第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件

第三章进给驱动系统

的故障诊断与维修

第三章进给驱动系统

的故障13.1对伺服进给系统的要求1.调速范围宽

2.定位精度高

3.1对伺服进给系统的要求1.调速范围宽23.有足够的传动刚性和高的速度稳定性4.快速响应，无超调为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。

3.有足够的传动刚性和高的速度稳定性35.低速大转矩，过载能力强一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4～6倍而不损坏。6.可靠性高

要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。5.低速大转矩，过载能力强47.对电机的要求1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4～6倍而不损坏。3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。4）电机应能承受频繁启、制动和反转。7.对电机的要求53.2数控机床进给驱动系统的基本形式数控机床所采用的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4种。无位置反馈装置的伺服进给系统称为开环控制系统。使用步进电机（包括电液脉冲马达）作为伺服执行元件，是其最明显的特点。在开环控制系统中，数控装置输出的脉冲，经过步进驱动器的环形分配器或脉冲分配软件的处理，在驱动电路中进行功率放大后控制步进电机，最终控制了步进电机的角位移。3.2数控机床进给驱动系统的基本形式数控机床所6步进电机再经过减速装置（或直接连接）带动了丝杠旋转，通过丝杠将角位移转移。因此，控制步进电机的转角与转速，就可以间接控制移动部件的移动速度与位移量。如图3-1为开环控制驱动系统的结构原理图。步进电机再经过减速装置（或直接连接）带7图3-1开环控制伺服驱动系统的结构原理图第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件8为半闭环控制系统的结构原理图。图3-2半闭环控制系统结构原理图为半闭环控制系统的结构原理图。9图3-3全闭环控制系统结构原理图第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件10采用开环控制系统的数控机床结构简单，制造成本低，但是由于系统对移动部件的实际位移量不进行检测，因此无法通过反馈自动进行误差检测和校正。步进电机的步距角误差、齿轮与丝杠等部件的传动误差,最终都将影响被加工零件的精度；特别是在负载转矩超过电动机输出转矩时，将导致步进电机的“失步”，使加工无法进行。因此，开环控制仅适用于加工精度要求不高，负载较轻且变化不大的简易、经济型数控机床上。采用开环控制系统的数控机床结构简单，制11采用半闭环控制系统的数控机床，电气控制与机械传动间有明显的分界，因此调试维修与故障诊断较方便且机械部分的间隙摩擦死区刚度等非线性环节都在闭环以外，因此系统的稳定性较好。伺服电机和光电编码器通常做成一体，电动机和丝杠间可以直接联接或通过减速装置联接；位置检测单位和实际最小移动单位间的匹配，可以通过数控系统的参数（电子齿轮比）进行设置。它具有传动系统简单、结构紧凑、制造成本低、性能价格比高等特点，从而在数控机床上得到广泛应用。如图3-2为半闭环控制系统的结构原理图。采用半闭环控制系统的数控机床，电气控制与12采用闭环控制系统的数控机床的特点是：机床移动部件上直接安装有直线位移检测装置，检测装置检测最终位移输出量。实际位移值被反馈到数控装置或伺服驱动中，它可以直接与输入的指令位移值进行比较，用误差进行控制，最终实现移动部件的精确运动和定位。从理论上说，对于这样的闭环系统，其运动精度仅取决于检测装置的检测精度，它与机械传动的误差无关，显然，其精度将高于半闭环系统。而且它可以对传动系统的间隙、磨损自动补偿，其精度保持性要比半闭环系统好得多。图3-3为全闭环控制系统的结构原理图。采用闭环控制系统的数控机床的特点是13由于闭环控制系统的工作特点，它对机械结构以及传动系统的要求比半闭环更高，传动系统的刚度、间隙、导轨的爬行等各种非线性因素将直接影响系统的稳定性，严重时甚至产生振荡。解决以上问题的最佳途径是采用直线电动机作为驱动系统的执行器件。采用直线电动机驱动，可以完全取消传动系统中将旋转运动变为直线运动的环节，大大简化机械传动系统的结构，实现了所谓的“零传动”。它从根本上消除了传动环节对精度、刚度、快速性、稳定性的影响，故可以获得比传统进给驱动系统更高的定位精度、快进速度和加速度。由于闭环控制系统的工作特点，它对机械14

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、速度控制、驱动电动机、检测元器件等部分。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。从原理上说，数控机床的伺服系153.3.1、步进电机的工作原理

步进电机是一种能将数字脉冲以轴步进一个步距角增量，因此，步进电机能很方便地将电脉冲转换为角位移，具有较好的定位精度，无漂移和无积累定位误差的优点，能跟踪一定频率范围的脉冲列，可作同步电动机使用，广泛地应用于各种小型自动化设备及仪器。3.3

步进驱动系统3.3.1、步进电机的工作原理3.3步进驱动系统163.3.2步进电机的分类：按转矩产生的原理可分为:

1.反应式步进电机;2.永磁式步进电机;3.混合式步进电机；

3.3.2步进电机的分类：按转矩产生的原理可分为:17可变磁阻式步进电机又称为反应式步进电机，工作原理是由改变电动机的定子和转子的软钢齿之间的电磁引力来改变定子和转子的相对位置，这种电动机结构简单、步距角小。

永磁式步进电机的转子铁心上装有多条永久磁铁，转子的转动与定位是由定、转子之间的电磁引力与磁铁磁力共同作用的。与反应式步进电机相比，相同体积的永磁式步进电动机转矩大，步距角也大。

混合式步进电机结合了反应式步进电机和永磁式步进电机的优点，采用永久磁铁提高电动机的转矩，采用细密的极齿来减小步距角，是目前数控机床上应用最多的步进电动机。可变磁阻式步进电机又称为反应式步进电机，工作原理18从控制绕组数量上可分为:1.二相步进电机。2.三相步进电机。3.四相步进电机。4.五相步进电机。5.六相步进电机。从运动的型式上可分为：1.旋转步进电机。2.直线步进电机。3.平面步进电机。从控制绕组数量上可分为:19（一）.驱动电路：

(a)(b)(c)VDCVDCVDC步进电机绕组的驱动电路，单极性电流一般采用下图<a>双管串联电路,双极性电流一般采用下图<b>的H桥电路;对于三相混合式步进电机则采用三相逆变桥电路,<c>3.3.3步进电机的驱动电路、控制方式及接线图（一）.驱动电路：(a)(b)(c)VDCVDCVDC步进20

（二）步进电动机绕组电流控制电路

（二）步进电动机绕组电流控制电路21（三）.步进电机的接线图（三）.步进电机的接线图22（一）步距角和步距误差：

转子每步转过的空间机械角度，即步距角β为

β=360°/Z*N

其中Z-转子齿数，N-运行拍数。步进电机每走一步，转子实际的角位移与设计的步距角存在有步距误差。连续走若干步时，上述误差形成累积值。转子转过一圈后，回至上一转的稳定位置，因此步进电机步距的误差不会长期积累。步进电机步距的积累误差，是指一转范围内步距积累误差的最大值，步距误差和积累误差通常用度、分或者步距角的百分比表示。影响步距误差和积累误差的主要因素有:齿与磁极的分度精度；铁心迭压及装配精度；各相矩角特性之间差别的大小；气隙的不均匀程度等。（四）步进电机的主要特性：（一）步距角和步距误差：（四）步进电机的主要特性：23（二）静态矩角特性和最大静转矩特性：

