超程当进故障形成及原因诊断(1)-上海怡健医学

   日期:2023-01-23     来源:网络整理    作者:离合器网    浏览:159    评论:0    
核心提示:发生在启动加速阶段或低速进给时,一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益低和外加负载过大等因素所致。进给驱动的故障诊断除机床进给传动链误差大外,还与伺服系统增益太低有关,调节增益电位器,增大增益,以确认能否消除故障。交流伺服电动机常见的故障。当霍尔开关或光电脉冲编码器发生故障时,会引起失控,进给有振动。

故障形成及原因诊断

(1) 超程

当进给运动超过软件设定的软限位或限位开关确定的硬限位时,会产生超程报警。 通常,报警内容会显示在 CRT 上。 按照数控系统的说明书,可以排除故障,解除报警。

(2) 过载

当进给运动负荷过大、频繁正反转运动和传动链条润滑状态不良时,会引起过载报警。 通常,CRT上会显示伺服电机过载、过热或过流等报警信息。 同时,在电源柜内的进给驱动单元上,指示灯或数码管会提示驱动单元过载、过流等信息。

(3) 移动

喂食时会出现移动现象。 原因有: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调速信号不稳定或受干扰; ③端子接触不良,如螺丝松动。 当运动发生在由正向运动换向为反向运动的瞬间时,一般是进给传动链条出现反冲或伺服系统增益过大造成的。

(4)爬行

发生在启动加速阶段或低速进给,一般是由于进给传动链润滑状态不良、伺服系统增益低、外部负载过大等因素造成。 尤其需要注意的是,伺服电机与滚珠丝杆连接所采用的联轴器,由于连接松动或联轴器本身的缺陷,如裂纹等,都会引起滚珠丝杆的转动和伺服电机转动不同步,使驱动器运动时快时慢,产生爬行现象。

(5) 振动

机床高速运转时,可能会出现振动,此时会出现过流报警。 机床振动问题一般都属于速度问题,所以要找速度环,即任何与速度有关的问题,都要找调速器。 因此,振动问题应找调速器。 主要从给定信号、反馈信号和调速器本身来查找故障。

①首先检查调速器输入的信号,即给定信号。 给定信号经位置偏差计数器送出,经D/A转换器转换成模拟量VCMD,送至调速器。 你应该检查这个信号是否有振动成分。 如果只有一个周期的振动信号,可以确定是调速器没有问题,而是前一级的问题,也就是去D/A转换器或者位置偏差计数器找问题。 . 如果没问题,继续寻找测速发电机和伺服电机的问题。

② 检查测速发电机和伺服电机。 当机床振动时,说明机床的转速在振荡,测速发电机反馈的波形也必然在振荡。 观察其波形是否有规律的起伏。 这时最好测量一下机床的振动频率与电机转速之间是否存在准确的比例关系。 如果振动频率是电机转速频率的四倍,则应考虑电机或测速发电机有故障。 首先,检查电机是否有故障,检查其碳刷和换向器的表面情况,如果没有问题,再检查测速发电机。

③调速器故障。 如果用上述方法不能完全消除振动,甚至没有任何改善,则应考虑调速器本身的问题,更换调速板或更换后彻底检查各处波形。

④ 检查振动频率与进给速度的关系。 如果两者成正比,除了机床共振外,大部分是数控系统插补精度差或位置检测增益过高造成的,需要进行插补调整和检测增益调整。 如果与进给速度无关电磁制动器调整和要求,可能的原因有:调速单元设置与机床不匹配,调速单元调整不好,轴的速度环增益过大或调速单元印刷电路板不良。

示例:X 轴摆动故障排除

故障现象:一台装有FANUC OMC的数控机床,加工中心X轴负载有时突然升到80%,同时X轴电机嗡嗡作响; 有时这是正常的。

分析处理过程:现场观察发现X轴电机嗡嗡声频率偏低,故判断X轴存在低频震荡。 产生振荡的原因有:①轴位置环增益不合适; ②机械部分间隙大,传动链条刚性差,有卡滞现象; ③负载惯量大。 经查,X轴的位置增益没有变化,负载也正常。 由于这台机床一直在进行重切削,所以X轴间隙比较大,进行了间隙补偿。 经查看X轴间隙补偿参数0535,设定值为250,百分表测得X轴实际间隙为0.22,补偿是过渡性的; 直到设定值改为200,X轴摆动才消除。

(6)伺服电机不转

数控系统输入进给驱动单元除了速度控制信号外,还有一个伺服使能控制信号,一般为DC+24V继电器线圈电压。 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),判断是否满足进给轴的润滑、冷却等启动条件; ③ 对于带电磁制动器的伺服电机,检查电磁制动器。 机芯是否释放; ④进给驱动单元故障; ⑤ 伺服电机故障。

(7) 位置误差

当伺服轴移动超出位置公差范围时,数控系统会产生位置误差过大报警,包括跟随误差、轮廓误差和定位误差。 主要原因有:①系统设定的容差范围小; ② 伺服系统增益设置不当; ③位置检测装置被污染; ④进给传动链累计误差过大; ⑤平衡装置(如平衡缸等)不稳。

(8) 漂移

当命令值为零时,坐标轴仍然移动,导致位置误差。 通过驱动单元上的漂移补偿和零速调整消除。

(9) 回参考点失败

返回参考点失败一般分为两种:找不到参考点和找不到参考点。 前一类故障一般是减速开关回参考点产生的信号或零脉冲信号失效。 可通过检查脉冲编码器零位标记位或光栅尺零位标记位判断是否有故障; 后一类故障是参考点开关。 挡块位置设置不当造成,需重新调整挡块位置。

