8.2.6 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及診斷方法
進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障有以下幾種：
1．超程
當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開(kāi)關(guān)設(shè)定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)，即可排除故障，解除報(bào)警。
2．過(guò)載
當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的負(fù)載過(guò)大，頻繁正、反向運(yùn)動(dòng)以及傳動(dòng)鏈潤(rùn)滑狀態(tài)不良時(shí)，均會(huì)引起過(guò)載報(bào)警。一般會(huì)在CRT上顯示伺服電動(dòng)機(jī)過(guò)載、過(guò)熱或過(guò)流等報(bào)警信息。同時(shí)，在強(qiáng)電柜中的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元上、指示燈或數(shù)碼管會(huì)提示驅(qū)動(dòng)單元過(guò)載、過(guò)電流等信息。
3．竄動(dòng)
在進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)竄動(dòng)現(xiàn)象：①測(cè)速信號(hào)不穩(wěn)定，如測(cè)速裝置故障、測(cè)速反饋信號(hào)干擾等；②速度控制信號(hào)不穩(wěn)定或受到干擾；③接線端子接觸不良，如螺釘松動(dòng)等。當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正方向運(yùn)動(dòng)與反向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過(guò)大所致。
4．爬行
發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤(rùn)滑狀態(tài)不良、伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過(guò)大等因素所致。尤其要注意的是：伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于聯(lián)接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。
5．機(jī)床出現(xiàn)振動(dòng)
機(jī)床以高速運(yùn)行時(shí)，可能產(chǎn)生振動(dòng)，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)過(guò)流報(bào)警。機(jī)床振動(dòng)問(wèn)題一般屬于速度問(wèn)題，所以就應(yīng)去查找速度環(huán)；而機(jī)床速度的整個(gè)調(diào)節(jié)過(guò)程是由速度調(diào)節(jié)器來(lái)完成的，即凡是與速度有關(guān)的問(wèn)題，應(yīng)該去查找速度調(diào)節(jié)器，因此振動(dòng)問(wèn)題應(yīng)查找速度調(diào)節(jié)器。主要從給定信號(hào)、反饋信號(hào)及速度調(diào)節(jié)器本身這三方面去查找故障。
6．伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)
數(shù)控系統(tǒng)至進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元除了速度控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。伺服電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)，常用診斷方法有：①檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出；②檢查使能信號(hào)是否接通。通過(guò)CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床PLC梯形圖(或流程圖)，以確定進(jìn)給軸的起動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足；③對(duì)帶電磁制動(dòng)的伺服電動(dòng)機(jī)，應(yīng)檢查電磁制動(dòng)是否釋放；④進(jìn)給驅(qū)動(dòng)單元故障；⑤伺服電動(dòng)機(jī)故障。
7．位置誤差
當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過(guò)位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過(guò)大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有：①系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍小；②伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)；③位置檢測(cè)裝置有污染；④進(jìn)給傳動(dòng)鏈累積誤差過(guò)大；⑤主軸箱垂直運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡裝置(如平衡液壓缸等)不穩(wěn)。
8．漂移
當(dāng)指令值為零時(shí)，坐標(biāo)軸仍移動(dòng)，從而造成位置誤差。通過(guò)誤差補(bǔ)償和驅(qū)動(dòng)單元的零速調(diào)整來(lái)消除。
9．機(jī)械傳動(dòng)部件的間隙與松動(dòng)
在數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給傳動(dòng)鏈中，常常由于傳動(dòng)元件的鍵槽與鍵之間的間隙使傳動(dòng)受到破壞，因此，除了在設(shè)計(jì)時(shí)慎重選擇鍵聯(lián)結(jié)機(jī)構(gòu)之外，對(duì)加工和裝配必須進(jìn)行嚴(yán)查。在裝配滾珠絲杠時(shí)應(yīng)當(dāng)檢查軸承的預(yù)緊情況，以防止?jié)L珠絲杠的軸向竄動(dòng)，因?yàn)橛蜗兑彩钱a(chǎn)生明顯傳動(dòng)間隙的另一個(gè)原因。
8.2.7 滾珠絲杠副的常見(jiàn)故障及排除方法
表8-2 滾珠絲杠副的常見(jiàn)故障及排除方法