所谓静态是指电机不改变通电状态，转子不动时的工作状态。空载时，步进电机某相通以直流电流时，该相对应的定、转子齿对齐，这时转子无转矩输出。如在电机轴上加一顺时针方向的负载转矩，步进电机转子则按顺时针方向转过一个小角度θ，称为失调角,这时转子电磁转矩T与负载转矩相等。矩角特性是描述步进电机稳态时，电磁转矩与失调角θ之间关系的曲线，或称为静转矩特性。T0步进电机矩角特性（二）静态矩角特性和最大静转矩特性：T0步进电机矩角特性24

（三）启动惯频特性在负载转矩ML=0的条件下，步进电动机由静止状态突然启动，不丢步地进入正常运行状态所允许的最高启动频率，称为启动频率或突跳频率，超过此值就不能正常启动。启动频率与机械系统的转动惯量有关，包括步进电动机转子的转动惯量，加上其它运动部件折算至步进电动机轴上的转动惯量。下图表示启动频率与负载转动惯量之间的关系。随着负载惯量的增加，起动频率下降。若同时存在负载转矩ML；则起动频率将进一步降低。在实际应用中，由于ML的存在，可采用的启动频率要比惯频特性还要低。

（三）启动惯频特性在负载转矩ML=0的条件下，步进电25（四）步进电机矩频特性：

矩频特性是用来描述步进电机连续稳定运行时输出转矩写连续运行频率之间的关系曲线。矩频特性曲线上每一频率所对应的转矩称为动态转矩。动态转矩除了和步进电机结构及材料有关外，还与步进电机绕组连接、驱动电路、驱动电压有密切的关系。下图是混合式步进电机连续运行时的典型的矩频特性曲线。（四）步进电机矩频特性：26

1.电机不运转

1）驱动器无供电电压2）驱动器保险丝熔断3）驱动器报警(过电压、欠电压、过电流、过热)4）驱动器与电机连线断线5）系统参数设置不当6）驱动器使能信号被封锁7）接口信号线接触不良8）驱动器电路故障9）电机卡死或者出现故障10）电动机生锈11）指令脉冲太窄、频率过高、脉冲电平太低3.3.4步进电机常见故障及分析：3.3.4步进电机常见故障及分析：272.电机起动后堵转

1）指令频率太高2）负载转矩太大3）加速时间太短4）负载惯量太大5）电源电压降低2.电机起动后堵转28

3.电机运转不均匀，有抖动1）指令脉冲不均匀2）指令脉冲太窄3）指令脉冲电平不正确4）指令脉冲电平与驱动器不匹配5）脉冲信号存在噪声6）脉冲频率与机械发生共振3.电机运转不均匀，有抖动29

4.电机运转不规则，正反转地摇摆

1）指令脉冲频率与电机发生共振2）外部干扰

5.电机定位不准

1）加减速时间太小2）存在干扰噪声3）系统屏蔽不良

4.电机运转不规则，正反转地摇摆30

6.电机过热：1）工作环境过于恶劣，环境温度过高2）参数选择不当，如电流过大，超过相电流3）电压过高

6.电机过热：31

7.工作过程中停车：1）驱动电源故障2）电动机线圈匝间短路或接地3）绕组烧坏4）脉冲发生电路故障5）杂物卡住7.工作过程中停车：32

8.噪声大1）电机运行在低频区或共振区2）纯惯性负载、短程序、正反转频繁3）磁路混合式或永磁式转子磁钢退磁后以单步运行或在失步区4）永磁单向旋转步进电机的定向机构损坏8.噪声大339.失步或者多步1）负载过大，超过电动机的承载能力2）负载忽大忽小3）负载的转动惯量过大，启动时失步、停车时过冲4）传动间隙大小不均5）传动间隙产生的零件有弹性变形6）电动机工作在震荡失步区7）电路总清零使用不当8）干扰9）定、转子相檫9.失步或者多步3410.无力或者是出力降低

1）驱动电源故障2）电动机绕组内部发生错误3）电动机绕组碰到机壳，发生相间短路或者线头脱落4）电动机轴断5）电动机定子与转子之间的气隙过大6）电源电压过低10.无力或者是出力降低35

11.不能启动1）工作方式不对2）驱动电路故障3）遥控时，线路压降过大4）安装不正确，或电动机本身轴承、止口等故障使电动机不转5）N、S极接错6）长期在潮湿场所存放，造成电动机部分生锈11.不能启动363.4进给伺服驱动系统3.4进给伺服驱动系统37第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件38SIMODRIVE6IIU

6IIU驱动器模块6IIUE驱动器模块SIMODRIVE6IIU6IIU驱动器模块6IIUE驱动39适用于SIMODRIVE611模拟型的1FT5交流伺服电机

适用于SIMODRIVE611模拟型的1FT5交流伺服40说明1FT5交流伺服电机高动态性能减少了非生产性时间大量的应用证明了其耐用性电源和信号的安装连接可以用于严重污染的环境连线较少从而简化了复杂的安装应用范围广广泛的选择性诸如集成内置式的编码器齿轮单元制动机构等说明411FT5交流伺服电机在整个速度设定范围内都能确保恒定的连续扭矩和恒定的过载容量。在设计中，特别注重用户操作的友好性，极高的可靠性和非常低的维护费用。1FT5交流伺服电机主要是针对运行时不需要外部冷却设备而设计的，热量会通过电机的外壳而传递出去。定子绕组和定子铁芯产生的热量可以直接通过高质量的热传导传到电机外壳。在这里，无刷、永磁同步电机显示了它独特的优点。1FT5交流伺服电机在整个速度设定范围内都能42应用:机床复杂的加工中心和自动车床专用机床传送线机器人和机械手木工机床一般的自动化任务应用:43适用于SIMODRIVE611的1FT6交流伺服电机适用于SIMODRIVE611的1FT6交流伺服电机44说明1FT6交流伺服电机较高的旋转精度(正弦电流注入)工件表面质量高动态性能决定了较短的非生产性时间电源和信号连接可以用于严重污染的环境使用单一编码器系统从而简化了电缆电路对侧向力有较高抵抗力说明451FT6交流伺服电机是高紧凑型的永磁同步电机可以使用SIMODRIVE611数字/通用变频系统控制带集成式内置编码器的1FT6电机。可以使用IMODRIVE611模拟/通用变频系统控制带旋转变压器的1FT6电机。SIMODRIVE611变频器的全数字控制系统和1FT6伺服电机的新型编码器技术可以满足动态性能速度设定范围旋转和位置精度方面的最高要求。1FT6交流伺服电机是高紧凑型的永磁同步电机46这种电机主要是针对运行时不需要外部冷却而设计的，热量会通过电机的外壳而传递。定子绕组和定子铁芯产生的热量可以直接通过高质量的热量传导传到电机外壳。在这里，无刷、定场同步电机显示了它独特的优点。应用高性能机床对动态性能和精度有较高要求的生产机械这种电机主要是针对运行时不需要外部冷却而设计的47适用于SIMODRIVE611的1FK6交流伺服电机适用于SIMODRIVE611的1FK6交流伺服电机481FK6交流伺服电机结构紧凑安装空间要求较小插头方向可以定向确定的安装方式为机床的结构设计提供了灵活性连线少安装简单联轴结和法兰盘与1FT6电机兼容1FK6交流伺服电机491FK6交流伺服电机是永磁同步电机1FK6电机装备内置式光学编码器适用于SIMODRIVE611数字/通用变频系统一起使用可以使用SIMODRIVE611模拟/通用型变频系统控制带旋转变压器的1FK6电机。这个电机主要是针对运行时不需要外部冷却而设计的。热量会通过电机的外壳而传递。定子绕组和定子铁芯产生的热量直接传到电机外壳。在这里，无刷、永磁同步电机显示了它独特的优点1FK6交流伺服电机是永磁同步电机50应用机床木工机床各种龙门结构的机械设备机器人和机械手标准生产机械和专用机床辅助轴应用51适用于SIMODRIVE611的FK7交流伺服电机适用于SIMODRIVE611的FK7交流伺服电机52说明1FK7CT(紧凑型)交流伺服电机很高的功率密度因此空间要求较少(体积比1FK6小25%)与1FK6机械安装尺寸相互兼容(轴法兰盘和连接器)

