进给伺服系统的常见故障

　　在多年的维修工作中，处理过许多有关数控机床进给伺服系统的故障，针对进给伺服系统的常见故障做了归纳总结。常见的进给伺服故障有以下几种：
　　1、超程当进给运动超过由软件设定的软限位或者硬限位开关位置时，就会发生超程报警，一般会在数控系统的显示器上显示报警内容，根据数控系统的说明书及电气原理图，即可排除，解除报警。注意：如果机床的某个轴未行使至终端位置而发生超程报警，通常是由于机床在行驶过程中限位开关线断或限位开关被东西卡住。
　　2、过载通常当进给运动的负载过大，频繁正、反向运动以及传动链润滑不良或斜铁有研伤，电机动力线接地等原因时，均会引起伺服电机电流大，电机温度过高或电机过载报警。有时机床运行的过程中驱动控制单元、驱动元件、电机本身故障也会引起过载报警。一般会在数控系统的显示器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。
　　大型装备制造分厂的型号为TK42160C数控镗床，采用的SIEMENS840D的数控系统，X轴就曾因为拖链中的伺服电机动力线接地而引起过载报警，更换新的电机动力电缆后机床正常。
　　3、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。

　　大型装备制造分厂的型号为2A637гФ1数控镗床，X轴曾出现低速进给不稳的现象（即爬行现象），经检查发现X轴斜铁因滑润油脏而有轻微的研伤，处理后，X轴低速进给正常。
　　4、振动在进给（尤其是低速）时，机床某轴出现振动现象通常是由于测速信号不稳定，如测速装置故障、测速反馈信号干扰等；速度控制信号不稳定或受到干扰；接线端子接触不良，如螺钉松动等。当振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。机床以高速运行时，可能产生振动，这时就会出现过流报警。机床振动问题一般属于速度问题，所以就应去查找速度环；而机床速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的，即凡是与速度有关的问题，应该去查找速度调节器，因此振动问题应查找速度调节器。主要从给定信号、反馈信号及速度调节器本身这三方面去查找故障。
　　5、伺服电动机不转数控系统至进给驱动单元除了速度控制信号外，还有使能控制信号，一般为DC 24V直流电压。伺服电动机不转，常用的诊断方法有：检查数控系统是否有速度控制信号输出；检查使能信号是否接通。通过数控系统的显示器观察I/O状态，分析机床的plc梯形图（或流程图）以确定进给轴的起动条件，如润滑、冷却等是否满足；对带电磁制动的伺服电动机，应检查电磁制动是否释放；检查进给驱动单元故障，伺服电动机是否故障。
　　大型装备制造分厂采用SIEMENS840D数控系统的型号为XK2425/2的武汉数控龙门铣床曾出现Z轴伺服电机不转的故障。故障现象是无论正、反向开Z轴，Z轴均无动作（Z轴电机不转），但无任何报警。通过观察数控系统显示器显示的“诊断”—“服务显示”—“驱动调整”菜单发现轴的脉冲使能信号无。而轴的使能信号由轴的驱动单元的控制板给出，故初步判定轴的控制板故障或控制板到数控单元使能信号线断。首先将Z轴驱动控制板与Y轴的驱动控制板更换，发现此时开Z轴正常，而开Y轴时出现了与Z轴最初相同的故障现象。故障可以确定Z轴的驱动控制板故障，Z轴更换新的驱动控制板后正常。
　　6、位置误差当伺服轴动动超过位置允差范围时，数控系统就会产生位置误差过大的报警，包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。主要原因有：系统设定的允许范围小；伺服系统增益设置不当；位置检测装置有污染或调整不当；进给传动链累积误差过大：主轴箱垂直运动时平衡装置（如平衡液压缸等）不稳。
　　7、漂移漂移是指当给定指令值为零时，坐标轴仍移动。通过数控系统误差补偿和驱动单元的零速调整来消。
　　8、机械传动部件的间隙与松动在数控机床的进给传动链中，常常由于传动元件的键槽与键之间的间隙使传动受到破坏，因此，除了在设计时慎重选择键联结机构外，对加工和装配必须进行严查。在装配滚珠丝杠时应当检查轴承的预紧情况，以防止滚珠丝杠的轴向窜动，因为游隙也是产生明显传动间隙的另一个原因。