
(4)主轴电动机故障。
2)电机过热
沈阳第一个机床厂分析,可能的原因有:电动机负荷太大,电动机冷却系统太脏。电动机内部风扇损坏,主轴电动机与伺服单元问连线出现断线或接触不良。
3)电机速度偏离指令值,原因有:
(1)电动机过载,有时转速限值设定太小时也会造成电动机过载。
(2)如果报警是在减速时发生,则故障多发生在再生回路,可能是再生控制不良或再生用晶体管模块损坏。如果只是再生回路的保险丝烧断,则大多数是因为加速/减速频率次数太高所致。
(3)如果报警是在电动机正常旋转时产生的.则可在急停后用手转动主轴•用示渡器观察脉冲发生器的信号:如波形不变,则说明脉冲发生器有故障,或速度反馈断线;如波形有变化,则可能是印制线路板不良或速度反馈信号有问题。
4)电动机速度超过最大额定速度值引起本故障可能的原因是:
(1)印制线路板上的设定有误或调整不良。
(2)印制线路板上的ROM存储器不对。
(3)印制电路板有故障。
5)交流主轴电动机旋转时出现异常噪声与振动
对这类故障可按下述方法进行检查和判断:
(1)检查异常噪声和振动是在什么情况下发生的。如在减速过程发生,则再生回路可能有故障,此时应着重检查再生回路的晶体管模块及熔丝是否已烧断。
(2)若在稳速旋转时发生,则应确认反馈电压是否正常。如正常,则可在电动机旋转时拨下指令信号插头,观察电动机停转过程中是否有异常噪声如果有噪声,则说明机械部分有问题;如无噪声,说明印制线路板有故障。
(3)如果反馈电压不正常,则应检查振动周期是否与速度有关。如与速度无关,则可能是调整不好或机械问题或印制线路不蛊。
(4)如果振动周期与速度有关,则应检查主轴与主轴电动机的齿数比是否合适,主轴的脉冲发生器是否不好。
6)交流主轴电动机不转或达不到正常转速检查步骤和可能的原因为:
(1)观察CNC给出速度指令后,报警灯是否亮。。如报警灯亮,则按显示的报警号处理若不亮,则检查速度指令VCMD是否正常。
(2)如VCMD不正常,则应检查指令是否为模拟信号。如果是模拟信号,则CNC系统内部有问题;如果不是,则是D/A变换器有故障。
(3)如果VCMD指令正常,则应观察是否有准停信号输入。如果有这个信号输入,则应解除这个信号;否则,可能是设定错误、印制线路板调整不良或印制线路板不良。
(4)主轴不能启动还可能是传感器安装不皇,而磁性传感器擞有发出检测信号。
(5)电缆连接不好也会引起此故障。
注:以上资料由沈阳第一机床厂相关工作人员总结