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序號(hào) |
故障現(xiàn)象 |
故障原因 |
排除方法 |
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1 |
滾珠絲杠副噪聲 |
絲杠支承軸承的壓蓋壓合情況不好 |
調(diào)整軸承壓蓋，使其壓緊軸承端面 |
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絲杠支承軸承可能破裂 |
如軸承破損，更換新軸承 | ||
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電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)軸器松動(dòng) |
擰緊聯(lián)軸器鎖緊螺釘 | ||
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絲杠潤(rùn)滑不良 |
改善潤(rùn)滑條件，使?jié)櫥土砍渥?/DIV> | ||
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滾珠絲杠副滾珠有破損 |
更換新滾珠 | ||
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2 |
滾珠絲杠運(yùn)動(dòng)不靈活 |
軸向預(yù)加載荷太大 |
調(diào)整軸向間隙和預(yù)加載荷 |
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絲杠與導(dǎo)軌不平行 |
調(diào)整絲杠支座位置，使絲杠與導(dǎo)軌平行 | ||
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螺母軸線與導(dǎo)軌不平行 |
調(diào)整螺母座的位置 | ||
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絲杠彎曲變形 |
調(diào)整絲杠 | ||
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3 |
滾珠絲杠潤(rùn)滑狀況不良 |
檢查各絲杠副潤(rùn)滑 |
用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑的絲杠，需移動(dòng)工作臺(tái)，取下罩套，涂上潤(rùn)滑脂 |
8.2.8 進(jìn)行系統(tǒng)故障維修8例
例358．頻繁出現(xiàn)113、111、112、114號(hào)報(bào)警的故障維修
故障現(xiàn)象：1984年從德國(guó)進(jìn)口的臥式加工中心，設(shè)備長(zhǎng)期運(yùn)行都比較正常。直到1990年5月，機(jī)床因頻繁出現(xiàn)113號(hào)NC報(bào)警，間或出現(xiàn)111、112、114號(hào)報(bào)警而使機(jī)床停機(jī)。
分析及處理過(guò)程：
1．故障分析
從上述報(bào)警號(hào)可以斷定，故障發(fā)生在Y軸，進(jìn)而從機(jī)床操作手冊(cè)中找出這幾個(gè)報(bào)警號(hào)的解釋：113是輪廓誤差監(jiān)視，111是靜態(tài)誤差監(jiān)視，112是給定速度太高，114是監(jiān)視測(cè)量系統(tǒng)硬件。上述報(bào)警出現(xiàn)，表示機(jī)床發(fā)生下列故障：113號(hào)報(bào)警的出現(xiàn)，提示正在運(yùn)動(dòng)軸的實(shí)際位置超出了TEN 346機(jī)床參數(shù)規(guī)定的公差帶；111號(hào)報(bào)警，提示坐標(biāo)軸定位時(shí)的實(shí)際位置與給定位置之差，超過(guò)bbb01規(guī)定的準(zhǔn)停極限：112或114報(bào)警，是由于要消除誤差，調(diào)整NC運(yùn)動(dòng)速度而引起。
Y軸是一個(gè)閉環(huán)位置控制系統(tǒng)，與其他軸的不同之處是：為抵消主軸箱的重量，Y軸增加了一套液壓平衡系統(tǒng)；且Y軸的伺服電動(dòng)機(jī)具有斷電制動(dòng)功能。
Y軸控制系統(tǒng)大致可分為：NC系統(tǒng)(SINUMERIK8系統(tǒng))、光柵位置檢測(cè)系統(tǒng)(HEIDE—NHAIN公司的LSl07光柵)、速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)(1NDRAMAT伺服系統(tǒng))和機(jī)械(包括液壓)系統(tǒng)4部分。這4部分中哪個(gè)系統(tǒng)出現(xiàn)故障，都會(huì)影響到機(jī)床運(yùn)動(dòng)誤差，從而導(dǎo)致機(jī)床報(bào)警。
我們檢修機(jī)床是按逐一否定法進(jìn)行的。具體做法是，把各種故障因素中懷疑最大的，先作為故障環(huán)節(jié)對(duì)待，其他部位則暫定完好無(wú)故障。對(duì)有懷疑的環(huán)節(jié)先進(jìn)行全面檢查，直至排除所有故障疑點(diǎn)后，將此定為無(wú)故障環(huán)節(jié)，再尋求下一個(gè)故障環(huán)節(jié)，直至排除。以此類推，直到機(jī)床全部運(yùn)行完好。
在Y軸閉環(huán)位置控制的4大系統(tǒng)中，由于NC系統(tǒng)檢修比較復(fù)雜，更換組件時(shí)又會(huì)造成RAM存儲(chǔ)器中的數(shù)據(jù)丟失，因此必須做好重新輸入數(shù)據(jù)的準(zhǔn)備，否則很難恢復(fù)機(jī)床的原有功能。通常這部分留待最后解決。速度調(diào)節(jié)系統(tǒng)出現(xiàn)故障引起報(bào)警，常常是由于驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定造成的。這部分檢修最簡(jiǎn)單的辦法是更換速度調(diào)節(jié)器和伺服電動(dòng)機(jī)。如果沒(méi)有備件，可用X軸的調(diào)節(jié)器和電動(dòng)機(jī)替換(因X軸是正常的)。換用時(shí)要注意調(diào)節(jié)器調(diào)零。用X軸的調(diào)節(jié)器和電動(dòng)機(jī)時(shí)，要把Y軸調(diào)節(jié)器的編程板換到X軸調(diào)節(jié)器上；由于X軸電動(dòng)機(jī)無(wú)制動(dòng)裝置，更換電動(dòng)機(jī)時(shí)要把主軸箱支撐好，開(kāi)機(jī)后再去掉支撐。經(jīng)交換檢查電器系統(tǒng)和光柵位置檢測(cè)系統(tǒng)正常。問(wèn)題可能在機(jī)械(包括液壓)系統(tǒng)方面。
