數控機床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理

1、數控機床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理數控機床伺服系統(tǒng)常見故障分析與處理摘要：摘要：數控機床中的伺服系統(tǒng)是CNC系統(tǒng)與機床本體之間的電傳動聯系環(huán)節(jié)，主要包兩部分，即進給伺服系統(tǒng)與主軸伺服系統(tǒng)，其中進給伺服系統(tǒng)的主要作用是控制CNC輸出的坐標軸位置，完成進給驅動；而主軸伺服系統(tǒng)的主要作用是將主電動機的原動力變成切削力矩與切削速度實現主軸刀具的切削加工。在整個數控機床系數中，由于伺服系統(tǒng)涉及到較多環(huán)節(jié)，結構原理復雜，所以其故障率相對較高，并會對

2、機床的運行狀態(tài)、工件加工質量等產生直接影響。本文就針對數控機床伺服系統(tǒng)的常見故障進行分析。關鍵詞：數控機床；伺服系統(tǒng)；故障分析關鍵詞：數控機床；伺服系統(tǒng)；故障分析一、進給伺服系統(tǒng)故障分析及處理一、進給伺服系統(tǒng)故障分析及處理進給伺服系統(tǒng)的主要作用是在數控系統(tǒng)指令信息的指示下對執(zhí)行部件的運動予以控制，控制內容包括進給速度、刀具相對工件的移動位置及軌跡。進給伺服系統(tǒng)可以根據其控制方式不同分為三種，即開環(huán)、閉環(huán)及半閉環(huán)，三種進給伺服系統(tǒng)中，只有

3、開環(huán)進給伺服系統(tǒng)沒有位置檢測裝置，其余兩種均有。典型的進給伺服系統(tǒng)包括五大部分，即位置比較、放大元件、驅動元件、機械傳動裝置、檢測反饋元件等，每個環(huán)節(jié)出現故障均可能會整個伺服系統(tǒng)、乃至整個數控機床的穩(wěn)定性產生影響，因此要做好進給伺服系統(tǒng)的故障分析及處理。（一）進給伺服系統(tǒng)故障類型常見進給伺服系統(tǒng)故障包括以下幾種：首先，可以顯示報警內容、報警信息的故障，一般是控制單元、檢測單元、過熱報警會在CRT顯示器或操作面板將報警信息顯示出來；其次，

4、進給伺服單地上通過數碼管顯示出來的故障，主要故障包括進給驅動單元過載、過電流報警、電網電壓過或過低以及感應開關誤動等；最后，有些故障可能不會產生報警信息，比如機床噪音或振動，進給運動系統(tǒng)穩(wěn)定性差，或者位置誤差過大等等。（二）進給伺服系統(tǒng)常見故障及處理首先，超程故障，即進給運動超過系統(tǒng)設定的限位，此時CRT上會顯示出超程報警信息。針對這種情況，操作人員只需根據機床說明書進行操作即可將故障排除。其次，振動故障。機械安裝、調整不良、伺服電機速

5、度或位置檢測不準確、外部干擾過大、驅動單元參數不當等原因均有可能導致進給伺服系統(tǒng)發(fā)生振動，此時操作人員需要先將故障類型確定下來，分析是電氣故障還是機械故障，然后根據不同的故障原因予以排除。再次，無開始報警，機床停運。重啟機床后，如果z軸被移動，則在所在速度范圍內仍然劇烈振蕩。但次日再啟動機床，又可正常工作5h，后再次出現上述問題，呈周期性反復。（二）故障原因分析分析上述故障現象，可以首先確定故障原因的大方向，可能是由于機械故障或電氣故障

6、引起的。機械故障可能是由于貼塑地軌發(fā)生熱變形、脫膠等，或者滾珠絲杠、絲杠軸承調整不合理、損壞會導致非均勻性負載發(fā)生變化，從而影響到進給系統(tǒng)的穩(wěn)定性。而電氣故障則是由于某個元器件參數發(fā)生變化改變了系統(tǒng)的動態(tài)特性，從而影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定性等。（三）故障排除進行故障維修步驟如下：首先，將z軸伺服電動機與滾珠絲杠的連接松開，使得z軸無負載運行，該作法可以確定出上述故障是屬于機械故障或者電氣故障；z軸運行后發(fā)現仍然存在振蕩現象，只是機床正常運行的時

7、間延長到9h，所以可以初步判定上述故障屬于電氣故障，且與負載大小、溫升等有直接關系。其次，給定CNC的x軸與z軸的速度，并互換二者位置反饋，此時z軸伺服及電動機動轉由CNC的x軸指令來控制，而x軸伺服及電動機運轉則由CNC的z軸控制；這種情況下CNC的z軸處于正常運轉狀態(tài)，而x軸則出現振蕩，由此可知，z軸伺服驅動或電機上發(fā)生故障。最后，將CNC的x、z伺服間的連接恢復正常，再對二者的PCB板進行調整設定，然后互換，此時x軸工作出現異常，

8、而z軸則恢復正常；進一步檢查z軸PCB板，發(fā)現故障后修復。參考文獻：參考文獻：[1]蔡厚道吳暐.數控機床構造[M].北京：北京理工大學出版社，2007.[2]鄧利紅周建華.數控機床伺服系統(tǒng)故障分析[J].西安文理學院學報2011(4).[3]侯再強.數控機床的故障與維修[J].煤炭技術2010(7).[4]周曉宏.數控機床進給伺服系統(tǒng)的常見故障及診斷[J].機電一體化，2013(3).[5]龔仲華.數控機床故障診斷與維修500例[M].