数控机床的伺服驱动系统.
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数控机床进给伺服系统类故障诊断与处理数控机床进给伺服系统是数控机床中非常关键的一个组成部分,它直接影响机床加工的精度和效率。
然而,在使用过程中,由于各种原因,进给伺服系统可能会出现故障。
本文将介绍数控机床进给伺服系统的常见故障及其诊断与处理方法。
一、数控机床进给伺服系统常见故障1. 运动不平稳:机床在加工工件时,出现运动不平稳的情况,可能是由于进给伺服系统的故障引起的。
这种情况表现为运动过程中有明显的抖动或者不稳定的现象。
2. 运动失效:机床无法正常运动,不响应操作指令。
这种情况可能是由于进给伺服系统的电源故障、控制器故障或者连接线路故障引起的。
3. 位置误差过大:机床在加工过程中,位置误差超过了允许范围,导致加工工件的尺寸不准确。
这种情况可能是由于进给伺服系统的位置反馈元件(如编码器)故障引起的。
4. 加工速度过慢:机床在加工时,进给速度远低于预设值,导致加工效率低下。
这种情况可能是由于进给伺服系统的电机故障或者速度控制回路故障引起的。
二、故障诊断与处理方法1. 运动不平稳的诊断与处理:首先,检查机床的润滑系统,确保润滑油是否充足,并且清洁。
其次,检查机床的传动系统,确保螺杆和导轨的润滑良好。
如果问题还未解决,可以通过检查进给伺服系统的控制器参数是否正确、电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。
2. 运动失效的诊断与处理:首先,检查进给伺服系统的电源供应情况,确保电源正常。
其次,检查进给伺服系统的连接线路,包括电源线、编码器连接线等,确保线路没有松动或者断裂。
如果问题还未解决,可以通过检查进给伺服系统的控制器和电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。
3. 位置误差过大的诊断与处理:首先,检查进给伺服系统的位置反馈元件,如编码器是否损坏或者松动。
如果问题还未解决,可以通过检查进给伺服系统的控制器参数是否正确、电机驱动器是否正常工作等方式进一步诊断。
4. 加工速度过慢的诊断与处理:首先,检查进给伺服系统的电机是否正常工作,包括电机是否有异常声音或者发热等。
数控机床对伺服系统的要求(1) 精度高伺服系统的精度:输出量能复现输入量的精确程度。
伺服系统的位移精度:指令脉冲要求机床工作台进给的位移量和该指令脉冲经伺服系统转化为工作台实际位移量之间的符合程度。
两者误差愈小,位移精度愈高。
(2) 快速响应特性好快速响应是伺服系统动态品质的重要指标,它反映了系统跟踪精度。
机床进给伺服系统实际上就是一种高精度的位置随动系统,加工时为保证所要求的轮廓外形精度和的表面粗糙度,要求伺服系统跟踪指令信号的响应要快,跟随误差小。
(3) 调速范围要大调速范围:生产机械要求电机能供应的最高转速和最低转速之比。
在数控机床中,由于所用刀具、加工材料及零件加工要求的不同,为保证在各种状况下都能得到最佳切削条件,就要求伺服系统具有足够宽的调速范围。
既能满意高速加工要求,又能满意低速进给要求。
在低速切削时,还要求伺服系统能输出较大的转矩。
(4) 系统牢靠性要好系统的牢靠性常用发生故障时间间隔的长短的平均值作为依据,即平均无故障时间,这个时间越长牢靠性越好。
对主轴伺服系统,除上述要求外,还应满意如下要求:(1)主轴与进给驱动的同步掌握为使数控机床具有螺纹和螺旋槽加工的力量,要求主轴驱动与进给驱动实现同步掌握。
(2)准停掌握在加工中心上,为了实现自动换刀,要求主轴能进行高精确位置的停止。
(3)角度分度掌握角度分度掌握有两种类型:一是固定的等分角度掌握;二是连续的任意角度掌握。
任意角度掌握是带有角位移反馈的位置伺服系统,这种主轴坐标具有进给坐标的功能,称为“C”轴掌握。
“C”轴掌握可以用一般主轴掌握与“C”掌握切换的方法实现,也可以用大功率的进给伺服系统代替主轴系统。