這部分涉及的零件較多，能直接影響運(yùn)動(dòng)誤差的有液壓平衡系統(tǒng)、絲杠螺母間隙、絲杠預(yù)拉伸力、主軸箱與導(dǎo)軌的縱、橫向間隙等。這方面的檢修我們采取先易后難的原則進(jìn)行。
2．故障診斷及處理
(1)拆卸平衡液壓缸，清洗調(diào)整液壓閥 Y軸主軸箱的液壓平衡系統(tǒng)如圖8-12所示。液壓平衡力的大小及其變化，直接影響著驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的工作電流及運(yùn)動(dòng)誤差。檢查平衡力是否合適，最有效的辦法是檢查驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的電流。平衡良好時(shí)，機(jī)床主軸箱上升和下降時(shí)的電動(dòng)機(jī)電流值相差不大。當(dāng)機(jī)床用100％快速上升時(shí)，電動(dòng)機(jī)電流達(dá)4.6A左右，以同樣速度下降時(shí)平衡液壓缸的第二級(jí)液壓缸工作，電動(dòng)機(jī)電流就由5A突然上升到8～9A。拆下電動(dòng)機(jī)，用轉(zhuǎn)矩扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，當(dāng)轉(zhuǎn)矩值在正常范圍，且上升時(shí)的轉(zhuǎn)矩略大于下降時(shí)的轉(zhuǎn)矩，則說(shuō)明下降時(shí)電動(dòng)機(jī)電流增大的原因，是由于小液壓缸工作時(shí)回油不暢造成的。進(jìn)一步分析，回油不暢與調(diào)壓閥、溢流閥和液壓缸有關(guān)。在沒(méi)有平衡液壓缸具體結(jié)構(gòu)圖的情況下，為了進(jìn)一步核算平衡力和完善資料，我們對(duì)液壓缸進(jìn)行了拆卸測(cè)繪。與此同時(shí)，為排除油路堵塞的可能性，對(duì)調(diào)壓閥和溢流閥進(jìn)行了清洗，對(duì)壓力進(jìn)行了重新調(diào)整。
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1)檢查蓄能器充氮壓力。蓄能器的壓力直接影響快速運(yùn)動(dòng)時(shí)液壓缸的壓力穩(wěn)定。檢修前，應(yīng)先檢查蓄能器的壓力是否符合圖樣要求，經(jīng)檢查現(xiàn)有壓力只有2.8MPa，遠(yuǎn)低于5MPa的規(guī)定。于是重新將蓄能器充到5MPa，開(kāi)車試機(jī)，運(yùn)動(dòng)狀況沒(méi)有改善。
2)拆卸液壓缸，清洗調(diào)整液壓閥。拆卸平衡液壓缸之前，為防止電動(dòng)機(jī)制動(dòng)力不夠而使主軸箱下滑，主軸箱下面墊一防落支撐。平衡液壓缸是一伸縮式液壓缸，共兩級(jí)。第一級(jí)液壓缸直徑為ø105mm~ø90mm，第二級(jí)液壓缸直徑為ø65mm-ø36mm，兩液壓缸的有效工作面積均為23cm2，如按規(guī)定的調(diào)整壓力5.5MPa計(jì)算，平衡力為12400N。裝好清洗后的液壓缸、調(diào)壓閥和溢流閥，啟動(dòng)液壓泵，把壓力調(diào)到5.5MPa。用轉(zhuǎn)矩扳手轉(zhuǎn)動(dòng)絲杠，測(cè)得主軸箱上升時(shí)轉(zhuǎn)矩略大。故將壓力調(diào)到5.7MPa以增加平衡力。這時(shí)液壓缸的回油壓力為5.9MPa，裝上電動(dòng)機(jī)試車后，測(cè)得電動(dòng)機(jī)上升時(shí)的電流為4.5A，下降時(shí)為6~8A，兩者的差值仍較大。由圖8-12可知，快速下降時(shí)溢流閥參與了增加回油速度的工作，所以壓力不宜調(diào)得太高，只要調(diào)到稍高于5.9MPa即可。我們用100％快速運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力調(diào)到6MPa測(cè)量電動(dòng)機(jī)上升時(shí)的電流為4.5A，下降時(shí)為6A。因兩者相差較小，調(diào)至此壓力是合適的。
(2)拆裝Y軸滾珠絲杠 圖8-8c為Y軸滾珠絲杠結(jié)構(gòu)圖。滾珠絲杠與螺母間的間隙、絲杠預(yù)拉力的大小都直接影響著運(yùn)動(dòng)誤差，所以決定：
①調(diào)整滾珠絲杠與螺母達(dá)到一定的預(yù)緊力。
②調(diào)整由于左、右端向心－推力組合軸承的磨損，使絲杠預(yù)拉力為3000N，使絲杠伸長(zhǎng)0.02mm，從而減小產(chǎn)生的軸向間隙。
1)拆卸步驟：①測(cè)出滾珠絲杠空載轉(zhuǎn)矩。先起動(dòng)液壓系統(tǒng)，使平衡液壓缸工作，拆下Y軸伺服電動(dòng)機(jī)。用扭力扳手旋轉(zhuǎn)絲杠，沿主軸箱上、中、下不同位置測(cè)量 (每隔200mm測(cè)一次，共測(cè)6點(diǎn))，記下主軸箱在每個(gè)位置的上升、下降的轉(zhuǎn)矩，以供重裝時(shí)參考。②關(guān)閉液壓系統(tǒng)，為防止主軸箱下滑，支撐Y軸滑座。③拆掉上護(hù)板與主軸箱聯(lián)接螺釘，將護(hù)板推到上端，用繩拴牢。④拆下下護(hù)板。由于這臺(tái)機(jī)床屬加長(zhǎng)導(dǎo)軌，Y軸滑座的行程為1250mm，護(hù)板不能從下端拆下，為松開(kāi)絲杠下端軸承螺母，須將下護(hù)板的下端蓋鋸下來(lái)(為便于維修，可改為拆裝的結(jié)構(gòu))，將下護(hù)板向上推至主軸箱，并用繩子拴牢。⑤用自制專用扳手松開(kāi)上、下絲杠軸承螺母(先松防松螺母)。⑥旋轉(zhuǎn)絲杠頂出上、下向心－推力組合軸承，檢查其磨損情況。⑦拆除絲杠螺母法蘭的固定螺栓，從上方旋出螺母(滾珠螺母為內(nèi)循環(huán)雙螺母，上下共8排176只滾珠)。⑧為便于檢查絲杠與螺母的磨損情況及調(diào)整其間隙，需將上、下軸承座拆除，取出絲杠副。⑨調(diào)整絲杠與螺母的間隙(預(yù)緊力)。為了使絲杠與螺母在最大軸向載荷時(shí)不致產(chǎn)生過(guò)大的間隙，應(yīng)對(duì)絲杠和螺母施加一定的預(yù)緊力。預(yù)緊力的大小，一般應(yīng)等于或稍小于最大載荷的1/3。測(cè)量預(yù)緊力則是靠測(cè)量預(yù)緊后增加的摩擦力矩大小來(lái)?yè)Q算，如：預(yù)緊力為3000N時(shí)，經(jīng)換算，最后的附加摩擦力矩為0.43N•m。亦就是說(shuō)，如果螺母的力矩是0.43N•m，預(yù)緊力即約為3000N。預(yù)緊力可通過(guò)上、下螺母端面間的墊片來(lái)調(diào)整。
