任務(wù)3伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修

《數(shù)控維修技術(shù)》任務(wù)三伺服系統(tǒng)的故障診斷與維修《數(shù)控維修技術(shù)》1．了解伺服系統(tǒng)的工作原理；2．熟悉進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式與診斷方法；3．熟悉主軸伺服系統(tǒng)的故障形式與診斷方法；4．了解位置檢測(cè)元件的維護(hù)方法。教學(xué)目標(biāo)《數(shù)控維修技術(shù)》新知識(shí)的引入在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，把輸出量能以一定的準(zhǔn)確度跟隨輸入量變化的系統(tǒng)稱為隨動(dòng)系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是指以機(jī)床移動(dòng)部件的位移和速度作為控制量的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它由數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和CNC的位置控制部分組成。數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)分為兩類：進(jìn)給伺服和主軸伺服系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)控制機(jī)床各坐標(biāo)的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，主軸伺服系統(tǒng)控制主軸旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所以伺服系統(tǒng)的性能較大程度上決定著數(shù)控機(jī)床的性能。數(shù)控機(jī)床的最大移動(dòng)速度、定位精度等指標(biāo)主要取決于伺服系統(tǒng)（即機(jī)床的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和CNC裝置的位置部分）的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)性能?！稊?shù)控維修技術(shù)》一．伺服系統(tǒng)的工作原理1．伺服系統(tǒng)的構(gòu)成數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)單元、機(jī)械傳動(dòng)部件、執(zhí)行件和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)元件組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行元件組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，檢測(cè)元件和反饋電路組成檢測(cè)裝置，亦稱檢測(cè)系統(tǒng)。見下圖：《數(shù)控維修技術(shù)》2．伺服系統(tǒng)的工作原理伺服系統(tǒng)是一個(gè)反饋控制系統(tǒng)，它以指令脈沖為輸入給定值與反饋脈沖進(jìn)行比較，利用比較后產(chǎn)生的偏差值對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，以消除偏差，使被調(diào)量跟蹤給定值。所以伺服系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)來(lái)源于偏差信號(hào)，且必須有一個(gè)不斷輸入能量的能源?！稊?shù)控維修技術(shù)》二．進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障及其診斷1．進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障形式進(jìn)給伺服系統(tǒng)的任務(wù)是完成各坐標(biāo)軸的位置控制，在整個(gè)系統(tǒng)中它又分為：位置環(huán)、速度環(huán)、電流環(huán)。位置環(huán)接收控制指令脈沖和位置反饋脈沖，進(jìn)行比較，利用其偏差，產(chǎn)生位置環(huán)的速度指令；速度環(huán)接收位置環(huán)發(fā)出的速度指令和電機(jī)速度反饋脈沖，同樣，速度環(huán)將速度偏差信號(hào)進(jìn)行處理，產(chǎn)生電流信號(hào)；電流環(huán)將電流信號(hào)及從電機(jī)電流檢測(cè)元件發(fā)出的反饋信號(hào)進(jìn)行處理，再驅(qū)動(dòng)大功率元件，產(chǎn)生伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流。在這些環(huán)節(jié)中，任何一環(huán)出現(xiàn)異常或者故障，都會(huì)對(duì)伺服系統(tǒng)的正常工作造成影響?！稊?shù)控維修技術(shù)》二．進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障及其診斷進(jìn)給伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)單元上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動(dòng)單元的故障；三是運(yùn)動(dòng)不正常，但無(wú)任何報(bào)警。進(jìn)給伺服的常見故障有：（1）超程,（2）過(guò)載,（3）竄動(dòng),（4）爬行,（5）振動(dòng),（6）伺服電機(jī)不轉(zhuǎn),（7）位置誤差,（8）漂移,（9）回基準(zhǔn)點(diǎn)故障《數(shù)控維修技術(shù)》二．進(jìn)給伺服系統(tǒng)的故障及其診斷2．故障的維修方法：（1）模塊交換法,（2）外界參考電壓法3．伺服電機(jī)維護(hù)（1）直流伺服電機(jī)的維護(hù)方法（2）交流伺服電機(jī)常見故障：接線故障，轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)元件故障，電磁制動(dòng)故障。（3）交流電機(jī)故障判斷方法有：電阻測(cè)量,電機(jī)檢查《數(shù)控維修技術(shù)》三．主軸伺服的故障及診斷

主軸伺服系統(tǒng)故障表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝置的故障；三是主軸工作不正常但無(wú)任何報(bào)警信息?！稊?shù)控維修技術(shù)》三．主軸伺服的故障及診斷常見的主軸單元的故障有：（1）主軸不轉(zhuǎn)（2）電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定（3）外界干擾（4）主軸轉(zhuǎn)速與進(jìn)給不匹配（5）主軸異常噪聲或振動(dòng)（6）主軸定位抖動(dòng)《數(shù)控維修技術(shù)》四．檢測(cè)裝置的故障及診斷1．檢測(cè)元件工作原理（直線光柵測(cè)量裝置）光柵尺由定尺（標(biāo)尺光柵）和掃描頭（指示光柵）組成（見下圖）定尺的測(cè)長(zhǎng)方向上有兩組光柵線軌跡，主光柵線和每隔50mm一組的基準(zhǔn)標(biāo)記光柵線。這使得光柵尺起到兩個(gè)作用：當(dāng)軸移動(dòng)時(shí)由主光柵線產(chǎn)生兩組相位相差90度的正弦和余弦的電信號(hào)，用于決定軸的移動(dòng)方向和位移量。另一個(gè)作用是當(dāng)軸回零點(diǎn)時(shí)，由基準(zhǔn)標(biāo)記線產(chǎn)生一個(gè)基準(zhǔn)信號(hào)以確定機(jī)床的機(jī)床零點(diǎn)。主光柵所產(chǎn)生的兩組位置信號(hào)還要經(jīng)過(guò)一個(gè)放大整形和插值倍頻的專門裝置，轉(zhuǎn)變成一系列位置數(shù)字脈沖?！稊?shù)控維修技術(shù)》一、數(shù)控機(jī)床的組成《數(shù)控維修技術(shù)》光柵的信號(hào)處理《數(shù)控維修技術(shù)》2．位置檢測(cè)元件的維護(hù)（1）光柵尺的維護(hù) 維護(hù)工作指： ①防污：避免受到冷卻液的污染，從而造成信號(hào)丟失，影響位置控制精度 ②防振：光柵尺拆裝時(shí)要用靜力，不能用硬物敲擊，以免引起光學(xué)元件的損壞（2）光電脈沖編碼器的維護(hù)： 編碼器的維護(hù)主要注意兩個(gè)問(wèn)題： ①防振和防污