第4章 伺服數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維護

1、第4章 伺服數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維護2022-3-712022-3-72第4章 伺服數(shù)控系統(tǒng)的故障診斷與維護 4.1 伺服系統(tǒng)概述 4.2 主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障分析與維護 4.3 進給伺服系統(tǒng)的故障分析與維護 4.4 SIEMENS 802D伺服驅(qū)動系統(tǒng) 4.5 位置檢測系統(tǒng)的故障分析與維護 4.6常用位置檢測元件 4.7檢測器件的常見故障及維修 4.8檢測器件常見故障維修實例分析 4.9檢測器件日常維護保養(yǎng)主軸速度誤差過大報警：主軸速度誤差過大報警的檢出，是反映實際檢測到的主軸電機速度與M03 或M04 中給定的速度指令值相差過大。這個報警也是FANUC 系統(tǒng)常見的報警之一，主要引起原因是主軸

2、速度反饋裝置或外圍負載的問題。如下圖所示為主軸電機速度反饋+分離編碼器聯(lián)接結(jié)構(gòu)。請從速度檢測角度分析報警產(chǎn)生的原因及其解決方法。引例引例 數(shù)控機床的伺服系統(tǒng)是機床主體和數(shù)控裝置（CNC）的聯(lián)系環(huán)節(jié)，是數(shù)控機床的重要組成部分，是關(guān)鍵部件，故稱伺服系統(tǒng)為數(shù)控機床的三大組成部分之一。伺服系統(tǒng)包括伺服驅(qū)動、伺服控制、檢測及反饋等環(huán)節(jié)，它接受來自數(shù)控裝置（CNC系統(tǒng)）的指令信號，經(jīng)過放大和轉(zhuǎn)換，驅(qū)動機床執(zhí)行件跟隨指令脈沖運動，實現(xiàn)預期的運動，并保證動作的快速和準確。 根據(jù)應用場合和對控制性能要求的不同，伺服系統(tǒng)具有多種不同的結(jié)構(gòu)形式。按照系統(tǒng)的構(gòu)造特點，大體上可以將其分為四種基本結(jié)構(gòu)類型，即：開環(huán)伺服系

3、統(tǒng)、半閉環(huán)伺服系統(tǒng)、全閉環(huán)伺服系統(tǒng)和混合閉環(huán)伺服系統(tǒng)。4.1 伺服系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)概述2022-3-741開環(huán)伺服系統(tǒng) 開環(huán)伺服系統(tǒng)是一種沒有位置反饋的位置控制系統(tǒng)。它的伺服機構(gòu)按照指令裝置發(fā)出來的位置移動指令，驅(qū)動機械作相應的運動，但并不對機械的實際位移量或轉(zhuǎn)角進行檢測，從而也無法將其與指令值進行比較。它的位置控制精度只能靠伺服機構(gòu)本身的傳動精度來保證。 早期簡易型的數(shù)控機床的進給驅(qū)動位置伺服系統(tǒng)，常采用步進電動機為主要部件的開環(huán)位置伺服系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)如圖4-1所示。 2022-3-752半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng) 與開環(huán)位置伺服系統(tǒng)不同，半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)是具有位置檢測和反饋的閉環(huán)控制系統(tǒng)。它的位置檢

4、測器與伺服電機同軸相連，可通過它直接測出電動機軸旋轉(zhuǎn)的角位移，進而推知當前執(zhí)行機械（如機床工作臺）的實際位置。由于位置檢測器不是直接裝在執(zhí)行機械上，位置閉環(huán)只能控制到電機軸為止，所以被稱之為半閉環(huán)，它只能間接的檢知當前的位置信息，且也難以隨時修正、消除因電動機軸后傳動鏈誤差引起的位置誤差。數(shù)控機床進給驅(qū)動最常用的半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)如圖4-2所示。 2022-3-763全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng) 全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)典型構(gòu)成方法如圖4-3所示。它將位置檢測器件直接安裝在機床工作臺上，從而可以獲取工作臺實際位置的精確信息，通過反饋閉環(huán)實現(xiàn)高精度的位置控制。從理論上說，這是一種最理想的位置伺服控制方案。但是，