2)裝配注意事項(xiàng)：①裝配順序基本上是拆卸順序的顛倒。②旋上固定絲杠螺母法蘭的固定螺栓，逐步將螺栓旋緊，最終旋緊要求的力矩為49N.m；為便于以后調(diào)整立柱導(dǎo)軌與主軸箱的間隙，暫不裝上、下護(hù)板。③絲杠上軸承螺母(M40x1.5mm)的預(yù)緊力矩為1.5N.m。經(jīng)計(jì)算預(yù)緊力約為3000~4000N，按軸預(yù)緊力不小于絲杠最大軸向載荷的1/3計(jì)算，絲杠最大軸向載荷約為10000N。④旋緊絲杠下軸承螺母之前，先將主軸箱搖到絲杠最上端位置，起動(dòng)液壓平衡液壓缸工作，去掉主軸箱的防落支撐；為避免影響下螺母拉伸絲杠的固緊力，要將下軸承上端的螺母松幾牙螺紋。⑤將千分表座吸在靠近下軸承座端面的絲杠上，表頭觸及下軸承座端面，用專用扳手和彈簧秤旋緊下端螺母，同時(shí)觀看千分表讀數(shù)達(dá)到絲杠伸長(zhǎng)0.02mm時(shí)為止。該螺母旋緊、松開(kāi)要反復(fù)幾次，以便使0.02mm值準(zhǔn)確無(wú)誤。經(jīng)計(jì)算，此時(shí)絲杠的預(yù)拉伸力約為3500~3950N，比要求的3000N略大些。這是因?yàn)椋篴)主軸箱與立柱間有摩擦力的作用，b)有碟形彈簧起作用。轉(zhuǎn)動(dòng)螺母使絲杠拉伸的同時(shí)，碟形彈簧也被壓縮。所以，旋下端軸承螺母的角度與碟形彈簧的強(qiáng)力有直接關(guān)系。在無(wú)碟形彈簧處于剛性聯(lián)接的情況下，確保絲杠伸長(zhǎng)0.02mm就夠了，否則很難補(bǔ)償由于軸承磨損而引起的預(yù)拉伸力的降低。最后旋緊下軸承的上端螺母。⑥滾珠絲杠預(yù)緊前的空載轉(zhuǎn)矩應(yīng)在10~15N•m以下，當(dāng)施加3000N預(yù)緊力時(shí)，預(yù)緊后的附加摩擦力矩為0.43N•m。⑦檢查電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)軸器的鍵槽和爪槽，其配合不得松動(dòng)。⑧拆裝時(shí)注意保護(hù)軸承座內(nèi)的擋油圈，不得撕裂。
(3)調(diào)整主軸箱與Y軸立柱導(dǎo)軌鑲條和夾緊滾輪 如主軸箱與立柱之間有間隙，在主軸箱移動(dòng)時(shí)，會(huì)造成移動(dòng)速度的瞬時(shí)變化，過(guò)大就導(dǎo)致報(bào)警。為此在主軸箱上X軸方向置放水平儀，上、下移動(dòng)主軸箱，水平儀在上、下不同位置上的讀數(shù)差為0.054/1000mm，發(fā)現(xiàn)此值過(guò)大；在Z軸方向置放水平儀，上、下移動(dòng)主軸箱，水平儀在不同位置(每隔200mm測(cè)一次，共測(cè)6點(diǎn))的讀數(shù)差為0.07/1000mm，上升、下降各測(cè)一次，取其平均值，發(fā)現(xiàn)此值也較大。由于X、Z軸兩個(gè)方向測(cè)得的主軸箱上、下移動(dòng)的差值均較大，說(shuō)明主軸箱與立柱結(jié)合面存有間隙，導(dǎo)致立柱導(dǎo)軌的直線性變差，因而造成運(yùn)動(dòng)速度瞬間變化出現(xiàn)報(bào)警。
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1)調(diào)整主軸箱在Y軸立柱上沿X軸方向的間隙。在Y軸立柱右導(dǎo)軌的左右兩側(cè)，裝有4套循環(huán)式直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)塊(德國(guó)INA公司產(chǎn)的RUS 26126，Cr3；厚26mm，寬42mm)，右側(cè)上、下兩套滾動(dòng)塊由鑲條用M8×1.25mm×70mm的螺釘拉緊，借此調(diào)整間隙：左側(cè)兩套滾動(dòng)則不能調(diào)整。圖樣要求調(diào)整螺釘用60~80N•m轉(zhuǎn)矩旋緊(該值遠(yuǎn)大于我國(guó)旋緊M8螺紋28N．m的規(guī)定)。經(jīng)計(jì)算，當(dāng)用60N•m旋緊M8螺母時(shí)，M8螺釘所受的拉力為25000N，從而使每套滾動(dòng)塊承受的壓力為7000N。為避免螺釘被拉斷，我們用54N•m扳手旋了2轉(zhuǎn)，便出現(xiàn)了令人滿意的效果。此時(shí)平衡液壓缸工作，旋轉(zhuǎn)絲杠上、下移動(dòng)主軸箱，Y軸全長(zhǎng)上的轉(zhuǎn)矩在8~11N•m之間，比調(diào)緊鑲條前(10~15N•m)小，水平儀讀數(shù)差也由原來(lái)的0.054/1000mm降至0.032~0.04/1000mm，測(cè)得Y軸中心在X軸方向偏移為0.08mm。
2)調(diào)整主軸箱在Y軸立柱導(dǎo)軌Z軸方向的壓緊滾輪。Y軸立柱導(dǎo)軌Z軸方向共有8只壓緊滾輪，左右導(dǎo)軌各4只，其相對(duì)導(dǎo)軌正面的是不可調(diào)整的直線運(yùn)動(dòng)滾動(dòng)塊(RUS26126)，8只滾輪實(shí)際上是8只圓偏心夾緊機(jī)構(gòu)(偏心距為1.3mm)。滾輪為INA公司產(chǎn)NUTR30，為圓弧角，允許滾輪中心線與Y軸立柱導(dǎo)軌面有一不大的偏斜。該壓緊機(jī)構(gòu)在任何位置上夾緊后均能自鎖。滾輪的壓緊轉(zhuǎn)矩規(guī)定為10N•m，經(jīng)計(jì)算每個(gè)滾輪的壓緊力約為2500N左右，8只滾輪的壓緊力共約20000N，與立柱側(cè)面(Z軸方向)的鑲條相比，壓緊力小得多。我們按圖紙規(guī)定用10N•m的轉(zhuǎn)矩壓緊偏心滾輪，測(cè)得絲杠空載轉(zhuǎn)矩在14N•m以下。將主軸箱搖到立柱最上端，將絲杠螺母法蘭上的固定螺釘用49N•m轉(zhuǎn)矩旋緊。最后裝好上、下護(hù)板。
經(jīng)過(guò)上述的檢查、調(diào)整、試車后，故障消除。這說(shuō)明報(bào)警主要是由于機(jī)械部分間隙造成的。由于間隙使坐標(biāo)軸在運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度不再是恒速，而是在恒速上附加了一個(gè)間隙值，并通過(guò)實(shí)際位置檢測(cè)系統(tǒng)放大了這個(gè)值，該值又使速度調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)的輸入電壓發(fā)生變化，當(dāng)這種循環(huán)超過(guò)一定誤差范圍時(shí)，就會(huì)導(dǎo)致上述各種報(bào)警。
例359．位置偏差過(guò)大的故障維修
故障現(xiàn)象：某臥式加工中心出現(xiàn)ALM421報(bào)警，即Y軸移動(dòng)中的位置偏差量大于設(shè)定值而報(bào)警。
分析及處理過(guò)程：該加工中心使用FANUC 0M數(shù)控系統(tǒng)，采用閉環(huán)控制。伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠通過(guò)聯(lián)軸器直接聯(lián)接。根據(jù)該機(jī)床控制原理及機(jī)床傳動(dòng)聯(lián)接方式，初步判斷出現(xiàn)ALM421報(bào)警的原因是Y軸聯(lián)軸器不良。