使用功率范围扩大1FK7HD(高动态)交流伺服电机转子转动惯量小因此动态响应很强说明531FK7交流伺服电机是高紧凑恒定磁场同步电机。它是在1FK6电机所获得经验基础上开发的系列。可选配齿轮单元和编码器以及扩展的产品种类，这意味着1FK7电机可以很好地适合各种应用。因而它也能满足不断增长的机械生产工艺现状的要求。与SIMODRIVE611变频系统一起。1FK7电机是一个具有良好特性。功能强大的系统。可以根据应用是进行速度控制还是位置控制来选择内置式的编码器系统：旋转变压器内置安装在电机上时，1FK7可以和SIMODRIVE611模拟/通用型一起使用，通过内置式的增量式和绝对式编码器，它可以和SIMODRIVE611数字/通用型一起使用。1FK7交流伺服电机是高紧凑恒定磁场同步电机54这个电机是以不需要外部冷却而设计的，热量可以通过电机外壳而传递。1FK7电机具有很高的过载能力。应用：机床机器人和机械手木工玻璃陶瓷和石料加工包装塑料和纺织机械辅助轴这个电机是以不需要外部冷却而设计的，热量可以通553.4.1进给伺服原理原理及接线图3.4.1进给伺服原理原理及接线图56第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件57

驱动保护电路开关电源FPGA显示、按键26LS32EPROMM26LS31光耦光耦光耦285DSP(ADSP2181)X25163电平变换16C550AD7888IPMPMSM三相220V单相220V编码器输出信号输出输入脉冲接口RS232串行接口模拟接口编码器输入接口6PG+光耦伺服驱动器一般硬件框图驱动保护电路开关电源FPGA显示、按键26LS58第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件59第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件60第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件61第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件62第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件63第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件64第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件65第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件66第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件67第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件68第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件69第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件70第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件71第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件72第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件73第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件74第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件75第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件76第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件77第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件78第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件79第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件80第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件81第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件82伺服驱动控制结构图第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件83第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件84第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件85伺服系统主回路的接线图伺服系统主回路的接线图86松下伺服驱动器I/F速度控制接线图松下伺服驱动器I/F速度控制接线图87松下伺服驱动器I/F位置控制接线图松下伺服驱动器I/F位置控制接线图88松下伺服驱动器I/F转矩控制接线图松下伺服驱动器I/F转矩控制接线图89三洋伺服系统与数控系统连接图三洋伺服系统与数控系统连接图90松下伺服系统与数控系统连接图松下伺服系统与数控系统连接图91西门子伺服系统与数控系统连接图西门子伺服系统与数控系统连接图92802D系统各部件的连接802D系统各部件的连接93注意：1.图中的“个人计算机”、“端子转换器”、“扁平电缆”不属于西门子供货产品；2.图中的“24V直流稳压电源”、“RS232隔离器”、“电子手轮”、“机床控制面板”等为选件；3.关于驱动器的详细连接，请参阅2.3.节；4.关于PCU，PP72/48，机床控制面板的详细说明，请参阅2.4.2.节；5.供货的611UE均为双轴模块。其作为双轴或单轴使用，取决于611UE插入的功率模块：如果功率模块是双轴，则该611UE按双轴使用；如果功率模块是单轴，则该611UE按单轴使用。注意：94802D驱动器的连接802D驱动器的连接95PLC应用程序的设计PLC应用程序的设计96第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件97第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件98第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件99第三章进给驱动系统的故障诊断与维修课件100

1013.4.2参数设置位置比例增益

①设定位置环调节器的比例增益。②设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。③参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。

3.4.2参数设置位置比例增益1022.速度比例增益

①设定速度调节器的比例增益。②设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。③在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。

2.速度比例增益1033.速度积分时间常数①设定速度调节器的积分时间常数。②设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。③在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。3.速度积分时间常数1043.4.3进给伺服系统各类故障的反映形式机床进给伺服系统的故障按机床提供的报警形式大致可分为三类：1）CRT或操作面板上显示报警内容，它是利用软件的诊断程序来实现。2）利用进给伺服驱动单元上的硬件（如发光二极管或数码管指示，保险丝熔断等）显示报警驱动单元的故障。3）进给运动不正常，但没有任何报警指示。3.4.3进给伺服系统各类故障的反映形式机床进1053.4.3进给伺服系统各类故障的反映形式机床进给伺服系统的故障按机床提供的报警形式大致可分为三类：1）CRT或操作面板上显示报警内容，它是利用软件的诊断程序来实现。2）利用进给伺服驱动单元上的硬件（如发光二极管或数码管指示，保险丝熔断等）显示报警驱动单元的故障。3）进给运动不正常，但没有任何报警指示。3.4.3进给伺服系统各类故障的反映形式机床进106

1.进给伺服系统出错报警故障这类故障的起因，大多是速度控制单元方面的故障引起的，或是主控制印制线路板与位置控制或伺服信号有关部分的故障。可根据报警所显示的内容去排除。IPM报警a.如果一直出现，更换IPM模块或小接口板，此故障情况一般用万用表不能测出b.如果与时间有关，当停机一段时间再开，报警消失，则可能是IPM太热，检查是否负载太大c.用交换法判别是单元内的故障还是单元外的故障，并进行相应处理3.4.4进给伺服常见报警1.进给伺服系统出错报警故障3.4.4进给伺服常见报警1072.检测元件（测速发电机、旋转变压器或脉冲编码器等）或检测信号方面引起的故障例如：某数控机床显示“主轴编码器断线”。原因有：①电机动力线断线。如果伺服电源刚接通，尚未接到任何指令时，就发生这种报警，则由于断线而造成故障可能性最大②伺服单元印制线路板上设定错误，如将检测元件脉冲编码器设定成了测速发电机等③没有速度反馈电压或时有时断，这可用显示其来测量速度反馈信号来判断，这类故障出检测元件本身存在故障外，多数是由于连接不良或接通不良引起的④由于光电隔离板或中间的某些电路板上劣质元器件所引起的。当有时开机运行相当长一段时间后，出现“主轴编码器断线”，这时，重新开机，可能会自动消除故障2.检测元件（测速发电机、旋转变压器或脉冲编码器等）或检测108