5、在實際的數(shù)控機床系統(tǒng)中卻極少采用全閉環(huán)結(jié)構(gòu)方案。 4 混合閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)對有的執(zhí)行機械（如重型機床工作臺），位置伺服系統(tǒng)采用半閉環(huán)結(jié)構(gòu)雖然容易整定，但很難補償其機械傳動部分引起的位置誤差，使位置控制精度不能達到要求的指標；采用全閉環(huán)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)又很難整定，系統(tǒng)閉環(huán)后因環(huán)內(nèi)多種非線性因素誘發(fā)的振蕩很難消除。于是，人們提出系統(tǒng)中同時存在半閉環(huán)和全閉環(huán)。如圖4-4所示。2022-3-774.2 主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障分析與維護主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障分析與維護 隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動已不能滿足要求?，F(xiàn)代數(shù)控機床對主傳動提出了更高的要求： 1. 調(diào)速范圍； 2. 主軸的旋轉(zhuǎn)精度和運動精度 ； 3.

6、 數(shù)控機床主軸的變速是依指令自動進行的，要求能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行無級調(diào)速，并減少中間傳遞環(huán)節(jié)，簡化主軸箱 ； 4. 要求主軸在整個范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速度范圍內(nèi)提供主軸電動機的最大功率，即恒功率范圍要寬； 2022-3-784.2.1數(shù)控機床對主軸驅(qū)動系統(tǒng)的要求數(shù)控機床對主軸驅(qū)動系統(tǒng)的要求5. 要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動時均可進行自動加減速控制，即要求具有四象限驅(qū)動能力，并且加減速時間短；6. 為滿足加工中心自動換刀以及某些加工工藝的需要，要求主軸具有高精度的準?？刂?；7. 在車削中心上，還要求主軸具有旋轉(zhuǎn)進給軸（C軸）的控制功能。 2022-3-79 為滿足數(shù)控機床對主軸

7、驅(qū)動的要求，主軸電動機必須具備下述功能： 輸出功率大。 在整個調(diào)速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定，且恒功率范圍寬。 在斷續(xù)負載下電動機轉(zhuǎn)速波動小，過載能力強。 加速時間短。 電動機溫升低。 振動、噪聲小。 電動機可靠性高，壽命長，易維護。 體積小、質(zhì)量輕。2022-3-7104.2.2主軸驅(qū)動裝置的特點主軸驅(qū)動裝置的特點 1直流主軸驅(qū)動裝置 直流主軸電動機的結(jié)構(gòu)與永磁式伺服電動機不同，要求能輸出大的功率，所以一般是他磁式。為縮小體積，改善冷卻效果，以免電動機過熱，常采用軸向強迫風冷或采用熱管冷卻技術(shù)。 2交流主軸驅(qū)動裝置 交流異步伺服系統(tǒng) 交流同步伺服系統(tǒng)2022-3-711 當主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有

8、三種表現(xiàn)形式：CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息；在主軸驅(qū)動裝置上用報警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動裝置的故障；主軸工作不正常，但無任何報警信息。主軸伺服系統(tǒng)常見故障有： (1) 過載 (2) 主軸不能轉(zhuǎn)動 (3)主軸轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定 (4)主軸振動或噪聲太大 (5)主軸加/減速時工作不正常2022-3-7124.2.3主軸伺服系統(tǒng)故障診斷主軸伺服系統(tǒng)故障診斷 (6)外界干擾 (7)主軸速度指令無效 (8)主軸不能進行變速 (9)主軸只能單向運行或主軸轉(zhuǎn)向不正確 (10)螺紋加工出現(xiàn)“亂牙”故障 (11)主軸定位點不穩(wěn)定或主軸不能定位2022-3-7134.2.3主軸伺服系統(tǒng)故障診斷主軸伺

9、服系統(tǒng)故障診斷 模擬量控制的主軸驅(qū)動裝置常采用變頻器實現(xiàn)控制。數(shù)控車床主軸驅(qū)動以及普通機床的改造中多采用變頻器控制。作為主軸驅(qū)動裝置用的變頻器種類很多，下面以日立變頻器為例進行介紹。圖4-5所示為日立變頻器的實物圖。1變頻器接線端子及連接2SJ100變頻器面板操作3變頻器常見功能參數(shù)2022-3-7144.2.4 FANUC系統(tǒng)模擬量主軸驅(qū)動裝置與維護系統(tǒng)模擬量主軸驅(qū)動裝置與維護4基本參數(shù)設(shè)定 5SJ100變頻器與FANUC 0i mate C數(shù)控系統(tǒng)連接 圖4-11所示為某數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的接線圖，以該圖為例具體說明FANUC 0i mate c系統(tǒng)，數(shù)控機床與變頻器的信號流程與功能。6