對(duì)Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器中的脹緊套與絲杠聯(lián)接松動(dòng)，緊定Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)中所有的緊定螺釘后，故障消除。
例360．加工尺寸不穩(wěn)定的故障維修
故障現(xiàn)象：某加工中心運(yùn)行九個(gè)月后，發(fā)生Z軸方向加工尺寸不穩(wěn)定，尺寸超差且無(wú)規(guī)律，CRT及伺服放大器無(wú)任何報(bào)警顯示。
分析及處理過(guò)程：該加工中心采用三菱M3系統(tǒng)，交流伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠通過(guò)聯(lián)軸器直接聯(lián)接。根據(jù)故障現(xiàn)象分析故障原因可能是聯(lián)軸器聯(lián)接螺釘松動(dòng)，導(dǎo)致聯(lián)軸器與滾珠絲杠或伺服電動(dòng)機(jī)間產(chǎn)生滑動(dòng)。
對(duì)Z軸聯(lián)軸器聯(lián)接進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)聯(lián)軸器的6只緊定螺釘都出現(xiàn)松動(dòng)。緊固螺釘后，故障排除。
例361．尺寸存在不規(guī)則的偏差的故障維修
故障現(xiàn)象 由龍門數(shù)控銑削中心加工的零件，在檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)工件Y軸方向的實(shí)際尺寸與件程序編制的理論數(shù)據(jù)存在不規(guī)則的偏差。
分析及處理過(guò)程：
(1)故障分析 從數(shù)控機(jī)床控制角度來(lái)判斷，Y軸尺寸偏差是由Y軸位置環(huán)偏差造成的。該機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)為SINUMERIK 810M，伺服系統(tǒng)為SIMODRIVE 61lA驅(qū)動(dòng)裝置，Y軸進(jìn)給電動(dòng)機(jī)為1FT5交流伺服電動(dòng)機(jī)帶內(nèi)裝式的ROD320。
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1)檢查Y軸有關(guān)位置參數(shù)，發(fā)現(xiàn)反向間隙、夾緊允差等均在要求范圍內(nèi)，故可排除由于參數(shù)設(shè)置不當(dāng)引起故障的因素。
2)檢查Y軸進(jìn)給傳動(dòng)鏈。圖8-8c所示為該機(jī)床Y軸進(jìn)給傳動(dòng)圖，從圖8-8c所示可以看出，傳動(dòng)鏈中任何連接部分存在間隙或松動(dòng)，均可引起位置偏差，從而造成加工零件尺寸超差。
(2)故障診斷
1)如圖8－13a所示，將一個(gè)千分表座吸在橫梁上，表頭找正主軸Y運(yùn)動(dòng)的負(fù)方向，并使表頭壓縮到50μm左右，然后把表頭復(fù)位到零。
2)將機(jī)床操作面板上的工作方式開(kāi)關(guān)置于增量方式(1NC)的“×10”檔，軸選擇開(kāi)關(guān)置于Y軸檔，按負(fù)方向進(jìn)給鍵，觀察千分表讀數(shù)的變化。理論上應(yīng)該每按一下，千分表讀數(shù)增加10μm。經(jīng)測(cè)量，Y軸正、負(fù)方向的增量運(yùn)動(dòng)都存在不規(guī)則的偏差。
3)找一粒滾珠置于滾珠絲杠的端部中心，用千分表的表頭頂住滾珠，如圖8-13b所示。將機(jī)床操作面板上的工作方式開(kāi)關(guān)置于手動(dòng)方式(JOG)，按正、負(fù)方向的進(jìn)給鍵，主軸箱沿Y軸正、負(fù)方向連續(xù)運(yùn)動(dòng)，觀察千分表讀數(shù)無(wú)明顯變化，故排除滾珠絲杠軸向竄動(dòng)的司能。
4)檢查與Y軸伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接的同步齒形帶輪，發(fā)現(xiàn)與伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸聯(lián)接的帶輪錐套有松動(dòng)，使得進(jìn)給傳動(dòng)與伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)不同步。由于在運(yùn)行中松動(dòng)是不規(guī)則的，從而造成位置偏差的不規(guī)則，最終使零件加工尺寸出現(xiàn)不規(guī)則的偏差。
例362~例363．位移過(guò)程中產(chǎn)生機(jī)械抖動(dòng)的故障維修
例362．故障現(xiàn)象：某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)Y軸方向位移過(guò)程中產(chǎn)生明顯的機(jī)械抖動(dòng)故障，故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不報(bào)警。
分析及處理過(guò)程：因故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不報(bào)警，同時(shí)觀察CRT顯示出來(lái)的Y軸位移脈沖數(shù)字量的速率均勻(通過(guò)觀察X軸與Z軸位移脈沖數(shù)字量的變化速率比較后得出)，故可排除系統(tǒng)軟件參數(shù)與硬件控制電路的故障影響。由于故障發(fā)生在Y軸方向，故可以采用交換法判斷故障部位。通過(guò)交換伺服控制單元，故障沒(méi)有轉(zhuǎn)移，故故障部位應(yīng)在Y軸伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠傳動(dòng)鏈一側(cè)。為區(qū)別電動(dòng)機(jī)故障，可折卸電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間的彈性聯(lián)軸器，單獨(dú)通電檢查電動(dòng)機(jī)。檢查結(jié)果表明，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象，顯然故障部位在機(jī)械傳動(dòng)部分。脫開(kāi)彈性聯(lián)軸器，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行手感檢查。通過(guò)手感檢查，感覺(jué)到這種抖動(dòng)故障的存在，且絲杠的全行程范圍均有這種異?，F(xiàn)象。折下滾珠絲杠檢查，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠軸承損壞。換上新的同型號(hào)規(guī)格的軸承后，故障排除。
