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診斷與排除機床運動質量特性故障
閱讀：1452 發布時間：2013-1-14
JC35導讀：有些數控機床發生了故障，但是機床無任何報警顯示，結果加工出來的零件不合格c診斷這類故障，必須從不合格零件的特征，或運動誤差大小的程度及誤差的特點，從運動傳動的原理及傳動鏈中傳動副的特點等方面來分析原因，繼而有針對性地進行檢查，從中找出故障原因。如零件精度超差，可能的原因有機床定位精度超差、反向死區過大、兩坐標直線插補運動中發生振蕩等。
檢查這類故障時，必須配合使用有關檢測儀器。一般通過對機械系統、控制系統及伺服系統進行調整而排除故障。
位置偏差過大
這一類故障現象屬于機床遠動質量問題，實際上就是進給伺服系統位置環中的問題。位置偏差是通過位置環中位置偏差計數器輸出的，即由來自光電脈沖編碼器反饋的反映工作臺實際運行距離的脈沖（包括脈沖個數和頻率）與來自數控系統（CNC系統）向各傳動軸發出的指令脈沖（個數和頻率）比較得出的。這個偏差數的大小反映數控系統要求某軸運行的距離還有多少沒有走完，或走過了多少。為使位置誤差不超出機床各軸形狀位置公差的要求，所以數控機床對該誤差予以限制。這要靠參數設定來解決，而這個設定的參數值與加工零件的位置、形狀的精度有密切的關系。這個參數值是可以修改的，這種情況往往是在參數設置不合理或參數丟失，才采用這種修改參數的辦法。
出現位置誤差過大而報警的可能原因有如下幾點：
1）進給伺服電動機轉速不夠如果伺服系統的給定速度不變，而電動機轉速不夠，那可能是電源電壓不夠，或伺服變壓器給出的電壓不夠。若電動機給定電壓小，這時應考慮電源電壓是否缺相，電壓值是否已超出+10%一-15c/o的運行范圍，三相電源是否對稱等c這可以用萬用表進行測量。
如沒有上述問題，就應考慮電動機是否有毛病了。例如，電動機電刷是否接觸良好，電動機換向器表面是否良好，電動機是否有轄動不靈活的地方，軸承是否已經破碎或潤滑不好等。
2）負載是否有問題若負載過大，或者夾具夾偏造成摩擦阻力過大等?？傊獧z查作用在電動機上的作用力是否過大，而使電動機丟轉過多。
3）伺服板和觸發板上的f問題伺服板的速度調節器輸出的值是否有問題，能不能通過調節速度增益K。可以解決問題。因為K。加大，就是比例積分調節器的比例放大系統過大，這樣，就可以使在相同的給定值下，使電動機轉速加大一些。也要考慮整個調節板是否有問題?？梢酝ㄟ^換板的辦法來確定調節板是否有問題。
4）光電編碼器的反饋是否正常這個可通過把光電編碼器的反饋脈沖送人示波器觀察而定。
5）檢查各接線端于是否松動
2）零件的加工精度差
加工復雜曲線零件時發現加工精度差，這主要是各軸之間的進給動態跟蹤誤差值對稱度沒有調在*狀態（認為不存在機械本身精度問題的前提下），即各軸之同進給動態跟蹤誤差值不對稱。其原因可能有：
?、贁悼貦C床在安裝調整時，各軸之間的進給動態跟蹤誤差投有調好。
②機床使用一段時間后，機床各軸傳動鏈有變化（如絲杠間隙、螺距誤差變化、軸出現軸向竄動等），這兩種原因可以通過重新調試及改變間隙補償量等來解決。如果各軸動態跟蹤誤差太大而報警時，可從以下幾方面進行檢查。
a伺服電動機的額定轉速是否過高。
b相應的模擬量輸出鎖存器是否正常。
c位置反饋電纜線接插件是否接觸良好。
d該軸模擬量輸出增益電位器是否良好。
e脈沖編碼器是否良好。
￡該軸伺服模塊是否正常。
?。?）在兩軸聯動銑削圓周時四度超差
圓度超差有兩種情況：一是圓的軸向變形；二是出現斜橢圓，即在45。方向上的橢圓。
1）固的軸向變形其原岡是由于機械未調整好而造成軸的定位精度不好，或是絲杠間隙補償不當等，從而導致每當過象*，就產生圓度誤差。
2）斜橢圓誤差對這種故障，要按下述順序診斷、排除。
?、俑鬏S的位置誤差相差太大，可詞整位置環增益來排除。
?、谛D變壓器或感應同步器用的接口板沒有調整好。