(10)伺服电机启动后自动旋转

主要原因有:①位置反馈极性接错; ② 坐标轴位置因外力产生偏移; ③ 驱动器、测速发电机、伺服电机或系统位置测量电路不良; ④电机或驱动器故障。

进给驱动故障诊断

1. 直流进给驱动

PWM调速是利用脉宽调制器来控制大功率晶体管的开关时间。 将调速信号转换成固定频率的方波电压,加到直流伺服电机电枢两端。 通过控制方波的宽度,改变电枢两端的平均电压,从而控制电枢电流,进而控制伺服电机。 电机速度的目的。 晶闸管调速是利用调速器控制晶闸管的导通角,通过改变导通角来改变电枢两端的电压,从而达到调速的目的。

1、CRT有报警显示故障。 对于FANUC系统,CRT显示的伺服报警为伺服系统错误报警400~457和过热报警702~704。 产生过热报警的原因有:①机床切削条件恶劣,机床摩擦力矩增大,引起主回路过载继电器动作; ②切割时伺服电机电流过大或变压器本身故障,导致伺服变压器热控开关动作; ③ 伺服电机电枢内部短路或绝缘不良,电机永磁体退磁或脱落,电机制动不良导致电机内热控开关动作。

2、报警指示灯指示的故障,在FANUC系统和西门子系统的调速单元印刷电路板上都有报警灯。 其功能、故障原因及排除方法,请参阅相应的机床说明书。

3、无报警显示的故障:①机床失控。 速度反馈信号是正反馈信号,多发生在维修调试过程中,通常是电缆信号线接错造成的。 ②机器振动。 与位置控制相关的系统参数设置错误,如指令倍率CRM、检测倍率DMR设置错误等。 检查机床振动周期。 如果机床的振动周期随进给速度而变化,特别是在高速运动时,则伴随着较大的冲击。 如果不随进给速度变化,调整增益电位器降低增益,观察振动是否减弱。 如果减弱了,振动频率为几十赫兹到几百赫兹,即机床的固有振动频率,可以通过印刷电路板上的相关设置来解决。 如果振动没有减弱,则印刷电路板有故障。 ③ 定位精度低。 除了机床进给传动链误差大外,还与伺服系统增益低有关。 调整增益电位器,增大增益,确认故障是否排除。 ④电机运转时噪音过大。 伺服电机换向器表面粗糙度不好或损坏; 油污或灰尘侵入电刷或换向器; 电机轴向有运动。 ⑤ 伺服电机不转动。 电机永磁体脱落; 对于带电磁制动器的伺服电机,制动器失效,通电后不能脱离。

2、交流进给驱动

1、交流伺服电机的基本检查。 交流伺服电机原则上不需要维修,因为它没有损坏。 但是,由于交流伺服电机含有精密检测器,因此在发生碰撞和冲击时可能会导致故障。 维修时应进行以下检查: ①有无机械损伤; ②转动部分用手是否能正常转动; ③带刹车 是,刹车是否正常; ④ 是否有螺丝松动或缝隙; ⑤是否安装在潮湿、温度变化剧烈、有灰尘的地方。

2、交流伺服电机安装注意事项。 维修完成后,安装伺服时应注意以下几点:

① 由于伺服系统的防水结构不是很严密,如果切削液、润滑油等渗入内部,会造成绝缘性能下降或绕组短路。 因此,应注意尽量避免切削液飞溅;

②当伺服电机安装在齿轮箱上时,在添加润滑油时,应注意齿轮箱的润滑油油位必须低于伺服输出轴,以防止润滑油渗入内部。

③固定伺服联轴器、齿轮、同步带等连接件时,在任何情况下,作用在它们上面的力都不能超过允许的径向和轴向载荷。

④ 按说明书正确连接舵机与控制电路。

3、交流伺服电机常见故障。 包括以下几点:

①转子位置检测装置故障。 当霍尔开关或光电脉冲编码器发生故障时,会引起进给失控和振动。

②用万用表或电桥测量电枢绕组的直流电阻,检查是否有断路,用兆欧表检查绝缘是否良好。

③ 将转子与机械装置分离,用手转动转子。 在正常情况下,您会感到阻力。 转动一个角度后,松开手,转子就会返回; 它损坏了; 如果不能用手转动或转动后不回位,则可能是机械部分有故障。

④更换脉冲编码器。 如果交流伺服的脉冲编码器有问题,更换脉冲编码器。

3、步进电机驱动

步进电机驱动是开环控制系统中最常用的伺服驱动系统。 开环供料系统结构比较简单,调试、维护和使用都非常方便,运行可靠,成本低。 它已被广泛用于一般对精度要求不高的机床。

在使用过程中,步进电机驱动系统存在以下常见故障:

1、电机过热报警。 可能是工作环境太恶劣电磁制动器调整和要求,环境温度太高; 参数选择不当,如电流过大,相电流超标,可重新设置参数。

2、工作时,尖叫后不转。 具体情况是驱动器或步进电机在加工或运行时发出刺耳的尖叫声。 可能原因是输入脉冲频率过高,造成堵塞,可通过降低输入脉冲频率来排除; 输入脉冲突音频率过高,可以通过降低输入脉冲突音频率来消除。

3、工作中停车,在正常工作情况下,出现突然停车故障。

4、步进电机失步或多步。 该故障可能引起的现象是在工作过程中,某根装有步进电机驱动系统的轴突然停止,然后又继续行走。

5、运转不均、振动。 反映在加工上,被加工的工件有振纹,表面粗糙度大。

 
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