10、變頻器故障代碼及起因 表4-6 變頻器故障代碼及起因 2022-3-7154.2.4 FANUC系統(tǒng)模擬量主軸驅(qū)動裝置與維護系統(tǒng)模擬量主軸驅(qū)動裝置與維護4.3 進給伺服系統(tǒng)的故障分析與維護進給伺服系統(tǒng)的故障分析與維護 1步進驅(qū)動系統(tǒng) 步進驅(qū)動系統(tǒng)簡單來說，包括有步進電動機和步進驅(qū)動器。 目前，步進電動機主要用于經(jīng)濟型數(shù)控機床的進給驅(qū)動，一般采用開環(huán)的控制結(jié)構(gòu)。用于數(shù)控機床驅(qū)動的步進電動機主要有兩類：反應式步進電動機和混合式步進電動機，反應式步進電動機也稱為磁阻式步進電動機。2022-3-7164.3.1進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)簡介進給伺服驅(qū)動系統(tǒng)簡介 2直流伺服電動機 直流伺服控制系統(tǒng)常用的伺服電機有

11、小慣量直流伺服電機和永磁直流伺服電機（也稱為大慣量寬調(diào)速直流伺服電機）。小慣量伺服電機最大限度地減少了電樞的轉(zhuǎn)動慣量，所以能獲得最好的快速性。 3交流伺服驅(qū)動系統(tǒng) 交流伺服電動機可依據(jù)電動機運行原理的不同，分為感應式（或稱異步）交流伺服電動機、永磁式同步電動機、永磁式無刷直流伺服電動機、和磁阻同步交流伺服電動機。這些電動機具有相同的三相繞組的定子結(jié)構(gòu) ，目前市場上的交流伺服電動機產(chǎn)品主要是永磁同步伺服電動機及無刷直流伺服電動機。2022-3-717 FANUC 0i Mate C系列數(shù)控系統(tǒng)最多可控制3軸，其中FANUC 0i Mate MC可控制三軸，主要用于加工中心、銑床，配置i 系列的放

12、大器和i或Is系列伺服電機。FANUC 0i Mate TC控制兩軸，主要用于車床，配置i 系列的放大器 i或is 系列伺服電機。而且對于FANUC 0i Mate-C系統(tǒng)，如果沒有主軸電機，伺服放大器是單軸型(SVU)，其實物圖見圖4-12所示，如果包括主軸電機，放大器是一體型(SVPM) ，其實物圖見圖4-14、圖4-15所示。圖4-12為帶主軸放大器的伺服系統(tǒng)連接圖。2022-3-7184.3.2 FANUC進給伺服系統(tǒng)進給伺服系統(tǒng)（1）i系列伺服單元的端子功能i系列伺服單元結(jié)構(gòu)如圖4-16所示。 （2）FANUC 0i mate c系統(tǒng)與i系列伺服單元連接圖 FANUC 0i mate

13、 c系統(tǒng)與i系列伺服單元連接圖見圖4-17所示。2022-3-719 1上電全清 當系統(tǒng)第一次通電時，最好是先做個全清(上電時，同時按MDI 面板上RESET+DEL)。 2伺服FSSB 設(shè)定和伺服參數(shù)初始化 參數(shù)1023 設(shè)定位1；2；3等。 參數(shù)1902 的位0 = 02022-3-7204.3.3 FANUC伺服系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定及初始化伺服系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定及初始化 3伺服參數(shù)設(shè)定 首先進入伺服參數(shù)的設(shè)定畫面（FANUC 0i Mate系統(tǒng)）：按系統(tǒng)功能鍵“system”，然后按下系統(tǒng)擴展軟鍵，再按下系統(tǒng)軟鍵“SV-PAM”即可進入。 4伺服參數(shù)初始化 伺服參數(shù)初始化就是將系統(tǒng)的參數(shù)按設(shè)定條件

