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傳感器

伺服系統(tǒng)中檢測器件常見故障與維修

2025China.cn   2009年03月31日
        檢測器件是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重要組成部分,用以檢測各控制軸的位移和速度,在實際使用中,由于磨損和污染,經(jīng)常會出現(xiàn)檢測器件故障,造成伺服系統(tǒng)無法驅動機床正常運行。
  一、常見故障及維修
 1.機械振蕩(加/減速時)
  引發(fā)此類故障的常見原因有:①脈沖編碼器出現(xiàn)故障。此時應檢查速度檢測單元反饋線端子上的電壓是否在某幾點電壓下降,如有下降表明脈沖編碼器不良,更換編碼器;②脈沖編碼器十字聯(lián)軸節(jié)可能損壞,導致軸轉速與檢測到的速度不同步,更換聯(lián)軸節(jié);③測速發(fā)電機出現(xiàn)故障。修復,更換測速機。維修實踐中,測速機電刷磨損、卡阻故障較多,此時應拆下測速機的電刷,用綱砂紙打磨幾下,同時清掃換向器的污垢,再重新裝好。
  2.機械運動異??焖?飛車)
  此類故障,應在檢查位置控制單元和速度控制單元的同時,還應檢查:①脈沖編碼器接線是否錯誤;②脈沖編碼器聯(lián)軸節(jié)是否損壞;③檢查測速發(fā)電機端子是否接反和勵磁信號線是否接錯。
  3.主軸不能定向移動或定向移動不到位
    此類故障,應在檢查定向控制電路的設置調整、檢查定向板、主軸控制印刷電路板調整的同時,還應檢查位置檢測器(編碼器)的輸出波形是否正常來判斷編碼器的好壞(應注意在設備正常時測錄編碼器的正常輸出波形,以便故障時查對)。
  4.坐標軸進給時振動
  應檢查電機線圈、機械進給絲杠同電機的連接、伺服系統(tǒng)、脈沖編碼器、聯(lián)軸節(jié)、測速機。
  5.出現(xiàn)NC錯誤報警
  NC報警中因程序錯誤,操作錯誤引起的報警。如FANUC6ME系統(tǒng)的Nc出現(xiàn)090.091報警,原因可能是:①主電路故障和進給速度太低引起;②脈沖編碼器不良;③脈沖編碼器電源電壓太低(此時調整電源15V電壓,使主電路板的+5V端子上的電壓值在4.95-5.10V內(nèi));④沒有輸人脈沖編碼器的一轉信號而不能正常執(zhí)行參考點返回。
  6伺服系統(tǒng)報警
  伺服系統(tǒng)故障時常出現(xiàn)如下的報警號,如FANUC 6ME系統(tǒng)的416、426、436、446、456伺服報警;STEMENS 880系統(tǒng)的1364伺服報警;STEEMENS 8系統(tǒng)的114、104等伺服報警,此時應檢查:①軸脈沖編碼器反饋信號斷線、短路和信號丟失,用示渡器測A、B相一轉信號,看其是否正常;②編碼器內(nèi)部故障,造成信號無法正確接收,檢查其受到污染、太臟、變形等。
  二、故障實例
  例l故障現(xiàn)象:CNC 862系統(tǒng)20車床,X向切削零件時尺寸誤差達0.32mm/250mm,CRT無報警顯示。
    故障分析:本機床的X、Z軸為伺服單元控制直流伺服電機驅動,光電脈沖編碼器為位置檢測,造成加工尺寸誤差的原因有:①X向滾珠絲杠與絲母副存在比較大的間隙或電機與絲杠相連接的軸承受損,導致實際行程與檢測到的尺寸出現(xiàn)誤差;②測量電路不良。
    故障解決:經(jīng)查絲杠與絲母間隙正常,軸承也無不良現(xiàn)象,測量電路的電纜連線和接頭良好,用示波器檢查編碼器的榆測信號,波形不正常。拆下編碼器,發(fā)現(xiàn)光電盤不透光部分不知什么原因出現(xiàn)三個透明點致使檢測信號出現(xiàn)誤差,更換編碼器,問題解決。因為CNC 862系統(tǒng)的自診斷功能不是特別強,因此出現(xiàn)這樣的故障時,機床不停機,也無NC報警顯示。
