进给伺服系统的常见故障及诊断

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1、进给伺服系统的常见故障及诊断2011-05-0121:33进给伺服系统的常见故障及诊断最近几年，由于我公司生产的需要，引进了不少的数控机床。这些机床在运转中也出现过各种故障，其中进给伺服系统的故障相对较多。要想解决进给伺服系统故障应首先对数控机床的进给系统有个初步的认识。从原理上说，数控机床的伺服系统应包括从位置指令脉冲给定到实际位置输出的全部环节，即包括位置控制、速度

2、控制、驱动电机、检测元件、机械传动部件等部分。但在很多系统中，为了制造方便，通常将伺服系统的位置控制部分与CNC装置制成一体，所以，人们平时习惯上所说的机床伺服进给系统，一般是指伺服进给系统的速度控制单元、伺服电动机、检测元器件部分，而不包括位置控制部分。数控机床所采用伺服进给系统按控制系统的结构可以分为开环控制、闭环控制、半闭环控制、以及混合控制。按伺服进给系统使用的伺服电动机的类型，半闭环、闭环数控机床常用的伺服进给系统可以分为起直流伺服驱动和交流伺服驱动两大类。在20世纪70年代至80年代的数控机床

3、上，一般均采用直流伺驱动；从80年代中、后期起，数控机床上多采用交流伺服驱动。直流伺服驱动系统一般按其主回路采用的功率放大元器件类型，又分为“晶闸管调速方式”（简称为SCR速度控制系统）和“晶体管脉宽调制调速方式”（简称PWM速度控制系统）两类。在控制上可以采用模拟量控制或数字量控制，，因此，在某些场合还可以分为模拟式与数字式两种类型。交流伺服系统一般采用PWM调制信号控制功率晶体管进行驱动放大的主回路，并按其指令信号与控制形式，分为模拟式伺服与数字式伺服两类。初期的交流伺服系统一般是模拟式伺服系统，而目

4、前使用的交流伺服系统通常都是采用数字量控制的全数字式交流伺服系统。在多年的维修工作中，处理过许多有关数控机床进给伺服系统的故障，我针对进给伺服系统的常见故障做了归纳总结。常见的进给伺服故障有以下几种：1、超程当进给运动超过由软件设定的软限位或者硬限位开关位置时，就会发生超程报警，一般会在数控系统的显示器上显示报警内容，根据数控系统的说明书及电气原理图，即可排除，解除报警。注意：如果机床的某个轴未行使至终端位置而发生超程报警，通常是由于机床在行驶过程中限位开关线断或限位开关被东西卡住。2、过载通常当进给运动

5、的负载过大，频繁正、反向运动以及传动链润滑不良或斜铁有研伤，电机动力线接地、电机温度检测开关不良等原因时，均会引起伺服电机电流大，电机温度过高或电机过载报警。对于带有制动器的伺服电机可能是制动器线圈断线使制动器未松开、制动器摩擦片间隙调整不当而造成制动器不释放从而导致电机过载报警。有时机床运行的过程中驱动控制单元、驱动元件、电机本身故障也会引起过载报警。一般会在数控系统的显示器上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。同时，在强电柜中的进给驱动单元上、指示灯或数码管会提示驱动单元过载、过电流等信息。大型

6、装备制造分厂的型号为TK42160C数控镗床，采用的是SIEMENS840D的数控系统，X轴就曾因为拖链中的伺服电机动力线接地而引起过载报警，更换新的电机动力电缆后机床正常。配套Fagor8050数控系统及伺服系统的MZP2800/13000数控龙门铣床曾出现开Z轴时，伺服系统出现“E201”报警，即电机过载报警，经检发现接通电机内制动器的中间继电器的触点线断

7、，使电机内制动器线圈未得电，制动器不能放松，从而导致了Z轴电机过载报警。3、爬行发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是：伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于联接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。大型装备制造分厂的型号为2A637гФ1数控镗床，X轴曾出现低速进给不稳的现象（即爬行现象），经检查发现X轴斜铁因滑润油脏而有轻微的研伤，处理后，X轴低速

8、进给正常。4、振动在进给（尤其是低速）时，机床某轴出现振动现象通常是由于测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等；速度控制信号不稳定或受到干扰；接线端子接触不良，如螺钉松动等。当振动发生在由正方向运动与反向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向间隙或伺服系统增益过大所致。机床以高速运行时，可能产生振动，这时就会出现过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以就应去查找速度环；而机床速度的整个调节过程是由速度调节