14、恢復到系統(tǒng)出廠時的標準設(shè)定。當數(shù)控系統(tǒng)的伺服驅(qū)動更換，或因為更換電池等原因，使伺服參數(shù)出現(xiàn)錯誤時，必須對伺服系統(tǒng)進行初始化處理與重新調(diào)整。2022-3-721 1SV400#，SV402#(過載報警) 故障原因：400#為第一、二軸中有過載；402#為第三、第四軸中有過載。 2SV401，SV403(伺服準備完成信號斷開報警) 401：提示第一，第二軸報警 403：提示第三，第四軸報警 3SV4n0：停止時位置偏差過大 系統(tǒng)檢查原理：當nc指令停止時，伺服偏差計數(shù)器的偏差（DGN800803）超過了參數(shù)PRM593596所設(shè)定的數(shù)值，則發(fā)生報警。2022-3-7224.3.4 FANUC 進給

15、伺服系統(tǒng)的常見故障分析進給伺服系統(tǒng)的常見故障分析 4SV4n1：運動中誤差過大 系統(tǒng)檢查：當NC發(fā)出控制指令時，伺服偏差計數(shù)器（DGN800803）的偏差超過PRM504507設(shè)定的值時發(fā)出報警。 5SV4n4#（數(shù)字伺服報警） 它是伺服放大器和伺服電動機有關(guān)的各種報警的總和，這些報警有可能是伺服放大器及伺服電動機本身引起的，也可能是系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)定不正確引起的。 6SV4n6報警：反饋斷線報警 不管是使用A/B向的通用反饋信號還是使用串行編碼信號，當反饋信號發(fā)生斷線時，發(fā)出此報警。2022-3-7234.4 SIEMENS 802D伺服驅(qū)動系統(tǒng)伺服驅(qū)動系統(tǒng) SIEMENS 802D 數(shù)控系統(tǒng)的

16、伺服驅(qū)動單元采用的是SIMODRIVE 611UE交流數(shù)字式伺服驅(qū)動系統(tǒng)，采用模塊化安裝方式，主軸與各伺服單元共用電源，用于進給驅(qū)動的伺服驅(qū)動模塊有單軸與雙軸兩種結(jié)構(gòu)形式，帶有PROFIBUS總線接口。 2022-3-724 驅(qū)動器的連接如圖4-21所示。電源模塊將三相交流電源轉(zhuǎn)換成600V直流，直流電通過直流母線為功率模塊供電，伺服控制模塊根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的速度指令，控制伺服電機運動。伺服驅(qū)動系統(tǒng)完成電流和速度的閉環(huán)控制。數(shù)控單元通過現(xiàn)場總線發(fā)出位置控制指令，獲得實際位置信息，形成位置的閉環(huán)控制。 驅(qū)動器控制端子上電的控制時序如圖4-22所示。從圖中可以看出，伺服驅(qū)動器有三種不同的工作狀態(tài)，

17、即自由狀態(tài)、工作狀態(tài)和制動狀態(tài)。 2022-3-7254.4.1驅(qū)動器的連接驅(qū)動器的連接 在完成驅(qū)動器的設(shè)定后，需要對驅(qū)動器的速度環(huán)動態(tài)特性進行調(diào)試，然后才能進行位置環(huán)調(diào)試。 611UE驅(qū)動器的速度環(huán)動態(tài)特性優(yōu)化，可以通過Simo ComU軟件自動進行。優(yōu)化驅(qū)動器的速度給定，由PC機以數(shù)字量給出，無須CNC控制。2022-3-7264.4.2 611UE數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器參數(shù)的優(yōu)化數(shù)字式交流伺服驅(qū)動器參數(shù)的優(yōu)化 伺服電機采用1FK6 系列，編碼器為1Vpp 正弦波。系統(tǒng)的位置環(huán)由802D 控制。SIMODRIVE 611UE 還可以在同一模塊上設(shè)定一個疊加軸（比如模擬主軸）。 611UE 的