例363．故障現(xiàn)象：某加工中心運(yùn)行時(shí)，工作臺(tái)X軸方向位移過(guò)程中產(chǎn)生明顯的機(jī)械抖動(dòng)故障，故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不報(bào)警。
分析及處理過(guò)程：因故障發(fā)生時(shí)系統(tǒng)不報(bào)警，但故障明顯，故采用上例方法，通過(guò)交換法檢查，確定故障部位應(yīng)在X軸伺服電動(dòng)機(jī)與絲杠傳動(dòng)鏈一側(cè)；為區(qū)別電動(dòng)機(jī)故障，可折卸電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠之間的彈性聯(lián)軸器，單獨(dú)通電檢查電動(dòng)機(jī)。檢查結(jié)果表明，電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)無(wú)振動(dòng)現(xiàn)象，顯然故障部位在機(jī)械傳動(dòng)部分。脫開(kāi)彈性聯(lián)軸器，用扳手轉(zhuǎn)動(dòng)滾珠絲杠進(jìn)行手感檢查。通過(guò)手感檢查，感覺(jué)到這種抖動(dòng)故障的存在，且絲杠的全行程范圍均有這種異常現(xiàn)象。折下滾珠絲杠檢查，發(fā)現(xiàn)滾珠絲杠螺母在絲杠副上轉(zhuǎn)動(dòng)不暢，時(shí)有卡死現(xiàn)象，故而引起機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中的抖動(dòng)現(xiàn)象。折下滾珠絲杠螺母，發(fā)現(xiàn)螺母內(nèi)的反相器處有臟物和小鐵屑，因此鋼球流動(dòng)不暢，時(shí)有卡死現(xiàn)象。經(jīng)過(guò)認(rèn)真清洗和修理，重新裝好，故障排除。
例364．絲杠竄動(dòng)引起的故障維修
故障現(xiàn)象：TH6380臥式加工中心，啟動(dòng)液壓后，手動(dòng)運(yùn)行Y軸時(shí)，液壓自動(dòng)中斷，CRT顯示報(bào)警，驅(qū)動(dòng)失效，其他各軸正常。
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分析及處理過(guò)程：該故障涉及電氣、機(jī)械、液壓等部分。任一環(huán)節(jié)有問(wèn)題均可導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)失效，故障檢查的順序大致如下：
伺服驅(qū)動(dòng)裝置→電動(dòng)機(jī)及測(cè)量器件→電動(dòng)機(jī)與絲杠聯(lián)接部分→液壓平衡裝置→開(kāi)口螺母和滾珠絲杠→軸承→其他機(jī)械部分。
①檢查驅(qū)動(dòng)裝置外部接線及內(nèi)部元器件的狀態(tài)良好，電動(dòng)機(jī)與測(cè)量系統(tǒng)正常；②拆下Y軸液壓抱閘后情況同前，將電動(dòng)機(jī)與絲杠的同步傳動(dòng)帶脫離，手搖Y軸絲杠，發(fā)現(xiàn)絲杠上下竄動(dòng)；③拆開(kāi)滾珠絲杠上軸承座正常；④拆開(kāi)滾珠絲杠下軸承座后發(fā)現(xiàn)軸向推力軸承的緊固螺母松動(dòng)，導(dǎo)致滾珠絲杠上下竄動(dòng)。
由于滾珠絲杠上下竄動(dòng)，造成伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)絲杠空轉(zhuǎn)約一圈。在數(shù)控系統(tǒng)中，當(dāng)NC指令發(fā)出后，測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)有反饋信號(hào)，若間隙的距離超過(guò)了數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的范圍，即電動(dòng)機(jī)空走若干個(gè)脈沖后光柵尺無(wú)任何反饋信號(hào)，則數(shù)控系統(tǒng)必報(bào)警，導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)失效，機(jī)床不能運(yùn)行。擰好緊固螺母，滾珠絲杠不再竄動(dòng)，則故障排除。
例365．電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱的故障維修
故障現(xiàn)象：機(jī)床工作臺(tái)工作時(shí)發(fā)現(xiàn)X軸電動(dòng)機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱，無(wú)法正常使用。經(jīng)測(cè)電動(dòng)機(jī)電樞電流工作時(shí)約為額定電流的60％，但不工作時(shí)其電流也有40％左右。
分析及處理過(guò)程：
1．故障分析及診斷
該機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)是北京機(jī)床研究所引進(jìn)日本FANUC公司技術(shù)制造的FANUC BESK7CM系統(tǒng)。
電氣常識(shí)告訴我們：直流電動(dòng)機(jī)電流過(guò)大，很可能是機(jī)械方面的阻力較大，造成電動(dòng)機(jī)負(fù)載轉(zhuǎn)矩過(guò)大而引起的。問(wèn)題是：為什么工作臺(tái)不運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)里也會(huì)流過(guò)那么大的電流呢?這是一個(gè)機(jī)械維修人員提出的問(wèn)題，根據(jù)這一現(xiàn)象他斷定故障源在電氣部分。
為了解決這個(gè)謎，我們?cè)谶壿嬌咸岢隽艘幌盗袉?wèn)題。首先是，在電動(dòng)機(jī)中有較大電流時(shí)，機(jī)床工作臺(tái)真的沒(méi)有絲毫的運(yùn)動(dòng)嗎?經(jīng)用百分表檢驗(yàn)，證明確實(shí)沒(méi)有任何位移。其次是，在電動(dòng)機(jī)中有較大電流時(shí)，電動(dòng)機(jī)真的也沒(méi)有絲毫的轉(zhuǎn)動(dòng)嗎?經(jīng)拆卸電動(dòng)機(jī)罩蓋后立即可以看到工作臺(tái)不運(yùn)動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)軸上的旋轉(zhuǎn)變壓器傳動(dòng)齒輪在來(lái)回轉(zhuǎn)動(dòng)(更確切地說(shuō)是在來(lái)回晃動(dòng)一個(gè)可以用肉眼明顯觀察到的角度)，而其他電動(dòng)機(jī)卻不能觀察到這一明顯的晃動(dòng)。接下來(lái)我們就要查明：究竟是NC系統(tǒng)有指令要X軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)呢，還是電動(dòng)機(jī)自己在晃動(dòng)?
