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小型加工中心爬行与振动故障诊断维修

时间:2017-09-30 08:09:13来源:本站 作者:admin 点击:
加工中心

小型加工中心爬行振动故障诊断流程如下:
第一步,对故障发生的部位进行分析。当机床发生爬行与振动故障时,应首先看其外加负载是否过大,其次通常需要在机械部件和数控机床伺服系统查找问题。数控机床进给系统低速时的爬行现象往往取决于机械传动部件的特性,高速时的振动现象又通常与进给传动链中运动副的预紧力有关。另外,爬行和振动问题是与进给速度密切相关的,因此也要分析进给数控铣床系统的速度环和系统参数。

第二步,外加负载过大导致故障的检查和排除。小型加工中心外加负载过大会导致数控机床爬行,维修前应首先校核工作负载是否过大,如果负载过大应改善切削条件,重新考虑切削负载。

第三步,机械部件故障的检查和排除。造成爬行与振动的原因如果在机械部件,首先要检查导轨副。因为移动部件所受的摩擦阻力主要来自导轨副,如果导轨副的动、静摩擦因数大,且其差值也大,将容易造成爬行。尽管数控机床的导轨副广泛采用了滚动导轨、静压导轨或塑料导轨,但如果调整不好,仍会造成爬行或振动。对静压导轨应着重检查静压是否建立,对塑料导轨应检查是否有杂质或异物阻碍导轨副运动,对滚动导轨则应检查预紧是否良好。导轨副的润滑不好也可能引起爬行问题,有目时出现爬行现象仅仅是导轨副润滑状态不好造成的,这时采用具有防爬作用的导轨润滑油是一种非常有效的措施,这种导轨润滑油中有极性添加剂,能在导轨表面形成一层不易破裂的油膜,从而改善导轨的摩擦特性。

第四步,小型加工中心进给传动链故障的检查和排除。在进给系统中,伺服驱动装置到移动部件之间必须要经过由齿轮、丝杠螺母副或其他传动副所组成传动链。有效提高这一传动链的扭转和拉压刚度,对于提高运动精度,消除爬行非常有益。引起移动部件爬行的原因之一常常是对轴承、丝杠螺母副和丝杠本身的预紧或预拉不理想。传动链太长、传动轴直径偏小、支撑和支撑座的刚度不够也是引起爬行不可忽略的因素,因此在检查时也要考虑这方面是否有缺陷。另外,机械系统连接不良,如联轴器损坏等,也可能引起小型加工中心振动和爬行。

第五步,小型加工中心进给何服系统故障的检查和排除。如果爬行与振动的故障原因在进给同服系统,则需要分别检查何服系统中各有关环节。应检查速度调节器、伺服电动机或测速发电机、系统插补精度、系统增益、与位置控制有关的系统参数设定有无错误、速度控制单元上短路棒设定是否正确、增益电位器调整有无偏差以及速度控制单元的线路是否良好等环节逐项检查分类排除。
(1)速度调节器的检测
对速度调节器故障,主要检测给定信号、反馈信号和速度调节器本身是否存在问题。给
定信号可以通过检测由位置偏差计数器出来经D/A转换给速度调节器送出的模拟信号VCMD来实现,这个信号是否有振动分量可以通过示波器来观察。如果只有一个周期的振动信号那毫无疑问机床振动是正确的,速度调节器这一部分没有问题,而是前级有问题。
(2)测速发电机反馈信号的检测
反馈信号与给定信号对于调节器来说是完全相同的。因此,出现反馈信号的波动,必然引
起速度调节器的反方向调节,这样就会引起机床振动。由于机床在振动,测速发电机反馈回来的波形也一定是动荡的。这时如果小型加工中心小的振动频率与电动机旋转的速度存在一个准确的比例关系,臂如振动的频率是电动机转速的4倍,这时就要考虑电动机或测速发电机是否有故障。
(3)何服电动机检查
若机床振动频率与电动机转速成一定比例,首先就要检查电动机是否有故障,检查它的电刷、整流子表面状况,以及滚珠轴承的润滑情况。另外,电动机电枢线圈不良也会引起系统振动。这种情况可以通过测量电动机的空载电流进行确认,若空载电流随转速成正比例增加,则说明电动机内部有短路现象。出现本故障一般应首先清理换向器、检查电刷,再进行测量确认。如果故障现象依然存在,则可能是线圈匝间有短路现象,应对电动机进行维修处理。如果没有什么问题,就要检查测速发电机。
(4)脉冲编码器或测速发电机的检测
对于脉冲编码器或测速发电机不良的情况,可按下述方法进行测量检查。首先将位置环、速度环断开,手动电动机旋转,观察速度控制单元印制电路板上F/V变换器的电压,如果出现电压突然下跌的波形,则说明反馈部件不良。测速发电机常常出现的一个问题是电刷粉积存在换向片之间的槽内,造成测速发电机换向片片间短路,一且出现这样的问题就会引起振动。
(5)系统参数的调节
一个闭环系统也可能由于参数设定不合理而引起系统振荡,消除振荡的最佳方法是减小放大倍数。通过在 FUNAC系统中逆时针方向转动调节Rv1即可,但由于Rv1调节电位器的范围比较小,有时只能改变短路棒,也就是切除反馈电阻值,以降低整个调节器的放大倍数.
(6)外部干扰的处理
小型加工中心对于固定不变的干扰,可检查F/V变换器、电流检测端子以及同步端的波形,检查是否存在干扰,并采取相应的措施。对于偶然性干扰,只有通过有效的屏蔽、可靠的接地等措施,尽可能予以避免。
采用这些方法后,如果还不能完全消除振动,就要考虑更换速度调节器板并在换后彻底检查各处波形。

维修小结
通过本次的维修可以体会到,小型加工中心是一个完整的有机整体,机械、电气、液压控制之间相互联系,又相互影响。因此,分析解决爬行与振动故障时,应有整体概念和经验,这样才能有效解决实际问题。如果出现故障既有机械部件的原因,又有进给何服系统的原因,而且很难分辨出引起这一故障的主要原因,就要进行多方面的检测,耐心细致地分析和诊断,直至找出故障根源。若故障是综合性因素造成的,只有采取综合的排除故障的方法才能解决。
通过对本模块三个典型任务的分析,我们认识到:在对进给驱动系统进行维修的过程中,除应熟悉机床的伺服系统外,还必须综合分析机床的其他条件。据有关资料介绍,在数控机床伺服系统的故障中,有35%~50%的故障并非伺服单元本身所致,而是由外部其他因素引起,因此要综合分析才能尽快排除故障。

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