?、蹤C械傳動副間隙太大或間隙補償不合適。
（4）機床運動時超調5I起位置精度和加工精度不好其可能原因有：
①加、減速時間太短，如果電動機電流已飽和，可適當延長速度變化時間，即適當增加加、減速時間常數。
②伺服電動機與絲杠之間的連接松動或剛性太小，可適當減小位置環的增益。
檢查這類故障時，必須配合使用有關檢測儀器。一般通過對機械系統、控制系統及伺服系統進行調整而排除故障。
位置偏差過大
這一類故障現象屬于機床遠動質量問題，實際上就是進給伺服系統位置環中的問題。位置偏差是通過位置環中位置偏差計數器輸出的，即由來自光電脈沖編碼器反饋的反映工作臺實際運行距離的脈沖（包括脈沖個數和頻率）與來自數控系統（CNC系統）向各傳動軸發出的指令脈沖（個數和頻率）比較得出的。這個偏差數的大小反映數控系統要求某軸運行的距離還有多少沒有走完，或走過了多少。為使位置誤差不超出機床各軸形狀位置公差的要求，所以數控機床對該誤差予以限制。這要靠參數設定來解決，而這個設定的參數值與加工零件的位置、形狀的精度有密切的關系。這個參數值是可以修改的，這種情況往往是在參數設置不合理或參數丟失，才采用這種修改參數的辦法。
出現位置誤差過大而報警的可能原因有如下幾點：
1）進給伺服電動機轉速不夠如果伺服系統的給定速度不變，而電動機轉速不夠，那可能是電源電壓不夠，或伺服變壓器給出的電壓不夠。若電動機給定電壓小，這時應考慮電源電壓是否缺相，電壓值是否已超出+10%一-15c/o的運行范圍，三相電源是否對稱等c這可以用萬用表進行測量。
如沒有上述問題，就應考慮電動機是否有毛病了。例如，電動機電刷是否接觸良好，電動機換向器表面是否良好，電動機是否有轄動不靈活的地方，軸承是否已經破碎或潤滑不好等。
2）負載是否有問題若負載過大，或者夾具夾偏造成摩擦阻力過大等?？傊獧z查作用在電動機上的作用力是否過大，而使電動機丟轉過多。
3）伺服板和觸發板上的f問題伺服板的速度調節器輸出的值是否有問題，能不能通過調節速度增益K。可以解決問題。因為K。加大，就是比例積分調節器的比例放大系統過大，這樣，就可以使在相同的給定值下，使電動機轉速加大一些。也要考慮整個調節板是否有問題?？梢酝ㄟ^換板的辦法來確定調節板是否有問題。
4）光電編碼器的反饋是否正常這個可通過把光電編碼器的反饋脈沖送人示波器觀察而定。
5）檢查各接線端于是否松動
2）零件的加工精度差
加工復雜曲線零件時發現加工精度差，這主要是各軸之間的進給動態跟蹤誤差值對稱度沒有調在*狀態（認為不存在機械本身精度問題的前提下），即各軸之同進給動態跟蹤誤差值不對稱。其原因可能有：
?、贁悼貦C床在安裝調整時，各軸之間的進給動態跟蹤誤差投有調好。
②機床使用一段時間后，機床各軸傳動鏈有變化（如絲杠間隙、螺距誤差變化、軸出現軸向竄動等），這兩種原因可以通過重新調試及改變間隙補償量等來解決。如果各軸動態跟蹤誤差太大而報警時，可從以下幾方面進行檢查。
a伺服電動機的額定轉速是否過高。
b相應的模擬量輸出鎖存器是否正常。
c位置反饋電纜線接插件是否接觸良好。
d該軸模擬量輸出增益電位器是否良好。
e脈沖編碼器是否良好。
￡該軸伺服模塊是否正常。
?。?）在兩軸聯動銑削圓周時四度超差
圓度超差有兩種情況：一是圓的軸向變形；二是出現斜橢圓，即在45。方向上的橢圓。
1）固的軸向變形其原岡是由于機械未調整好而造成軸的定位精度不好，或是絲杠間隙補償不當等，從而導致每當過象*，就產生圓度誤差。
2）斜橢圓誤差對這種故障，要按下述順序診斷、排除。
?、俑鬏S的位置誤差相差太大，可詞整位置環增益來排除。
?、谛D變壓器或感應同步器用的接口板沒有調整好。
?、蹤C械傳動副間隙太大或間隙補償不合適。
（4）機床運動時超調5I起位置精度和加工精度不好其可能原因有：
①加、減速時間太短，如果電動機電流已飽和，可適當延長速度變化時間，即適當增加加、減速時間常數。
②伺服電動機與絲杠之間的連接松動或剛性太小，可適當減小位置環的增益。