FANUC 7M系統(tǒng)數(shù)控裝置可以在CRT顯示裝置上顯示系統(tǒng)的各個(gè)參數(shù)，當(dāng)查驗(yàn)表征伺服電動(dòng)機(jī)狀態(tài)的23號(hào)參數(shù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)各軸23號(hào)參數(shù)值其個(gè)位數(shù)字都在迅速閃動(dòng)變化，即使機(jī)床不運(yùn)動(dòng)時(shí)也如此。由于23號(hào)參數(shù)是速度指令值，所以就容易得出兩點(diǎn)結(jié)論：第一，在我們錯(cuò)認(rèn)為“機(jī)床不運(yùn)動(dòng)，電動(dòng)機(jī)也不運(yùn)動(dòng)”時(shí)，電動(dòng)機(jī)其實(shí)始終沒(méi)停止過(guò)運(yùn)動(dòng)；第二，電動(dòng)機(jī)是在作微量的來(lái)回晃動(dòng)。
直流電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)，電動(dòng)機(jī)沒(méi)有絕對(duì)平衡的狀態(tài)(除非切斷電源)，電動(dòng)機(jī)總是要朝著消除偏差的方向運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過(guò)頭了，它又得返回，直至位置誤差等于零或近似為零為止(7M系統(tǒng)用軟件規(guī)定運(yùn)動(dòng)定位位置與指令位置之差值必須小于0.01mm)。直流伺服電動(dòng)機(jī)在不斷的運(yùn)動(dòng)中達(dá)到跟蹤誤差為零的相對(duì)平衡狀態(tài)，這種特性在參數(shù)檢查時(shí)就表現(xiàn)為：機(jī)床無(wú)位移指令時(shí)，速度命令值仍不會(huì)為零，末位有閃動(dòng)，但始終在某一個(gè)很小的范圍內(nèi)變化。
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問(wèn)題就清楚了：縱向工作臺(tái)即使不處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)，電動(dòng)機(jī)仍在作微量的轉(zhuǎn)動(dòng)，但電流如此大，很可能是負(fù)載轉(zhuǎn)矩太大的緣故，這應(yīng)該仍服從一般直流電動(dòng)機(jī)的規(guī)律。問(wèn)題是，縱向工作臺(tái)既然未做切削加工，又無(wú)位移量，X軸電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩從何而來(lái)?仔細(xì)查閱了機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并分析了NC系統(tǒng)中設(shè)定的各個(gè)跟X軸運(yùn)動(dòng)有關(guān)的參數(shù)。6號(hào)參數(shù)引起了我們的注意。在7M系統(tǒng)中，這是個(gè)反向間隙補(bǔ)償量。設(shè)定值X軸為0.28mm，Y軸為0.22mm，Z軸為0.03mm，回轉(zhuǎn)臺(tái)為0.008mm。從機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)分析，X軸是直線軸中最簡(jiǎn)單的，電動(dòng)機(jī)通過(guò)柔性聯(lián)軸器跟滾珠絲杠直接聯(lián)接，然后通過(guò)滾珠絲杠螺母副使縱向工作臺(tái)移動(dòng)，它不像別的直線軸那樣要經(jīng)過(guò)齒輪副等傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。然而，X軸的反向間隙補(bǔ)償量卻比傳動(dòng)機(jī)構(gòu)比它復(fù)雜得多的Z軸大9倍，比負(fù)載轉(zhuǎn)矩大得多的Y軸還大。
顯而易見(jiàn)，這個(gè)反向間隙設(shè)定值是在極不正常的條件下測(cè)定后設(shè)置的。順便提一筆，7M系統(tǒng)中的6號(hào)參數(shù)，即反向間隙補(bǔ)償量，應(yīng)理解為齒輪間隙傳動(dòng)鏈中其他間隙、絲杠與螺母間隙、工作臺(tái)負(fù)荷、工作臺(tái)所處的位置等各種因素的綜合結(jié)果。而有些從事數(shù)控機(jī)床工作的人員把工作臺(tái)負(fù)荷、工作臺(tái)所處的位置這兩個(gè)重要因素跟反向間隙的設(shè)定則根本沒(méi)聯(lián)系起來(lái)。設(shè)想當(dāng)在工作臺(tái)上壓上一個(gè)極重的工件時(shí)，要讓工作臺(tái)移動(dòng)0.01mm，電動(dòng)機(jī)將轉(zhuǎn)過(guò)比相對(duì)于0.01mm更大的角度；滾珠絲杠也相應(yīng)地要作更大的扭轉(zhuǎn)去推動(dòng)螺母帶動(dòng)工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)。在這種重負(fù)載條件下測(cè)定反向間隙，所測(cè)得的數(shù)值必定會(huì)比輕負(fù)載時(shí)大，這是因?yàn)闈L珠絲杠在重負(fù)載下產(chǎn)生了彈性扭轉(zhuǎn)變形。這種現(xiàn)象叫失動(dòng)，而少走的距離就叫做失動(dòng)量。電動(dòng)機(jī)選型正確，機(jī)械調(diào)整良好的機(jī)床，失動(dòng)量會(huì)小到可以忽略的程度；機(jī)械調(diào)整不良的機(jī)床，即使剛性良好的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)也會(huì)發(fā)生一定的形變而造成失動(dòng)。
根據(jù)這一原理，從機(jī)械傳動(dòng)圖上立即分析出，X軸電動(dòng)機(jī)的較大負(fù)載轉(zhuǎn)矩只能來(lái)自縱向工作臺(tái)導(dǎo)軌上的壓板或者是導(dǎo)軌側(cè)面的鑲條(假設(shè)軸承是好的)。
為了避免判斷錯(cuò)誤使機(jī)械上做太大的調(diào)整，同時(shí)也為了證實(shí)上面的設(shè)想，做了兩個(gè)試驗(yàn)；一是在上班后，機(jī)床只通電源，但不做回零操作，因此，由于沒(méi)有建立起絕對(duì)坐標(biāo)，6號(hào)參數(shù)就不起作用。在這種情況下，通電2～3h，機(jī)床不作任何運(yùn)動(dòng)，觀察X軸電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱。第二個(gè)試驗(yàn)是上班后，機(jī)床通電，做回零操作，讓6號(hào)參數(shù)起作用，但只留下Y、Z和第四軸的反向間隙補(bǔ)償值，而人為地把X軸的值設(shè)定為零，仍讓機(jī)床通電2～3h，機(jī)床不作運(yùn)動(dòng)，觀察X軸電動(dòng)機(jī)是否發(fā)熱。
試驗(yàn)的結(jié)果是一樣的：X軸電動(dòng)機(jī)與其他電動(dòng)機(jī)一樣，溫度始終正常。
經(jīng)過(guò)這兩個(gè)試驗(yàn)，證明調(diào)整機(jī)械的工作是相當(dāng)重要了。在調(diào)整了縱向工作臺(tái)的壓板螺釘和鑲條的緊松之后，X軸電動(dòng)機(jī)的電流立即降低了，解決的辦法竟如此簡(jiǎn)單!