3.过热报警故障伺服电机，伺服变压器，伺服单元和放电单元的热保护开关断开①伺服电机过热a.关机一段时间后，再开机，如果没有报警声音，则可能机械负载太大，或伺服电机故障，检修机械或更换伺服电机b.如果还有报警，检查伺服电机上的热保护开关是否断开或反馈断线c.更换伺服放大器3.过热报警故障109②放点单元过热（伺服放大器检测到放电电路热保护开关断开）a.检查是否连接有外部放电单元，如果没有，外部放电单元热保护开关接线端子必须短接b.观察如果不是一开机就有此报警，而是加工到一定时间后才报警，关机一段时间后再无报警，而是加工到一定时间后再开无报警，则检查是否机械侧故障，或有频繁加减速，修改加工程序或机械检修c.用万用表检查外部放电单元热保护开关接线端子两端是否短接，如果开路，更换放电单元或连接线d.伺服放大器的内部过热检测电路故障，更换伺服放大器或修理②放点单元过热（伺服放大器检测到放电电路热保护开关断开）110③伺服放大器检测到主回路过热a.关机一段时间后，再开机，如果没有报警产生，则可能机械负载太大，或伺服电机故障，检修机械或更换伺服电机b.如果还有报警，检查IPM模块的散热器上的热保护开关是否断开，更换c.更换伺服放大器③伺服放大器检测到主回路过热111例如：某直流伺服电机过热报警，可能原因有：①过负荷。可以通过测量电机电流是否超过额定值来判断。②电机线圈绝缘不良。可用500V绝缘电阻表检查电枢线圈与机壳之间的绝缘电阻。如果在1MΩ以上，表示绝缘正常，否则应清理换向器表面的炭刷粉末等。③电机线圈内部短路。可卸下电机，测电机空载电流，如果此电流与转速成正比变化，则可判断为电机线圈内部短路。应清扫换向器表面，如表面上有油更易引起此故障。④电机磁铁退磁。可通过快速旋转电机时，测定电机电枢电压是否正常。如电压低且发热，则说明电机已退磁。应重新充磁。⑤制动器失灵。当电机带有制动器时，如电机过热则应检查制动器动作是否灵活。⑥CNC装置的有关印制线路板不良。例如：某直流伺服电机过热报警，可能原因有：①过负1124.电机过载①机床负荷异常，引起电机电流超过额定值。这可以用检查电动机电流来判断。此时需要变更切削条件，减轻机床负荷②印制电路板设定错误。亦即应确定电动机过载的设定是否正确③印制线路板不良

④对于交流伺服来说，没有脉冲编码器反馈信号也会引起电机过载报警⑤起动扭矩超过最大扭矩或者负载有冲击现象；电机振动或抖动⑥电机或编码器配线异常（配线不良或连接不良）⑦编码器有故障（反馈脉冲与电动机转角不成比例变化，而有跳跃）4.电机过载1134.1电机过载（进给过载报警）①切削力过大、加工力过大、进给过快，降低进给速度及减少加深②进给丝杆传动扭矩大（超过设计要求），传动皮带过紧，丝杆，螺母座未安装好或螺母座端面与丝杆中心线不正。调整皮带、丝杆、螺母座a.丝杠、螺母研损，换新丝杠b.丝杠轴承研损，换轴承c.传动导轨面研损，修机床导轨面d.压板面或镶条研损，修压板镶条4.1电机过载（进给过载报警）114③丝杆与导轨平行差，调查丝杠位置④导轨面平面度差；压板面与导轨面平行差；两导向导轨面平行差，调查、修理⑤丝杠轴承锁紧螺母、螺纹与端面超差，修锁紧螺母端面⑥压板、镶条的接触为中间硬，造成导向不好，运动中磨损造成⑦丝杠导轨缺少润滑③丝杆与导轨平行差，调查丝杠位置1155.伺服单元过电流报警

1)伺服驱动器的电路板与热开关连接不良2)U、V、W与地线连接错误，或它们之间存在短路3)伺服驱动器故障（电流反馈电路、功率晶体管或者电路板故障)4)因负载转动惯量大并且高速旋转，动态制动器停止，制动电路故障5)伺服驱动器的安装方法（方向、与其他部分的间隔）不适合6)负载是否过大，是否超出再生处理能力等7)伺服驱动器的风扇停止转动8)电机线圈是否烧坏，用绝缘表测绝缘。应为无穷大，如果很小则损坏9)电机动力线是否绝缘不好（线破或电机插头进水）5.伺服单元过电流报警11610)检查主回路的IGBT或IPM模块是否烧坏，造成异常电流报警。此类报警多数都是由于模块短路引起，用万用表二极管档测对应的轴U、V、W。对十、一的导通压降，如果为0，则模块烧坏，可先拆开外壳，然后将固定模块的螺钉拆下，更换模块11)如果一上电就有报警，与其他单元互换接口板，如果故障转移，则接口板坏12)与其他单元互换控制板，如果故障转移，则更换控制板或修理13)检查系统的伺服参数设定是否有误14)伺服电机与伺服单元不匹配，或电机代码设定错误15)如果与时间有关，当停机一段时间再开，报警消失，则可能是IPM太热，检查是否负载太大10)检查主回路的IGBT或IPM模块是否烧坏，造成异常电流1176.伺服单元过电压报警

①负载转动惯量过大（再生能力不足）②内部或外接的再生放电电路故障（包括接线断开或破损等）③加减速时间过小，在降速过程中引起过电压④检查AC电源电压（是否有过大的变化）6.伺服单元过电压报警1187.伺服单元欠电压报警

①电源容量太小或AC电源电压过低②伺服驱动器的保险丝熔断③冲击电流限制电阻断线（电源电压是否异常，冲击电流限制电阻是否过载）④伺服ON信号提前有效⑤电机主电路用电缆短路⑥发生瞬时停电⑦整流器件损坏或伺服驱动器故障7.伺服单元欠电压报警1198.速度单元的断路器断开报警①干扰。有时速度单元受外界的干扰影响，断路器自动断开②机床负荷异常。这可以用示波器检查机床在快速进给时的电动机电流是否超过额定值来判断机床负荷是否异常③速度控制单元内整流用二级管模块不好④印制电路板不好或印制板与速度控制单元之间的连接不好8.速度单元的断路器断开报警1209.停机误差过大或运行时误差过大报警①位置偏差设置错误。因此要认真检查参数的设定值②超调。在数控系统中加/减速时间里，如果电动机没有流过加减速时必要的电流，从而使位置控制回路的误差增加。当用示波器观察速度控制单元的指令波形，应使超调量在5％以下。为了消除本报警，可加大数控系统的加减速时间和加大速度控制单元的增益③输入电源电压太低