    例2故障現(xiàn)象:FANUC 6ME系統(tǒng)雙面加工中心,X向運動過程中產(chǎn)生振動,CRT 出現(xiàn)NC416報警。
    故障分析:引起故障的原因可能有①速度控制單元出現(xiàn)故障;②位置檢測電路不良;③脈沖編碼器反饋電纜和連接不良;④脈沖編碼器不良;⑤伺服電機及測速機故障;⑥機床數(shù)據(jù)不正確。
  故障解決:檢查速度控制單元、主電路板、脈沖編碼器反饋電纜和連接、機床數(shù)據(jù)均正常,然后將電機與機械部分脫開,用手轉動電機,觀察713號診斷狀態(tài)(713診斷內(nèi)容為:713.3~713.O分別為X軸脈沖編碼器反饋信號、反饋一轉信號、B相反饋信號、A相反饋信號。如果脈沖編碼器斷線,713.3為1,713.2、713.1、713.0正常時電機轉動應為“0”、“1”不斷變化),發(fā)現(xiàn)713.0信號只為“0”不變“1”,用示波器檢測脈沖編碼器的A、B相和一轉信號,發(fā)現(xiàn)A相信號不正常,可判定脈沖編碼器不良,更換新編碼器,故障解決。
    例3故障現(xiàn)象:一臺SIEMENS 880臥式加工中心工作臺在旋轉定位過程中出現(xiàn)故障,運行中斷,CRT出現(xiàn)1364報警號,內(nèi)容為1364 ORD 4B2 Measuing System Dirty即測量系統(tǒng)受污染。
    故障解決:先拆下檢測線路板和反饋電纜接頭,用酒精清洗灰塵和油污,啟動工作臺,故障依舊,又拆下檢測工作臺位置的脈沖編碼器,發(fā)現(xiàn)里面充滿了大量機械油,原因是用以吹出編碼器灰塵的壓縮空氣不潔凈,機械油隨壓縮空氣進入編碼器造成的。用汽油將油污洗干凈,并提高壓縮空氣質量,重新安裝好編碼器后,啟動工作臺,故障消除。
    例4故障現(xiàn)象:SIEMENS 8系統(tǒng)臥式加工中心,加工中機床突然停止運行,CRT出現(xiàn)NC104報警,關斷電源重新啟動,報警消除,機床恢復正常,然而工作不久,又出現(xiàn)上述故障,如此反復。
    故障分析:查詢NC 104報警,內(nèi)容為X軸測量閉環(huán)電纜折斷短路,信號丟失,不正確的門檻信號、頻率信號。本機床的X、Y、Z三軸采用光柵尺對機床位移進行位置檢測,進行反饋控制形成一個閉環(huán)系統(tǒng)。
    故障解決:檢查讀數(shù)頭和光柵尺,光柵尺密封良好,均未受到油污和灰塵污染,并且讀數(shù)頭和光柵尺正常,又檢查差動放大器和測量線路板,未發(fā)現(xiàn)不良現(xiàn)象,測量反饋端子,發(fā)現(xiàn)13號線電壓不穩(wěn),停電后測量該線,發(fā)現(xiàn)有較大電阻,經(jīng)查,發(fā)現(xiàn)此線在X向隨導軌運動的一段處將要折斷,似接非接,造成反饋值不穩(wěn),偏離其實際值,導致電機失步,經(jīng)對斷線處理后,啟動機床,故障消除。
  三、維護保養(yǎng)
   (1)電源電壓一定要為額定值,工作環(huán)境溫度不能超標,以便于系統(tǒng)各集成電路、電子元件的正常工作。
    (2)避免受到強烈振動和摩擦以防損傷代碼板,同時避免受到灰塵油污的污染,以免影響正常信號的輸出。
    (3)避免外部電源、噪聲干擾,要保證屏蔽良好,以免影響反饋信號。
    (4)要保證反饋連接線的阻容正常,以保證正常信號的傳輸。
    (5)各元件安裝方式要正確,如編碼器聯(lián)接軸要同心對正,防止軸超出允許的載重量,以保證其性能的正常。

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