現(xiàn)在我們可以將X軸電動(dòng)機(jī)發(fā)熱的原因給予更深入一步的解釋了。數(shù)控機(jī)床制造廠家在出廠之前進(jìn)行調(diào)試時(shí)，機(jī)械調(diào)試人員為了確保機(jī)械運(yùn)動(dòng)精度不超差，特別是縱向工作臺(tái)在運(yùn)動(dòng)到行程極限位置時(shí)仍能保持工作臺(tái)面和主軸中心線的垂直度，所以他們傾向于將工作臺(tái)壓板螺釘旋得緊一點(diǎn)，將鑲條也旋得緊一點(diǎn)。這樣，縱向工作臺(tái)在極限位置時(shí)不至于下垂太多而超差。但是，這么一來(lái)就給下一步的反向間隙測(cè)量和設(shè)定留下了反常的測(cè)量條件，即由于壓板和鑲條的正壓力乘上摩擦因數(shù)所得的摩擦力太大，人為地制造了一個(gè)多余的阻力矩，所以測(cè)得的反向間隙比正常情況下的數(shù)值要大。由于這種電動(dòng)機(jī)發(fā)熱現(xiàn)象并不報(bào)警，所以極易被忽視而讓機(jī)床出廠，到了用戶手里就成了百思不得其解的難題。機(jī)床一旦通電，做過(guò)回零操作后，絕對(duì)坐標(biāo)就建立了，6號(hào)參數(shù)也就開(kāi)始有效。這意味著電動(dòng)機(jī)只要開(kāi)始反轉(zhuǎn)，它就必定要多轉(zhuǎn)一個(gè)相當(dāng)于6號(hào)參數(shù)值的角度作為反向間隙補(bǔ)償。在X軸的傳動(dòng)環(huán)節(jié)中，由于壓板和鑲條太緊，又由于X軸滾珠絲杠特別長(zhǎng)，彈性扭轉(zhuǎn)變形更易產(chǎn)生，所以錯(cuò)誤條件下設(shè)定的6號(hào)參數(shù)間隙值要比X軸的絲杠螺母之間的實(shí)際間隙大得多。一般滾珠絲杠副的間隙在經(jīng)過(guò)預(yù)加載荷處理后最多只有0.0l~0.02mm，而X軸的6號(hào)參數(shù)竟有0.28mm，這就意味著：伺服電動(dòng)機(jī)雖未得到運(yùn)動(dòng)指令，僅在原位左右作來(lái)回晃動(dòng)，但每一次產(chǎn)生反轉(zhuǎn)動(dòng)作都必定會(huì)使?jié)L珠絲杠螺紋面跟螺母副的螺紋面強(qiáng)烈地貼合摩擦，由于壓板、鑲條太緊，電動(dòng)機(jī)的電流必定很大。這種情況只需維持2-3h，即使工作臺(tái)不運(yùn)動(dòng)，大電流產(chǎn)生的熱量足以使電動(dòng)機(jī)發(fā)燙。
2．故障處理方法
維修時(shí)，主要進(jìn)行了以下兩項(xiàng)工作：
1)正確設(shè)置6號(hào)參數(shù)。FANUC 7CM系統(tǒng)中的6號(hào)參數(shù)(反向間隙補(bǔ)償值)，既然是傳動(dòng)鏈間隙、工作臺(tái)負(fù)荷、工作臺(tái)位置等諸因素的綜合結(jié)果，所以在設(shè)定該參數(shù)時(shí)，不應(yīng)該機(jī)械地測(cè)量正反運(yùn)動(dòng)之間的間隙，然后將間隙補(bǔ)償?shù)健傲銓?duì)零”，即將間隙補(bǔ)償?shù)綐O限值。我們的做法是，除非有加工圓弧變換象限時(shí)要保證型面光滑的要求或者是其他精度上的高要求，一般情況下，我們都設(shè)置到欠補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)。各軸的6號(hào)參數(shù)值全部按該原則重新調(diào)整。
2)正確調(diào)整各軸壓板、鑲條等部件的緊松。各個(gè)軸，除了回轉(zhuǎn)軸外，均有由于壓板和鑲條等機(jī)械零件產(chǎn)生的摩擦力而加到電動(dòng)機(jī)上的負(fù)載轉(zhuǎn)矩。壓板、鑲條緊松調(diào)整的依據(jù)是什么?我們認(rèn)為既不能太緊，太緊了造成電動(dòng)機(jī)負(fù)荷太大；也不能太松，太松了機(jī)床運(yùn)動(dòng)精度不能保證，產(chǎn)品質(zhì)量也受影響。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期摸索，我們采用了在鉗工調(diào)整壓板、鑲條的緊松同時(shí)、由電氣人員在伺服板的檢測(cè)端子上測(cè)量電動(dòng)機(jī)電流的方法進(jìn)行機(jī)電參數(shù)匹配的調(diào)整。每個(gè)軸在以101號(hào)參數(shù)(手動(dòng)快速進(jìn)給率參數(shù))為標(biāo)準(zhǔn)速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，相應(yīng)的伺服電動(dòng)機(jī)中流過(guò)的電流都應(yīng)根據(jù)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小定出一個(gè)數(shù)據(jù)，然后依據(jù)這一數(shù)據(jù)調(diào)整壓板和鑲條的緊松。這種調(diào)整應(yīng)該成為數(shù)控銑床二級(jí)保養(yǎng)中的重要項(xiàng)目之一。經(jīng)過(guò)以上處理后，機(jī)床故障排除
本文標(biāo)簽： 8.2.6 進(jìn)給伺服系統(tǒng)的常見(jiàn)故障及診斷方法
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