18、模擬輸出口用于輸出主軸速度給定（10V），而611UE 上的數(shù)字輸出可用于模擬主軸的使能控制。WSG 接口用于連接主軸編碼器（TTL）作為速度反饋。2022-3-7274.4.3伺服電機伺服電機 611UE系列數(shù)字伺服驅(qū)動器電源模塊設(shè)有6個狀態(tài)指示燈(LED)，其含義如下： V1：DC l5V控制電源故障。 V2：DC 5V控制電源故障。 V3：電源模塊未“使能”。 V4：電源模塊已“使能”，直流母線己充電。 V5：進線電源故障。 V6：直流母線電壓過高。 611UE系列數(shù)字伺服驅(qū)動單元的狀態(tài)顯示，可以通過驅(qū)動控制板上的6只數(shù)碼管進行，它可以詳細顯示驅(qū)動器的狀態(tài)與報警號 。2022-3-728

19、4.4.4驅(qū)動器狀態(tài)顯示驅(qū)動器狀態(tài)顯示 例1611UE偶爾出現(xiàn)B507、B508報警的維修。 故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 802D的數(shù)控銑床，開機時不定期地出現(xiàn)伺服驅(qū)動器(611UE) 報警B507、B508等，機床停機后重新起動，通?？梢曰謴凸ぷ?。2022-3-7294.4.5驅(qū)動器故障維修實例驅(qū)動器故障維修實例 例2611UE偶爾出現(xiàn)B504報警的維修 故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 802D系統(tǒng)的數(shù)控銑床，開機時出現(xiàn)ALM380500報警，驅(qū)動器顯示報警號B504。 例3SIEMENS系統(tǒng)PROFIBUS總線報警的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套SIEMENS 802D系統(tǒng)的四軸四聯(lián)動的

20、數(shù)控銑床，開機后有時會出現(xiàn)380500 PROFIBUS-DP：驅(qū)動A1(有時是X、Y或Z)出錯。但關(guān)機片刻后重新開機，機床又可以正常工作。2022-3-7304.4.5驅(qū)動器故障維修實例驅(qū)動器故障維修實例4.5 位置檢測系統(tǒng)的故障分析與維護位置檢測系統(tǒng)的故障分析與維護 1數(shù)控機床對檢測元件要求 檢測元件是檢測裝置的重要部件，其主要作用是檢測位移和速度，發(fā)送反饋信號。位移檢測系統(tǒng)能夠測量的最小位移量稱為分辨率。分辨率不僅取決于檢測元件本身，也取決于測量電路。2022-3-7314.5.1數(shù)控機床對檢測元件及位置檢測裝置的要求數(shù)控機床對檢測元件及位置檢測裝置的要求 2數(shù)控機床對位置檢測裝置的要求

21、 位置檢測裝置是數(shù)控機床伺服系統(tǒng)的重要組成部分。它的作用是檢測位移和速度，發(fā)送反饋信號，構(gòu)成閉環(huán)或半閉環(huán)控制。數(shù)控機床的加工精度主要由檢測系統(tǒng)的精度決定。不同類型的數(shù)控機床，對位置檢測元件，檢測系統(tǒng)的精度要求和被測部件的最高移動速度各不相同。 2022-3-732 對于不同類型的數(shù)控機床，因工作條件和檢測要求不同，可以采用以下不同的檢測方式。 1增量式和絕對式測量 2數(shù)字式和模擬式測量 數(shù)字式檢測是將被測量單位量化以后以數(shù)字形式表示。測量信號一般為電脈沖，可以直接把它送到數(shù)控系統(tǒng)進行比較、處理。這樣的檢測裝置有脈沖編碼器、光柵。 3直接測量和間接測量 除了以上位置檢測裝置，伺服系統(tǒng)中往往還包括

22、檢測速度的元件，用以檢測和調(diào)節(jié)發(fā)動機的轉(zhuǎn)速。常用的測速元件是測速發(fā)動機。 數(shù)控機床常見的位置檢測裝置見表4-8。 2022-3-7334.5.2位置檢測裝置的分類位置檢測裝置的分類4.6常用位置檢測元件常用位置檢測元件 1光柵尺 光柵利用光的透射、衍射原理，通過光敏元件測量莫爾條紋移動的數(shù)量來測量機床工作臺的位移量。一般用于機床數(shù)控系統(tǒng)的閉環(huán)控制。光柵主要由標尺光柵和光柵讀數(shù)頭兩部分組成 。 圖4-23 直線光柵。 透射光柵測量系統(tǒng)原理如圖4-24所示，它由光源、透鏡、標尺光柵、指示光柵、光敏元件和信號處理電路組成。 2022-3-734 2光電脈沖編碼器 圖4-26為增量式光電編碼器工作原理

