数控机床伺服系统故障分析与维修

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1、数控机床伺服系统故障分析与维修数控机床随加工要求的不同，其形式多种多样，这种多样性一般都是通过机械结构和控制软件的不同而体现出来的。就控制部分而言基本上都是相似的。即都是由NC数控系统，PLC控制系统和伺服系统三大部分组成。这三部分任何一个环节出了问题都会影响整台设备甚至整条生产线的正常工作。  伺服系统是NC功能的具体执行机构，一般都是由驱动器、伺服电机、测速机、编码器构成。如果采用交流伺服电机，还要加装转子位置判断装置，SIEMENS交流伺服电机用三个霍尔元件组成的码盘来实现，FANUC交流伺服电机采用在编码器中产生的8421编码来实现。伺服系统通过伺服电机与运动部件直接相连，是强弱

2、电的结合部位，也是故障的高发区。这一部分相互关系错综复杂，系统所给出的故障判断信息一般都是故障对系统所产生的影响，并不能完全给出故障部位，这就需要提高维修人员的理论水平和故障综合判断能力以及日常工作经验的积累和总结。下面就本人在数控机床维修工作中所遇到的有关伺服系统方面的故障说明如下，供同行借鉴。  1、伺服电机引起的故障  交流伺服电机虽然结构简单，基本不需维护，但使用时间久了，也会出现故障，且引起的故障很难判断。  故障1：一台从德国SHULER公司引进的N25N高速单槽冲床，冲出的冲片定位槽在约4mm之内反复变化，槽距也有微小变化。  该冲床所用的系统是SIEMENSPROCAMG

3、MBH产品，主要由DPI、GEO/P、E220、E230、E207/l、E207／2、E213/l、E213／2、E213/3等模块构成，采用SINUMERIKS5115UPLC，X轴和C轴以及主轴都采用SIEMENS直流调速系统。  冲床冲片的分度是由C轴控制的，定位槽尺寸变化，是C轴回零不准引起的。在C轴电机轴伸端打记号，反复回零，发现每一次都不同，估计编码器或其接口板有问题。把X轴和Z轴接口板E36011和E36012互换，故障依旧。拆下电机，在取编码器的过程中，发现电机轴与编码器相连的弹性联轴器断裂，换一新的，几天之后故障重现。怀疑是由于联轴器的强度不够引起的，把连轴器由多连杆柔

4、性联轴器换成镍波纹管联轴器、再换成销装型的高强度联轴器，都不成功。把电机拆下来拿到我厂的SIEMENS伺服电机试验台上试验，一切正常。实在无法，只好拆开电机检查，最后发现电机轴伸端端盖的轴承档由于轴承外圈的转动已磨偏，说明故障是由于这个原因使电机在高速起停过程中引起电机轴摆动，从而扭断了连轴器。找到原因问题就好解决了。根据原样重新做一端盖换上，解决了这一困扰我们很长时间的问题。  故障2：MJ－50CNC数控车床急停后刀架自动滑落。  该车床的X轴与水平呈45度夹角，为防止刀架滑落，交流伺服电机带有制动器。在正常通电的情况下可加工工件，说明车床其它功能正常，问题只出在制动部分。拆开电机检

5、查，发现由于电机轴伸端端盖由于轴承外圈转动在轴的轴向有磨损，从而使制动器的滑动摩擦片的滑动间隙加大，断电时磨出阻力变小，弹力不足无法制动。给轴承档与轴承外圈间加套固定轴承外圈，在轴承档轴向端加铜皮，把制动器间隙调整到0.5mm之内，故障排除。  故障3：TH5632加工中心Z轴过流报警  该加工中心用的是SIEMENS6SC6101系列驱动器和1FT5交流伺服电机。在加工过程中经常出现过流报警，并伴随有超温报警。在变频器上检查这两个报警的指示灯变亮。手摸电机，感觉温度很高。据操作工说，在切削量小时，一切正常，加工同样的工件，不产生报警的最大切削量越来越小。这说明变频器及判断转子位置的霍尔

6、元件码盘没有问题，有可能电机性能变差了。把电机拿到我厂SIEMENS伺服电机试验台上检查，发现电机三相电流波形很差。可能是电机转子上的永久磁铁磁性能变差引起的。给电机转子重新充磁后，该问题解决。故障4：TH5632加工中心X轴在变频器一有使能，该轴就剧烈抖动。由于变频器一有使能，X轴即剧烈抖动，为避免扩大故障和影响机床精度，先进行外围检查。用搬手撵动丝杠，很费力而且有死点。拆下电机，发现电机轴撵不动。说明电机出了问题。拆开电机看见电机转子上固定永久磁铁块的带子已脱落，卡在了定转子的间隙内，使电机无法转动。再用摇表测量，发现三相线四两相绝缘已破坏。重新下线后，故障排除。  2、伺服驱动器故

7、障  故障1：S1200数控车床一送电，Z轴即向卡盘高速运动。  重现该故障，没有发现与故障有关的报警，由于运动速度太快，通电时间太短，故无法进行在线检测。由于该机床使用多时，编码器反馈线接反的情况不可能，系统没有断线报答，先不考虑编码器。断开VCMD信号，故障依旧，可进一步检查伺服驱动部分。  互换X、Z驱动模块，故障依旧。去掉控制模块，Z轴不再快速移动。控制模块主要由比例积分环节、转速控制器、电流控制器、三角波发生器及各种保护电