④连接不良。如测速机信号线、电机动力线等的连接不良均会引起误差过大⑤数控系统的位置控制部分和速度控制部分的故障⑥如果是直流伺服电动机，则电机的碳刷接触不良也会引起误差过大9.停机误差过大或运行时误差过大报警12110.漂移补偿量过大报警①连接不良。这里指的连接有两个方面。一是电动机动力线连接不良，二是电动机和检测元件之间的连接不良②CNC系统中有关漂移量补偿的参数设定错误引起的③速度控制单元CNC装置的主板的位置控制部分有故障10.漂移补偿量过大报警12211.不能准备好系统，报警显示伺服VRDYOFF（0,16/18/0i为401）系统开机自检后，如果没有急停和报警，则发出*MCON信号给所有轴伺服单元，伺服单元接受到该信号后，接通主接触器，电源单元吸合，LED由两块杠（――）变为00，将准备好（电源单元准备好）信号，送给伺服单元，伺服单元再接通继电器，继电器吸合后，将*DRDY信号送回系统，如果系统在规定时间内没有接受到*DRDY信号，则发出此报警，同时断开各轴的*MCON信号，因此，上述所有通路都是可能的故障点。11.不能准备好系统，报警显示伺服VRDYOFF（0,161231)检查各个插头是否接触不良，包括控制板与主回路的连接以及电源单元与伺服单元、主轴单元的连接2)检查LED是否有显示，如果无显示。则是板上不能通电或电源回路坏。检查电源单元输出到该单元的24V是否正常，检查控制板上的电源回路是否烧坏。修理该单元3)检查外部交流电压是否都正常，包括：电源单元三相200V输入（端子R.S.T.），单相200V输入4)检查控制板上各直流电压是否正常，如果有异常，检查板上的保险及板上的电源回路有无烧坏的地方5)仔细观察电源单元LED是否变00后（吸合）再断开（变为两横杠一一），还是根本就不吸合（一直是两横杠不变）。如果是吸合后再断开，则可能是电源单元故障，如果根本不吸合，则可能是接线问题或接线有断线或电源单元有问题，仔细检查各单元之间的连线1)检查各个插头是否接触不良，包括控制板与主回路的连接以及电1246)检查电源单元的急停*ESP和*MCC回路（如果这两各回路有问题也是两横杠不变），*ESP应为短路，*MCC应与接触器的线圈串连到交流电源上7)仔细检查单元的LED在变00后（吸合）所有伺服单元的一个横杠是否变为0，还是根本就不吸合（一直是一横杠不变）。如果是双轴或三轴，则只要有一轴不好就不吸合。如果一个轴一直不吸合，则可判断为该伺服单元的故障，检查该单元的继电器并更换，如果更换继电器还不能解决，则更换伺服单元的接口板6)检查电源单元的急停*ESP和*MCC回路（如果这两各回路1258)观察所有伺服单元的LED上是否有其他报警信号，如果有，则先排除这些报警9)如果是双轴伺服单元，则检查另一轴是否未接或接触不好或伺服参数封上了（0系统为8×09＃0，16/18/0i为2009＃0）10)检查s1，s2设定是否正确，s1，s2设定如下：

s1－TYPEA,s2－TYPEB11)如果以上都很正常，则CN1指令线或系统轴控制板故障8)观察所有伺服单元的LED上是否有其他报警信号，如果有，则12612．风扇报警风扇过热，或风扇太脏，或损坏①观察风扇是否有风，如果没风或不转，拆下观察扇叶是否有较多油污，用汽油或酒精清洗后再装上，如果还不行，更换风扇②更换小接口板或修理③拆下控制板，用万用表测量有风扇插座处到CN1（连接小接口板）的线路是否有断线12．风扇报警12713.系统出现“VDRYON”报警系统再*MCON信号还未发出就已经检测到*DRDY信号，即伺服单元比系统早准备好，系统认为这样为异常①查主回路接触器的触点是否接触不好，或是CN1接线错误②查是否有维修人员将系统指令口封上或指令口有问题13.系统出现“VDRYON”报警12814.串行编码器通信错误报警单元检测到电机编码器断线或通信不良①检查电机的编码器反馈线与放大器的连接是否正确，是否牢固②如果反馈线正常，更换伺服电机或编码器③如果是偶尔出现，可能是干扰引起，检查电动机反馈线的屏蔽线是否完好14.串行编码器通信错误报警12915.编码器脉冲计数错误报警伺服电机的串行编码器在运动中脉冲丢失，或不计数①关机再开，如果还有相同报警，更换电机或编码器或反馈线②如果重新开机后报警消失，则必须重新返回参考点后再运行其他指令③可能是干扰引起，关机再开15.编码器脉冲计数错误报警13016.电池低电压报警绝对编码器电池电压太低，需更换①检查伺服放大器上的电池是否电压不够，更换电池②执行回参考点操作16.电池低电压报警13117．轴参数设置错误报警（数字伺服报警）①电机型号参数的设定值在制定范围之外②电机旋转方向参数没有设定正确的值③电机每转的速度反馈脉冲数设定了错误数据④电机每转的位置反馈脉冲数设定了错误数据⑤没有设定柔性进给齿轮比或设定了错误数据⑥CNC的控制轴数参数值与设定值不符（只有3轴，而设定4）或设定了不连续的值⑦PMC轴控制的扭矩控制中，参数设定错误17．轴参数设置错误报警（数字伺服报警）13218．断线报警①光栅尺或电机编码器电源线或信号线电缆断线②连接插头或连接器脱落或插接不可靠③光栅整形器故障④伺服单元故障⑤屏蔽不良，信号被干扰18．断线报警1333.4.5进给伺服驱动系统常见故障及处理1.位置跟踪误差超差报警1)电机过载2)伺服变压器过热3)伺服变压器保护熔断器熔断4)输入电源电压太低5)伺服驱动器与CNC之间的信号电缆连接不良6)干扰7)参数设置不当（位置偏差值设定错误）8)伺服电机不良3.4.5进给伺服驱动系统常见故障及处理1.位置跟踪误差1349)电机的动力线和反馈线连接故障10)速度控制单元故障以及系统主板的位置控制部分故障11)伺服参数设置不当或错误12)编码器不良13)连接不良引起14)机械传动系统引起9)电机的动力线和反馈线连接故障1352.工作过程中，振动或爬行

①传动环节间隙过大②导轨的阻尼过小③电动机负载过大④伺服电动机或速度位置检测部件不良⑤外部干扰、接地、屏蔽不良等等⑥驱动器的设定和调整不当例1：一台配套某系统的加工中心，进给加工过程中，发现X轴有振动现象。