23、示意圖，它由光源5、聚光鏡6、光電碼盤4、光欄板7、光敏元件8和信號處理電路組成 。當光電碼盤隨工作軸一起轉(zhuǎn)動時，光源通過聚光鏡，透過光電碼盤和光欄板形成忽明忽暗的光信號，光敏元件把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，然后通過信號處理電路的整形、放大、分頻、計數(shù)、譯碼后輸出或顯示。 3旋轉(zhuǎn)變壓器 旋轉(zhuǎn)變壓器又稱分解器，是一種控制用的微電機，它將機械轉(zhuǎn)角變換成與該轉(zhuǎn)角呈某一函數(shù)關(guān)系的電信號的一種間接測量裝置。 2022-3-735 4感應同步器 感應同步器與旋轉(zhuǎn)變壓器一樣，是利用電磁耦合原理，將位移或轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)化成電信號的位置檢測裝置。實質(zhì)上，感應同步器是多極旋轉(zhuǎn)變壓器的展開形式。感應同步器按其運動形式和結(jié)構(gòu)形式的

24、不同，可分為旋轉(zhuǎn)式（或稱圓盤式）和直線式兩種。前者用來檢測轉(zhuǎn)角位移，用于精密轉(zhuǎn)臺，各種回轉(zhuǎn)伺服系統(tǒng)；后者用來檢測直線位移，用于大型和精密機床的自動定位，位移數(shù)字顯示和數(shù)控系統(tǒng)中，兩者工作原理和工作方式相同。 直線式感應同步器的結(jié)構(gòu)如圖4-27所示 5磁尺 磁尺由磁性標尺，磁頭和檢測電路組成，其結(jié)構(gòu)如圖4-28所示。 2022-3-7364.7檢測器件的常見故障及維修檢測器件的常見故障及維修 當機床出現(xiàn)如下故障現(xiàn)象時，首先要考慮到是否是由檢測器件的故障引起的，并正確分析查找故障部位。 1機械振蕩（加減速時） 2機械運動異?？焖伲w車） 3主軸不能定向移動或定向移動不到位 4坐標軸進給時振動 5出

25、現(xiàn)NC錯誤報警 6出現(xiàn)伺服系統(tǒng)報警2022-3-7374.8檢測器件常見故障維修實例分析檢測器件常見故障維修實例分析 故障一：脈沖編碼器感應光電盤損傷導致加工件加工尺寸誤差較大。 故障現(xiàn)象：CNC862數(shù)控20車床X向切削零件時尺寸出現(xiàn)較大誤差，達到0.32mm250mm，CRT無報警顯示。 故障二：脈沖編碼器A相信號錯誤導致軸運動產(chǎn)生振動。 故障現(xiàn)象：FAUNUC6ME系統(tǒng)雙面加工中心X向在運動的過程中產(chǎn)生振動，并且在CRT上出現(xiàn)NC416報警。 2022-3-738 故障三：脈沖編碼器受油污染，導致軸定位故障。 故障現(xiàn)象：一臺SIEMENS880臥式加工中心工作臺在旋轉(zhuǎn)定位過程中出現(xiàn)故障，

26、運行中斷，CRT出現(xiàn)報警號：1364報警內(nèi)容為1364ORD4B2measuingSystemDirty即測量系統(tǒng)受污染。 故障四：閉環(huán)電路檢測信號線折斷，導致控制軸運行故障。 故障現(xiàn)象：SIEMENS8系統(tǒng)臥式加工中心有一次正在工作過程中，機床突然停止運行，CRT出現(xiàn)NC報警104，關(guān)斷電源重新起動，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。2022-3-7394.9檢測器件日常維護保養(yǎng)檢測器件日常維護保養(yǎng) 檢測器件是一種極其精密和容易受損的器件，日常一定要及時對其進行正確的使用和維護保養(yǎng)，進行維護時應注意以下幾個方面問題。 （1）額定電源電壓一定要為額定值，工作環(huán)境溫

