IC697CMM742-LL

主轴伺服系统的故障及诊断方法

当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式：一是在CRT或操作面板上显示报警信息或报警内容；二是在主轴驱动装置上用警报灯数码管显示主轴驱动装置的故障；三是主轴工作不正常，但无任何报警信息，主轴伺服系统常见的故障有：

(1)外界干扰

由于受电磁干扰，屏蔽和接地措施不良，主轴转速指令信号或反馈信号受到干扰，使主轴驱动出现随机和无规律性的波动。判别有无干扰的方法是：当主轴转速指令为零时，主轴仍往复转动，调整零速平衡和漂移补偿也不能消除故障。

(2)过载

切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警。具体表现为主轴电动机过热、主轴驱动张制显示过电流报警等。

(3)主轴定位抖动

主轴准停用于刀具交换，精镗退刀以及齿轮换档等场合，有三种实现方式：

1)机械准停控制

2)磁性传感器的电气准停控制

3)编码器型的准停控制

(4)主轴转速与进给不匹配

当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给，主轴仍继续运转的故障。要执行每转进给的指令，主轴必须有每转一个脉冲的反馈信号，一般情况下为主轴编码器有问题。可以用下列方法来确定：

1)CRT画面有报警显示；

2)通过CRT调用机床数据或I/O状态，观察编码器的信号状态；

3)用每分钟进给指令代替每转进给来执行程序，观察故障是否消失。

(5)转速偏离指令值

当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：

1)电动机过载。

2)CNC系统输出的主轴转速模拟量（通常为0—+-10V）没有达到与转速指令对应的值。

3)测速装置有故障或速度反馈信号断线。

4)主轴驱动装置故障。

(6)主轴异常噪声及振动

首先要区别异常噪声及振动发生在主轴机械部分还是在电气驱动部分。

1)在减速过程中发生一般是又驱动装置造成的，如交流驱动中的再生回路故障。

2)在恒转速时产生，可通过观察主轴电动机自由停车过程中是否有噪音和振动的来区别，如存在，则主轴机械部分有问题；

3)检查振动周期是否与转速有关。如无关，一般是主轴驱动装置未调整好；如有关，应检查主轴机械部分是否良好，测速装置是否不良。

(7)主轴电动机不转

CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。

1)检查CNC系统是否有速度控制信号输出。

2)检查能使信号是否接通。通过CRT观察I/O状态，分析机床PLC图形（或流程图），以确定主轴的启动条件，如润滑、冷却等是否满足。

3)主轴驱动装置故障。

4)主轴电动机故障。

四 进给伺服系统的故障及诊断方法

1 超程

当进给运动超过由软件设定的软限位或由限位开关设定的硬限位时，就会发生超程报警，一般会在CRT上显示报警内容，根据数控系统说明书，即可排除故障，解除报警。

2 过载

当进给运动的负载过大，频繁正、反向运动以及传动链润滑状态不良时，均会引起过载报警。一般会在CRT上显示伺服电动机过载、过热或过流等报警信息。同时，在强电柜中的进给驱动单元上、指示灯或数码管会提示驱动单元过载、过电流等信息。

3 窜动

在进给时出现窜动现象：

(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)速度控制信号不稳定或受到干扰；

(3)接线端子接触不良，如螺钉松动等。当窜动发生在由正方向运动与反向运动的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向间隙或伺服系统增益过大所致。

4 爬行

发生在起动加速段或低速进给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良、伺服系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意的是：伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于联接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠丝杠转动与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽快忽慢，产生爬行现象。