分析与处理过程：加工过程中坐标轴出现振动、爬行现象与多种原因有关，故障可能是机械传动系统的原因，亦可能是伺服进给系统的调整与设定不当等等。

2.工作过程中，振动或爬行136

维修时通过互换法，确认故障原因出在直流伺服电动机上。卸下X轴电动机，经检查发现6个电刷中有2个的弹簧已经烧断，造成了电枢电流不平衡，使电动机输出转矩不平衡。另外，发现电动机的轴承亦有损坏，故而引起Y轴的振动与过电流。更换电动机轴承与电刷后，机床恢复正常。例2：配套某系统的加工中心，在长期使用后，手动操作Z轴时有振动和异常响声，并出现“移动过程中”Z轴误差过大”报警。利用手动转动机床Z轴，发现丝杠转动困难，丝杠的轴承发热。经仔细检查，发现Z轴导轨无润滑，造成Z轴摩擦阻力过大；重新修理Z轴润滑系统后，机床恢复正常。

维修时通过互换法，确认故障原因出在直流伺服电动机上。卸1373.运动失控（飞车）

系统未给伺服单元指令，而电机自行行走。是由于正反馈或无速度反馈信号引起的，所以应检查伺服输出，速度反馈等回路。A.直流伺服系统a.检查三相输入电压是否缺相，或保险是否有一烧断b.查外部接线是否正常，包括：三相输入相序U、V、W是否正确，输出到电机的十、一端子是否接反，插头是否松动c.查电机速度反馈是否正常，是否接反是否断线是否无反馈3.运动失控（飞车）138d.交换控制电路板，如果故障随控制板转移则是电路板故障e.系统的速度检测和转换回路故障B.交流伺服系统a.伺服电机U、V、W相序接错b.速度反馈信号断线或接成正反馈c.位置反馈信号断线或接成正反馈（PA与PB接错）d.交换控制电路板，如果故障随控制板转移则是电路板故障1394.机床定位精度或加工精度差机床定位精度或加工精度差可分为定位超调、单脉冲进给精度差、定位点精度不好、圆弧插补加工的圆度差等情况1)加/减速时间设定过小2)电动机与机床的连接部分刚性差或连接不牢固3)机械传动系统存在爬行或松动4)伺服系统的增益不足5)位置检测器件（编码器、光栅）不良6)速度控制单元控制板不良7)机床反向间隙大、定位精度差4.机床定位精度或加工精度差1408)位置环增益设定不当9)各插补轴的检测增益设定不良10)感应同步器或旋转变压器的接口板调整不良11)丝杠间隙或传动系统间隙过大8)位置环增益设定不当1415.超速①测速反馈连接错误，如：被接成正反馈或断线②在全闭环系统中，联轴器、电动机与工作台的连接不良，造成速度检测信号不正确或无速度检测信号③位置控制板发生故障，是来自F/V转速的速度反馈信号为输入到速度控制单元④速度控制单元设定不当⑤系统参数（最高运行速度）设置过低5.超速1426.窜动

①测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等②速度控制信号不稳定或受到干扰③接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在由正向运动向反向运动的瞬间，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6.窜动1437.爬行

①进给传动链的润滑状态不良②伺服系统增益设置过低③外加负载过大④连轴器有裂纹或松动7.爬行1448.伺服电动机不转

1)检查数控系统是否有速度控制信号输出2)检查使能信号是否接通。通过CRT观察I/O状态，分析机床PLC梯形图（或流程图），以确定进给轴的启动条件，如润滑、冷却等是否满足3)对带电磁制动的伺服电动机，应检查电磁制动是否释放4)进给驱动单元故障5)伺服单元、电机损坏

8.伺服电动机不转1456)伺服动力电源未接通7)伺服驱动器的参数设置不正确8)坐标轴参数设置不正确9)硬件配置参数不正确10)机床锁住11)电机堵转6)伺服动力电源未接通1469.回参考点故障

①回参考点减速开关产生的信号或零位脉冲信号失效②脉冲编码器零标志位或光栅尺零标志位有故障③参考点开关档块位置设置不当9.回参考点故障14710.伺服电机静止时抖动或尖叫（高频振荡）往往是CNC中与伺服驱动有关的参数设定、调整不当引起的①位置反馈电缆未接好②位置检测编码器工作不正常③特性参数调得太硬，检查伺服单元有关增益调节的参数，仔细调整参数（可以适当减小速度环比例增益和速度环积分时间常数）10.伺服电机静止时抖动或尖叫（高频振荡）14811.加工工作尺寸出现无规律变化①机械传动系统的安装、连接与精度不良②伺服进给系统的设定与调整不当③干扰④弹性连轴器未能锁紧11.加工工作尺寸出现无规律变化14912.伺服电动机开机后即自动旋转①位置反馈的极性错误②由于外力使坐标轴产生了位置偏移③驱动器、测速发电机、伺服电动机或系统位置测量回路不良12.伺服电动机开机后即自动旋转15013.定位超调（位置“过冲”现象）①加减速时间设定过小②位置环比例增益设置过大③速度环比例增益设置过大④速度环积分时间设置过小13.定位超调（位置“过冲”现象）15114.SIMPDRIVE电源模块故障611系列电源模块有非受电源（UE）模块与可控电源（I/R）模块两种基本结构形式，用来提供伺服驱动的DC600V/625V直流母线电压。•非受控电源模块（UE），主回路采用二极管整流，通过制动电阻释放因电动机制动，电源波动产生的能量，保持直流母线电压的基本不变，因此，一般用于小功率（<15KW），特别是制动能量较小的场合•可控电源模块（I/R），主回路采用晶体管整流，PWM闭环控制，它可以通过再生制动方式，将直流母线上的能量回馈电网，用于大功率、制动频繁、回馈能量大的场合14.SIMPDRIVE电源模块故障152•电源模块由整流点抗器（内置式或外置式），整流模块、预充电控制电路、制动电阻以及相应的接触器、检测、监控电路组成•驱动器与运行有关的重要参数，如：直流母线电压、辅助控制电源±15V电压、＋5V电压，以及电源电压过低或缺相都在电源模块中进行监控，并作为“驱动器准备好”的先决条件•电源模块带有预充电控制与浪涌电流限制环节，预充电完成后自动闭合主回路接触器，提供DC600V/625V直流母线电压•当电源模块直流母线预充电完成，监控模块电源模块无故障时，电源模块“准备好”灯亮，同时“准备好”继电器吸合，并输出触电信号•电源模块由整流点抗器（内置式或外置式），整流模块、预充电控153①“准备好”灯不亮（“准备好”继电器不吸合）a.直流母线电压过高b.＋5V电压太低c.输入电源过低或缺相d.与电源模块相连接的轴驱动模块存在故障e.DC环电压正在充电中（需等待）①“准备好”灯不亮（“准备好”继电器不吸合）154②整个驱动组脉冲失能a.＋/－15V电源故障b.＋5V电源故障③机床不能运行

