任务3伺服系统的故障诊断与维修

《数控维修技术》任务三伺服系统的故障诊断与维修《数控维修技术》1．了解伺服系统的工作原理；2．熟悉进给伺服系统的故障形式与诊断方法；3．熟悉主轴伺服系统的故障形式与诊断方法；4．了解位置检测元件的维护方法。教学目标《数控维修技术》新知识的引入在自动控制系统中，把输出量能以一定的准确度跟随输入量变化的系统称为随动系统。数控机床的伺服系统是指以机床移动部件的位移和速度作为控制量的自动控制系统，它由数控机床的驱动系统和CNC的位置控制部分组成。数控机床的伺服系统分为两类：进给伺服和主轴伺服系统。进给伺服系统控制机床各坐标的进给运动，主轴伺服系统控制主轴旋转运动。所以伺服系统的性能较大程度上决定着数控机床的性能。数控机床的最大移动速度、定位精度等指标主要取决于伺服系统（即机床的驱动系统和CNC装置的位置部分）的动态和静态性能。《数控维修技术》一．伺服系统的工作原理1．伺服系统的构成数控机床的伺服系统一般由驱动单元、机械传动部件、执行件和检测反馈环节等组成。驱动控制单元和驱动元件组成伺服驱动系统，机械传动部件和执行元件组成机械传动系统，检测元件和反馈电路组成检测装置，亦称检测系统。见下图：《数控维修技术》2．伺服系统的工作原理伺服系统是一个反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给定值与反馈脉冲进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被调量跟踪给定值。所以伺服系统的运动来源于偏差信号，且必须有一个不断输入能量的能源。《数控维修技术》二．进给伺服系统的故障及其诊断1．进给伺服系统的故障形式进给伺服系统的任务是完成各坐标轴的位置控制，在整个系统中它又分为：位置环、速度环、电流环。位置环接收控制指令脉冲和位置反馈脉冲，进行比较，利用其偏差，产生位置环的速度指令；速度环接收位置环发出的速度指令和电机速度反馈脉冲，同样，速度环将速度偏差信号进行处理，产生电流信号；电流环将电流信号及从电机电流检测元件发出的反馈信号进行处理，再驱动大功率元件，产生伺服电机的驱动电流。在这些环节中，任何一环出现异常或者故障，都会对伺服系统的正常工作造成影响。《数控维修技术》二．进给伺服系统的故障及其诊断进给伺服系统出现故障三种表现形式：一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息；二是进给伺服驱动单元上用报警灯或数码管显示驱动单元的故障；三是运动不正常，但无任何报警。进给伺服的常见故障有：（1）超程,（2）过载,（3）窜动,（4）爬行,（5）振动,（6）伺服电机不转,（7）位置误差,（8）漂移,（9）回基准点故障《数控维修技术》二．进给伺服系统的故障及其诊断2．故障的维修方法：（1）模块交换法,（2）外界参考电压法3．伺服电机维护（1）直流伺服电机的维护方法（2）交流伺服电机常见故障：接线故障，转子位置检测元件故障，电磁制动故障。（3）交流电机故障判断方法有：电阻测量,电机检查《数控维修技术》三．主轴伺服的故障及诊断

主轴伺服系统故障表现形式：一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息；二是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱动装置的故障；三是主轴工作不正常但无任何报警信息。《数控维修技术》三．主轴伺服的故障及诊断常见的主轴单元的故障有：（1）主轴不转（2）电动机转速异常或转速不稳定（3）外界干扰（4）主轴转速与进给不匹配（5）主轴异常噪声或振动（6）主轴定位抖动《数控维修技术》四．检测装置的故障及诊断1．检测元件工作原理（直线光栅测量装置）光栅尺由定尺（标尺光栅）和扫描头（指示光栅）组成（见下图）定尺的测长方向上有两组光栅线轨迹，主光栅线和每隔50mm一组的基准标记光栅线。这使得光栅尺起到两个作用：当轴移动时由主光栅线产生两组相位相差90度的正弦和余弦的电信号，用于决定轴的移动方向和位移量。另一个作用是当轴回零点时，由基准标记线产生一个基准信号以确定机床的机床零点。主光栅所产生的两组位置信号还要经过一个放大整形和插值倍频的专门装置，转变成一系列位置数字脉冲。《数控维修技术》一、数控机床的组成《数控维修技术》光栅的信号处理《数控维修技术》2．位置检测元件的维护（1）光栅尺的维护 维护工作指： ①防污：避免受到冷却液的污染，从而造成信号丢失，影响位置控制精度 ②防振：光栅尺拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏（2）光电脉冲编码器的维护： 编码器的维护主要注意两个问题： ①防振和防污