数控系统伺服驱动器接线及参数设定数控系统是一种实现数控机床运动控制的系统,它通过数控程序控制伺服驱动器驱动电机实现机床各轴的精确定位和运动控制。
正确的接线和参数设定对于数控系统的稳定运行和良好性能至关重要。
一、数控系统伺服驱动器接线1.电源线接线:将电源线的两根火线分别接入伺服驱动器的AC1和AC2端口,将零线接入伺服驱动器的COM端口。
2.电动机线接线:将电动机的三根相线分别接入伺服驱动器的U、V、W端口,注意保持相序正确。
3.编码器线接线:将编码器的信号线分别接入伺服驱动器的A相、B相和Z相端口,注意保持对应关系。
4.I/O信号线接线:将数控系统的输入信号线分别接入伺服驱动器的I/O端口,将数控系统的输出信号线分别接入伺服驱动器的O/I端口。
二、数控系统伺服驱动器参数设定伺服驱动器的参数设定包括基本参数设定和运动参数设定。
1.基本参数设定:包括电源参数设定、电机参数设定和编码器参数设定。
-电源参数设定:设置电源电压和频率等基本参数,确保电源供电稳定。
-电机参数设定:设置电机类型、额定电流、极数等参数,确保驱动器与电机匹配。
-编码器参数设定:设置编码器型号、分辨率等参数,确保编码器信号精确反馈。
2.运动参数设定:包括速度参数设定、加速度参数设定和位置参数设定。
-速度参数设定:设置速度环的比例增益、积分增益和速度限制等参数,确保速度控制精度。
-加速度参数设定:设置加速度环的比例增益、积分增益和加速度限制等参数,确保加速度控制平稳。
-位置参数设定:设置位置环的比例增益、积分增益和位置限制等参数,确保位置控制准确。
3.其他参数设定:包括滤波参数设定、限位参数设定和插补参数设定等。
-滤波参数设定:设置滤波器的截止频率和衰减系数等参数,确保驱动器与电机的振动减小。
-限位参数设定:设置限位开关的触发逻辑和触发动作等参数,确保机床在限位时及时停止。
-插补参数设定:设置插补周期、插补梯度和插补速度等参数,确保插补运动的平滑与快速。
数控机床伺服系统的分类数控机床伺服系统按用途和功能分为进给驱动系统和主轴驱动系统;按控制原理和有无检测反馈环节分为开环伺服系统、闭环伺服系统和半闭环伺服系统;按使用的执行元件分为电液伺服系统和电气伺服系统。
1.按用途和功能分:(1)进给驱动系统:是用于数控机床工作台坐标或刀架坐标的控制系统,控制机床各坐标轴的切削进给运动,并提供切削过程所需的力矩。
主要关心其力矩大小、调速范围大小、调节精度高低、动态响应的快速性。
进给驱动系统一般包括速度控制环和位置控制环。
(2)主轴驱动系统:用于控制机床主轴的旋转运动,为机床主轴提供驱动功率和所需的切削力。
主要关心其是否有足够的功率、宽的恒功率调节范围及速度调节范围;它只是一个速度控制系统。
2.按使用的执行元件分:(1)电液伺服系统其伺服驱动装置是电液脉冲马达和电液伺服马达。
其优点是在低速下可以得到很高的输出力矩,刚性好,时间常数小、反应快和速度平稳;其缺点是液压系统需要供油系统,体积大、噪声、漏油等。
(2)电气伺服系统其伺服驱动装置伺服电机(如步进电机、直流电机和交流电机等)。
其优点是操作维护方便,可靠性高。
其中,1)直流伺服系统其进给运动系统采用大惯量宽调速永磁直流伺服电机和中小惯量直流伺服电机;主运动系统采用他激直流伺服电机。
其优点是调速性能好;其缺点是有电刷,速度不高。
2)交流伺服系统其进给运动系统采用交流感应异步伺服电机(一般用于主轴伺服系统)和永磁同步伺服电机(一般用于进给伺服系统)。
优点是结构简单、不需维护、适合于在恶劣环境下工作;动态响应好、转速高和容量大。
3.按控制原理分(1)开环伺服系统系统中没有位置测量装置,信号流是单向的(数控装置→进给系统),故系统稳定性好。
开环伺服系统的特点:1. 一般以功率步进电机作为伺服驱动元件。
2. 无位置反馈,精度相对闭环系统来讲不高,机床运动精度主要取决于伺服驱动电机和机械传动机构的性能和精度。
步进电机步距误差,齿轮副、丝杠螺母副的传动误差都会反映在零件上,影响零件的精度。