27、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 。2022-3-7402022-3-741圖4-1 開環(huán)位置伺服系統(tǒng)2022-3-742減速齒輪數(shù)控裝置脈沖分配功率變換步進電機機床工作臺圖4-2 半閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)2022-3-743檢測元件CNC位置調(diào)節(jié)速度伺服速度反饋

28、機床工作臺位置反饋M圖4-3 全閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)2022-3-744檢測信號CNC位置調(diào)節(jié)速度伺服速度反饋位置反饋M機床工作臺圖4-4混合閉環(huán)位置伺服系統(tǒng)2022-3-745檢測2位置反饋速度反饋位置調(diào)節(jié)速度伺服M機床工作臺CNC誤差補償圖4-5 日立變頻器的實物圖2022-3-746圖4-11某數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的接線圖2022-3-747圖4-12為帶主軸放大器的伺服系統(tǒng)連接圖2022-3-748圖4-14 i-SVU 實體圖2022-3-749圖4-15 i系列伺服單元實體圖 圖4-16 i系列伺服單元結(jié)構(gòu)圖2022-3-750圖4-17 FANUC 0i mate c系統(tǒng)與i系列伺服

29、單元連接圖2022-3-751圖4-21 驅(qū)動器的連接2022-3-752圖4-22驅(qū)動器上電和斷電時序2022-3-753驅(qū)動器自由狀態(tài)驅(qū)動器工作狀態(tài)驅(qū)動器自由狀態(tài)驅(qū)動器制動狀態(tài)所有軸停止制動后端子64端子63端子48上電時序斷電時序圖4-23 直線光柵2022-3-754圖4-24透射光柵測量系統(tǒng)工作原理示意圖2022-3-755圖4-26 增量式光電編碼器結(jié)構(gòu)示意圖1 印刷電路板 2 光源 3 圓光柵 4 指示光柵 5 光電池組 6 底座 7 護罩 8 軸2022-3-756圖4-27 直線式感應同步器的結(jié)構(gòu)原理2022-3-757滑尺( m + 1 / 2 ) 2 2 定 尺滑尺圖4-

30、28 磁尺結(jié)構(gòu)與工作原理2022-3-758磁性標尺連接電纜磁頭數(shù)字顯示伺服系統(tǒng)檢測電路表4-6 變頻器故障代碼及起因2022-3-759故障代碼名稱起因E01橫流時過流變頻器輸出短路，或電機軸被鎖定或負載太重。這些狀態(tài)都可引起變頻器過流，因此變頻器輸出被關(guān)閉。E02減速時過流E03加速時過流E04其他E05過流保護當電子熱敏功能檢測到電機過載時，變頻器跳閘，并關(guān)閉輸出E06制動電阻過載當再生制動電阻超過了允許使用時間或BRD使用比例變頻器跳閘并關(guān)閉輸出E07過壓保護在直流母線電壓超過閥值時發(fā)生，其原因為再生電能從電機側(cè)反饋回來E08EEPROM故障當噪聲或溫升極高或極低時引發(fā)內(nèi)部EEPROM

31、故障，變頻器跳閘并關(guān)閉輸出。E09欠壓故障內(nèi)部直流母線電壓低于閥值時引發(fā)控制電路故障。這種狀態(tài)也可引起電機過熱并產(chǎn)生低轉(zhuǎn)矩，變頻器跳閘并關(guān)閉輸出續(xù)表4-6 變頻器故障代碼及起因2022-3-760故障代碼名稱起因E10CT(電流互感器)故障當一強電壓干擾與變頻器距離過近或內(nèi)部CT（電流互感器）發(fā)生異常操作時，變頻器跳閘并關(guān)閉輸出E11E22CPU故障內(nèi)部CPU故障，變頻器跳閘并關(guān)閉輸出E12外部跳閘與EXT類似，當有一個信號并加在智能輸入端子時，變頻器跳閘并關(guān)閉輸出E13USP當USP功能使能時，若在RUN信號有效時上電，變頻器將跳閘，只有將錯誤消除才能進入運行模式E14接地故障在加電測試時，