63与/或64端信号丢失。检查接点及PLC程序②整个驱动组脉冲失能15515.FAUNCα系列电源模块PSM故障①PSM显示两横（一一），系统显示“DRDYOFF”（未准备好）电源报警a.检查SVM是否有故障（故障连锁）b.检查PSM的*ESP是否断开，正常情况是短路。如果开路，查外部*ESP电气回路c.用万用表检查MCC进线的三相200V（也有380V的高压类型的）是否有缺相。d.检查MCC的触点和线圈是否有故障15.FAUNCα系列电源模块PSM故障156e.观察MCC是否吸合后马上断开，如果根本没有吸合，再仔细听PSM的小继电器是否有一下响声，如果有，则证明PSM本身是好的。更换继电器，或检查MCC输出线以及MCC的交流电源f.检查PSM、SPM、SVM之间的连接线是否连接错误或连接不牢靠g.更换电源单元控制板或修理e.观察MCC是否吸合后马上断开，如果根本没有吸合，再仔细听157②电源模块检测到IPM模块故障a.用万用表检查主回路的IPM模块U、V、W对十，一的导通压降，如果有异常，更换IPM模块（一般是击穿短路）b.如果更换IPM模块后还有报警，将SPM单元送修③检测到主回路电流异常a.IGBT模块损坏，更换IGBT模块，同时更换驱动板，并检查主回路底板上的六组驱动电阻，6.2Ω和10KΩ，如果有电阻值不对，更换b.如果IGBT模块都是好的，检查给电源模块供电的接触器MCC的触点或线圈是否正常，如果不正常则须更换②电源模块检测到IPM模块故障158c.检查SPM的控制板有一继电器（在MCC插座的侧面，很容易损坏，如果坏了须更换，如果烧的严重，更换控制板）④冷却风扇（24V）异常，直流侧低电压，直流侧高电压，控制回路硬件故障，控制侧极的电源回路故障等报警c.检查SPM的控制板有一继电器（在MCC插座的侧面，很容易15916.伺服电源故障①伺服变压器输入端短路器跳闸过流、短路、断路器内部故障等②机床进行预启动操作后，伺服变压器控制接触器未吸合

a.机床操作面板上预启动按钮接触不良或损坏b.控制电路接触不良，连接不好或断线c.接触器接触不良或损坏③伺服变压器温控开关断开a.电气控制柜过热，伺服变压器温度升高，伺服变压器内温控开关断开b.负载过重引起伺服变压器温度升高，伺服变压器内温控开关断开16.伺服电源故障160④伺服变压器损坏a.外部电源超过机床电源要求b.输出短路、串接；负载过大等引起电流过大，温度升高，过热保护开关未跳，没起到保护作用c.伺服变压器内部短路，短路⑤伺服系统无输入电源伺服变压器输出端接触器未吸合或断路器关断（跳闸）④伺服变压器损坏16117.伺服放大器损坏①外部短路、缺相、相间短路，电机损坏引起当出现此故障应立即关机切断电源，在没有判断出故障情况，一般不再送电，以免故障扩大。故障分析与修理方法如下：将轴模块上电机电源线和直流母线（P、N）连接条拆下，用数字式万用表二极管档分别测量直流母线（P、N）与U、V、W端，观察显示数据，正反均测。如果三项测试显示的数据基本一致（正、反），然后再用欧姆档（MΩ档）本别测P、N、U、V、W对地电阻，大于10MΩ,一般轴模块没有损坏。如果有一项显示的数值偏小或为“O”，该项的功率模块内部短路；显示的数值偏大或为“1”，该项的功率模块内部断路；如果测量PN端显示的数值偏小或为“O”，功率模块内部短路，请制造厂协助修理17.伺服放大器损坏162②伺服模块内部故障按伺服维修说明数中的方法进行各电源测试与故障分析和维修③电机损坏用万用表，本别测量三相绕组的阻值，应一致；用500型摇表测量绝缘电阻，应大于1MΩ。如果不一致或通路、断路、对地电阻小于1MΩ，电机有故障或损坏，修理或更换电机②伺服模块内部故障16319.伺服电机故障①电机后盖有裂痕，碰撞引起，修理或更换②电机表面，螺纹部的凹处有油污，切削液等机床使用久，油污、切削液侵入。定期检查，擦去，并找出切削液侵入的来源，加以防护，以免化学反应，涂层侵入，造成破坏③电机温升超标负荷过大，改善使用条件（切削量、进给速度、刀具和工件重量等）19.伺服电机故障164④电机损坏a.电机内部绕组短路、断路，检查确认后，更换电机b.电机电源短路，缺相造成电机烧毁，测试检查，找出故障原因，排除故障后，更换电机c.长期超载工作，电流超标，改善使用条件⑤电机运行中出现振动，噪声超标a.电机内轴承润滑不良，磨损或损坏b.机床是使用久，机械发生变化，伺服增益参数与之不匹配，重新调整伺服增益参数④电机损坏165⑥出现反馈报警电机内装编码器不良或损坏，按伺服电机维修说明说中的方法进行修理或更换⑦电机绝缘降低机床长期载湿度超标的环境下⑥出现反馈报警16620．伺服电机缓慢转动零漂①伺服单元参数错②坐标轴参数设置错误③数控装置与伺服单元之间的控制电缆连接不良④伺服单元控制输入信号和反馈信号受到干扰20．伺服电机缓慢转动零漂16721.电机失速或暴走（机床失控）①即电机的速度不按指令走，所以，从指令到速度反馈回路，都有可能出故障②可通过互换单元来初步判定是否为控制单元还是电机故障，一般是单元的可能性大③另外可查看是否为上电就报警还是速度高了报警。如果上电就报警，则有可能是主回路损坏。如果是高速报警而低速正常则可能是控制板或电机有问题，这也可通过交换伺服单元来判断④D/A转换电路故障或伺服速度接口电路故障（主板、速度控制单元故障）⑤位置检测速度检测信号不良⑥电动机或位置编码器故障21.电机失速或暴走（机床失控）16822.工作台运动时振动（运动不平稳）①传动环节间隙过大②导轨的阻尼过小③电动机负载过大④伺服电动机或速度位置检测部件不良⑤外部干扰接地屏蔽不良⑥驱动器的设定和调整不当

23.伺服参数设定不当引起的故障当数字伺服参数设定不合适时，伺服系统的动态性能将变差，严重时会引起振荡与超调，这时必须进行参数的调整与优化22.工作台运动时振动（运动不平稳）169①停止时发生振荡ａ.高频振荡（电机尖叫）降低速度环比例增益降低负载惯量比使用250μs加速功能，250μs加速反馈功能是利用电动机的速度反馈信号乘以加速反馈增益，实现对转矩的补偿，从而对速度环的振荡进行抑制功能，他对由于弹性联轴器联接或负载惯量的原因引起的50～150Hz的振荡其有抑制作用。

