对直流伺服cnc系统的维修解析

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1、对直流伺服CNC系统的维修解析关键词：直流伺服系统、控制原理、维修解析、使用与保养内容提要：本文从直流伺服系统的应用状况、控制原理的角度，归纳总结了直流伺服驱动系统的一般性维修保养方法。文章首先界定了直流伺服系统在生产中的特殊地位和应用价值。其次从其在整个控制系统中的作用来认识正确使用和维修好它的重要性。结合对一般直流伺服系统原理的介绍和部分维修实例，阐述了这类系统故障的分析判断和处理问题的思路。文章还对系统的相关参数设置和伺服系统的关系予以了介绍。最后，针对系统的特点，对其维修保养提出了有借鉴价值的建议。本文提出的一些关于直流伺服系统的分析方法、维修管理措施，对我们的设备维修实

2、践具有一定指导意义。我国从开始引进数控技术以来,直流伺服系统曾经是我国在步进、直流、交流三类伺服控制技术中使用最广泛的控制技术。虽然近年来已经逐步被交流伺服系统取代,但在服役设备中仍然占较大比重。同时，有些特定场合，如对加工精度要求不高，对调速性能要求较好的场合，使用直流伺服系统仍然是非常经济的。如简单的输送、直线定位、分度、自动引导车（AGV）等。加上它控制相对简单，维修较易于掌握等特点，因此，研究它仍有重要的现实意义。在一台数控设备中,伺服系统是整机机械及电气性能最关键、最敏感的部分。对伺服系统的正常使用,直接关系到整机稳定性和精度等重要技术指标。这里,谨结合我们的实际经验和

3、体会,对直流伺服系统的原理、调试、维护等作一些剖析,望能起到抛砖引玉的作用。一.伺服系统在CNC系统中的地位直流伺服系统实际上是一个速度调节系统。我们知道,数控系统的目标调节量是位置，但优良的位置调节性能与该速度调节系统有着极其密切的关系。图1至图3是CNC典型系统的原理框图。它分三类:比较环节D/A转换伺服放大伺服电机机械系统光栅尺等脉冲处理指令脉冲7图1：脉冲比较伺服系统比较环节D/A转换伺服放大伺服电机机械系统旋转变压器等鉴幅器U/f转换指令脉冲图2：幅值比较伺服系统脉冲调相器鉴相电路D/A转换伺服放大伺服电机机械系统旋转变压器等滤波放大基准信号PA(θ)Δθ指令脉冲图3.

4、相位比较伺服系统亦即：1.脉冲比较伺服系统。2.幅值比较伺服系统。3.相位比较伺服系统。由图可见,位置外环和计算机系统直接关联。无论是哪一种系统,均包含一个由模拟电平给定的伺服单元,它和电机及内环反馈器件构成所谓伺服系统。可以说,伺服系统是整个数控系统位置随动的执行机构。显然,其状态好坏直接关联到全系统的机电动静态性能。正因为如此,伺服系统的良好维护也是我们必须予以研究的一个重要课题.二.直流伺服系统的一般原理7以FANUC的A20C直流伺服系统为例,其原理框图如图4所示。速度调节器取绝对值电路电流调节器脉冲移相电路脉冲变压器组脉冲分配电路分相驱动电路速度给定VCMD速度反馈TS

5、A电流检测放大绝对值电路方向控制电路方向控制符号S电流反馈CD正转反转触发同步电路M图4：FANUC的A20直流伺服系统这是一个速度、电流双闭环系统。可以看出，整个系统有两个给定：速度VCMD和方向S；及两个反馈:转速TSA和电流CD。其中,VCMD和TSA构成速度外环,中间电流给定Vc和CD构成电流内环。电路中,速度环采用了PI调节器,以获得好的电机硬特性。电流环可以较好地平抑和调节电枢电流，并通过对电流的调节来达到快速调节因负荷变化而带来的速度波动的目的。经放大器输出的调节信号PCMD用于对可控硅组触发电路进行移相,最终控制电机的速度。当然,也可通过PWM电路去控制大功率晶体

6、管进行调速。了解了伺服系统的工作原理,对其使用和维护将是非常有益的。以下的各部分，将结合一些故障分析处理实例，来总结这类系统的一般维修保养方法。三.伺服放大器的调整与维修一台已经投入使用的数控设备,只要维护和保养得好,就可以较长时间内维持良好的状态。但因如下因素:1.各自的使用工况不同。2.具体环境中温度、湿度等的变化。73.元件的老化、参数的漂移。4.电网的异常扰动、冲击等。均将造成伺服放大器不能正常使用。故障实例1:某数控车床。<现象>:系统无任何损坏,但使用中突然出现送电暴走,且不稳定。<分析>:怀疑如下可能:一是系统接成正反馈;二是反馈链开路,系统无法自调;三是参数漂移,

7、造成增益过大,动态不稳。<处理>:查线后排除"一",模拟试验后排除"二"。如判断为"三",则主要应体现为动态时比静态更不稳定。加附加负载试验,使之停止,即停止不动;加扰动则立即暴走。证明判断成立。降低主回路增益无效,加大速度反馈,暴走被抑制。各级运放重新调零后恢复正常。如图5,实际处理时把S1、S2短路掉。CH2524K53.6ZD1ZD2CH24CH181K68KCH1VCMD15K47K-CH2TSA4.7K53.6K26K10K16.9+10KVoutS1S215K1K0.