32、如檢測到變頻器輸出與電機之間發(fā)生接地故障，變頻器被保護。該特點可保護變頻器，但不能保護人身安全。E15輸入過電壓當輸入電壓高于設(shè)定值時，該現(xiàn)象可在加電100秒后被檢測到，變頻器跳閘并關(guān)閉輸出。E21變頻器熱敏跳閘當變頻器內(nèi)部溫度高于設(shè)定值時，變頻器模塊內(nèi)部的熱敏傳感器檢測到用電設(shè)備的溫度過高，引發(fā)變頻器跳閘并關(guān)閉輸出。E35PTC故障當智能端子5被設(shè)定為PTC（保護性熱敏電阻）功能并且變頻器探測到電阻過高時（線圈斷開或溫度過高），變頻器跳閘并斷開輸出。表4-8常見的位置檢測裝置 2022-3-761類型增量式絕對式 回轉(zhuǎn)型脈沖編碼器、旋轉(zhuǎn)變壓器、圓磁柵、圓感應同步器、圓光柵多速旋轉(zhuǎn)變壓器、絕對

33、脈沖編碼器、三速圓感應同步器 直線型 直線感應同步器、計量光柵 、磁尺激光干涉儀三速感應同步器、絕對值式磁尺 例1： 分析與處理過程：611UE伺服驅(qū)動報警B507、B508的含義分別是： B507：電動機轉(zhuǎn)子位置檢測錯誤。 B508：脈沖編碼器“零位”信號出錯。 以上兩個報警都與編碼器檢測信號有關(guān)，一般情況下是屬于編碼器不良，通常應更換編碼器解決。但是，在本機床中，由于重新起動系統(tǒng)后，伺服故障能自動清除，而且只要起動完成，機床可以長時間正常工作，故可以認為故障的真正原因并非編碼器存在故障，而是由其他原因引起的。 仔細觀察發(fā)現(xiàn)，該機床的伺服驅(qū)動器在開機通電后，狀態(tài)可以自動進入RUN狀態(tài)，表明驅(qū)

34、動器可以通過硬件的自檢，進一步證明編碼器無故障。 檢查伺服驅(qū)動器的故障發(fā)生過程，發(fā)現(xiàn)故障每次都是在驅(qū)動器“驅(qū)動使能”信號加入的瞬間發(fā)生，若此時無故障，則機床就可以正常起動并工作。因此，分析原因可能是由于伺服系統(tǒng)電動機勵磁加入的瞬間干擾引起的。 進一步檢查發(fā)現(xiàn)，該機床的第四軸(數(shù)控轉(zhuǎn)臺)電動機是使用中間插頭連接的，電動機的電樞屏蔽線在插頭處未連接；經(jīng)重新連接后故障現(xiàn)象消失，機床恢復正常。2022-3-762 例2： 分析與處理過程：611UE伺服驅(qū)動器出現(xiàn)B504報警的含義是“編碼器的電壓太低，編碼器反饋監(jiān)控生效”。 經(jīng)檢查，開機時伺服驅(qū)動器可以顯示“RUN”，表明伺服驅(qū)動系統(tǒng)可以通過自診斷，驅(qū)

35、動器的硬件應無故障。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，故障過程與上例相同，即：每次報警都是在伺服驅(qū)動系統(tǒng)“使能”信號加入的瞬間出現(xiàn)，因此，分析原因可能是由于伺服系統(tǒng)電動機勵磁加入的瞬間干擾引起的。重新連接伺服驅(qū)動的電動機編碼器反饋線，進行正確的接地連接后，故障清除，機床恢復正常。2022-3-763 例3： 分析及處理過程：因為該報警時有時無，維修時經(jīng)過數(shù)次開關(guān)機試驗機床無異常，于是檢查總線、總線插頭，確認連接牢固、正確，接地可靠。但數(shù)日后，故障重新出現(xiàn)；仔細檢查611UE驅(qū)動報警顯示為“E-B280”，故障原因為電流檢測錯誤，測量驅(qū)動器的輸入電壓，發(fā)現(xiàn)實際輸入電壓為406V。重新調(diào)節(jié)變壓器的輸出電壓，機床恢復正常，報警從此不再出現(xiàn)。2022-3-764 故障一： 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(qū)動，用光電脈沖編碼器作為位置檢測，據(jù)分析造成加工尺寸誤差的原因一般為：（1）X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，導致實行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：根據(jù)上述分析，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)絲杠與絲母間隙正常，軸承也