①停止时发生振荡170使用N脉冲抑制功能，N脉冲抑制功能的作用是消除停止时的振荡。由于伺服系统采用了闭环控制，当电机不转时，当速度反馈出现很小的偏移时，经过速度环的放大，就可能引起电动机停止时，从速度环比例增益中消除速度反馈脉冲的偏移量避免电动机停止时振荡。ｂ.低频振荡（电机缓慢的正、反向摆动）提高负载惯量比降低速度环积分增益（加大速度环积分时间常数）提高速度环比例增益使用N脉冲抑制功能，N脉冲抑制功能的作用是171②移动时发生振荡a.高频振荡降低速度环的比例增益降低负载惯量比使用250μs加速功能b.低频振荡提高负载惯量比降低速度环积分增益提高速度环比例增益调查电源环参数（一般只有厂家能调）②移动时发生振荡172③定位超调a.使PI控制生效b.提高负载惯量比c.使用超调抑制功能d.速度环增益太低，提高速度环不完全积分增益e.调查电流环参数f.位置环增益太高，减少位置环增益或提高机床刚性g.加/减速时间设定过小，延长加/减速时间④出现圆弧插补过象限过渡过冲现象a.使PI控制生效b.调查反向间隙值（CNC中反向间隙补偿值）③定位超调173c.使用反向间隙加速功能d.使用两极反向间隙加速功能e.调查VCMD波形f.伺服增益设定不当，可以通过降低位置增益，提高速度环增益来解决g.检查机械传动系统是否有连接松动、间隙等

c.使用反向间隙加速功能17424.运动轴单脉冲进给达不到要求或低速爬行①机床使用已久，机械磨损，机床参数与之不匹配，伺服速度环或位置增益太低。机床维修，重新设置机床参数，临时处理只要机床不振，可将伺服增益参数适当提高②机械传动系统的间隙、死区或精度不足③导轨润滑不良④负载过重⑤伺服系统不良或伺服电机不良⑥机械传动系统惯量过大，调查电机的负载惯量比24.运动轴单脉冲进给达不到要求或低速爬行17525.工作台或拖板移动时有抖动与噪声较大⑴运动轴蜗轮蜗杆啮合间隙增大⑵丝杆轴承间隙增大⑶运动轴传动齿形皮带松⑷电机轴承磨损或损坏⑸机床使用已久，运动轴前后轴承座中的轴承润滑不良磨损或损坏⑹滚珠丝杆受损或回珠器回珠不畅⑺滚珠丝杆螺母松动⑻轴密封不良，切削液侵入轴承生锈⑼伺服驱动单元增益过大，造成电机抖动⑽反馈回路不正常，也可能产生抖动现象⑾CNC的VCMD信号有故障⑿干扰25.工作台或拖板移动时有抖动与噪声较大17626.伺服电机出力不足①三相输入电压低，高速时出力不足②伺服电机输出转矩电流限制值设定不当（偏低）③伺服电机的转子磁场位置检测编码器安装位置错误或不良④电动机永磁体转子退磁，高温和电机定子大电流均可造成转子退磁，判断转子退磁的方法有：在伺服电机不通电的情况下，用手或其他设备转动电机轴快速旋转，测试电机定子U、V、W间的电压，若电压低而且电机发热较厉害，则说转子已退磁，送电机生产厂家充磁或更换电机26.伺服电机出力不足17727.伺服电机有异常声音①联轴器松动②连接座松动③电机轴与丝杆不同心④负载过大

28.启动时升降轴的①没有配重或平衡装置；配重或平衡装置失效或工作不可靠②上电时升降轴电机抱闸打开太早，检查PLC程序，确保接通升降电机的驱动器的伺服使能有效后，电机轴上有力时，才能打开闸③断电时，抱闸关闭太慢或伺服电机在闸还未抱住时就失电无力

27.伺服电机有异常声音1783.4.6交流伺服电机常见故障1.定子绕组断路或匝间短路2.轴锁死、轴窜动、轴变形3.编码器故障4.电机转子退磁5.制动器故障6.进油、进水、锈蚀3.4.6交流伺服电机常见故障1.定子绕组断路或匝间短路1793.4.7进给伺服驱动系统日常维护（一）安装注意事项1）伺服单元应置于密封的强电柜内2）安装伺服单元时应考虑到容易维修检查和拆卸3）电机的安装要遵循下列原则:a.安装面要平，有足够的刚性b.安装位置尽可能使检修作业容易进行c.出入电机冷却风口的空气要充分，安装位置要尽可能使冷却部分的检修清洁工作容易进行d.电机应安装在灰尘少、湿度不高场所，环境温度应在40℃以下e.电机应安装远离切削液和油的位置3.4.7进给伺服驱动系统日常维护（一）安装注意事项180（二）使用检查1）伺服系统启动前的检查a.检查伺服单元和电动机的信号线、动力线等的连接是否正确，是否松动以及绝缘是否良好b.强电柜和电机是否可靠接地c.电机电刷的安装是否牢靠，电机安装螺栓是否完全拧紧（二）使用检查1812）使用时的检查a.运行时电柜门要关闭b.检查速度指令值与电机转速是否一致c.电机有否发出异常声音和异常振动d.轴承温度是否有急剧上升的不正常现象e.在电刷上是否有显著的火花发生痕迹

3）日常维护2）使用时的检查182第三章进给驱动系统

的故障诊断与维修

第三章进给驱动系统

的故障1833.1对伺服进给系统的要求1.调速范围宽

2.定位精度高

3.1对伺服进给系统的要求1.调速范围宽1843.有足够的传动刚性和高的速度稳定性4.快速响应，无超调为了保证生产率和加工质量，除了要求有较高的定位精度外，还要求有良好的快速响应特性，即要求跟踪指令信号的响应要快，因为数控系统在启动、制动时，要求加、减加速度足够大，缩短进给系统的过渡过程时间，减小轮廓过渡误差。

3.有足够的传动刚性和高的速度稳定性1855.低速大转矩，过载能力强一般来说，伺服驱动器具有数分钟甚至半小时内1.5倍以上的过载能力，在短时间内可以过载4～6倍而不损坏。6.可靠性高

要求数控机床的进给驱动系统可靠性高、工作稳定性好，具有较强的温度、湿度、振动等环境适应能力和很强的抗干扰的能力。5.低速大转矩，过载能力强1867.对电机的要求1）从最低速到最高速电机都能平稳运转，转矩波动要小，尤其在低速如0.1r/min或更低速时，仍有平稳的速度而无爬行现象。2）电机应具有大的较长时间的过载能力，以满足低速大转矩的要求。一般直流伺服电机要求在数分钟内过载4～6倍而不损坏。3）为了满足快速响应的要求，电机应有较小的转动惯量和大的堵转转矩，并具有尽可能小的时间常数和启动电压。4）电机应能承受频繁启、制动和反转。7.对电机的要求1873.2数控机床进给驱动系统的基本形式数控机床所采用的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4种。无位置反馈装置的伺服进给系统称为开环控制系统。使用步进电机（包括电液脉冲马达）作为伺服执行元件，是其最明显的特点。在开环控制系统中，数控装置输出的脉冲，经过步进驱动器的环形分配器或脉冲分配软件的处理，在驱动电路中进行功率放大后控制步进电机，最终控制了步进电机的角位移。3.2数控机床进给驱动系统的基本形式数控机床所188步进电机再经过减速装置（或直接连接）带动了丝杠旋转，通过丝杠将角位移转移。因此，控制步进电机的转角与转速，就可以间接控制移动部件的移动