常见数控系统故障分析

2023-06-22 理论教育版权反馈

【摘要】：根据数控系统的结构、工作原理和特点，分析常见的故障部位及故障现象。

根据数控系统的结构、工作原理和特点，分析常见的故障部位及故障现象。

9.2.1　位置环

位置环是数控系统发出控制指令，并与位置检测系统的反馈值相比较，进一步完成控制任务的关键环节，它具有很高的工作频度，并与外设相连接，因此，容易发生故障。

①位控环报警。可能是测量回路开路，测量系统损坏，位控单元内部损坏。

②不发指令就运动。可能是漂移过高，正反馈、位控单元故障，测量元件损坏。

③测量元件故障。一般表现为无反馈值，机床回不到基准点，高速时漏脉冲产生报警可能的原因是光栅脏、读头脏和光栅损坏。

9.2.2　伺服驱动系统

伺服驱动系统与电源电网、机械系统等相关联，而且在工作中一直处于频繁的启动和运行状态，因而这也是故障较多的部分。

（1）系统损坏

一般由于网络电压波动太大或电压冲击所造成的。我国大部分地区电网质量不好，会给机床带来电压超限，尤其是瞬间超限，如无专门的电压监控仪，则很难测到，在查找故障原因时，要加以注意，还有一些是由于特殊原因造成的损坏。如华北某厂的工厂变电站，由于雷击电压窜入电网而造成多台机床伺服系统损坏。

（2）无控制指令而电机高速运转

这种故障的原因是速度环开环或正反馈。如某厂引进的德国WOTAN公司转子铣床在调试中，机床X轴在无指令的情况下高速运转，经分析认为是正反馈造成的，因为系统零点漂移，在正反馈情况下，就会迅速累加，使电机在高速下运转，而按标签检查线路后完全正确，机床厂技术人员认为不可能接错，在充分分析与检测后将反馈线反接，结果机床运转正常。又如，一台自进厂后一直无法正常工作的精密磨床，其故障是：机床一启动电机就运转，而且越来越快，直至最高转速。分析认为是由于速度环开路，系统漂移无法抑制造成的，经检查其原因是速度反馈线接到了地线上造成的。

（3）加工时工件表面达不到要求

走圆弧插补，轴换向时出现凸台，电机低速爬行或振动这类故障一般是由于伺服系统调整不当，各轴增益系统不相等或与电机匹配不合适引起的，解决的办法是进行最佳化调节。

（4）保险烧断或电机过热，以致烧坏

这类故障一般是由于机械负载过大或卡死造成的。

9.2.3　电源部分

电源是维持系统正常工作的能源支持部分，它失效或故障的直接结果是造成系统的停机或毁坏整个系统。在欧美国家，这类问题比较少，在设计上这方面的因素考虑得不多，但在我国由于电源波动较大、质量差，还隐藏有高频脉冲这一类的干扰，加上人为的因素（如突然拉闸断电等），这些原因可造成电源故障监控或损坏。另外，数控系统部分运行数据、设定数据以及加工程序等一般存储在RAM存储器内，系统断电后，靠电源的后备蓄电池或锂电池来保持。因而，停机时间比较长，拔插电源或存储器都可能造成数据丢失，使系统不能运行。

9.2.4　可编程序控制器逻辑接口

数控系统的逻辑控制（如刀库管理、液压启动等）主要由PLC来实现，要完成这些控制就必须采集各控制点的状态信息，如断电器、伺服阀、指示灯等。由于它与外界种类繁多的各种信号源和执行元件相连接，变化频繁，因此，发生故障的可能性就比较多，而且故障类型也千变万化。

由于环境条件（如干扰、温度、湿度）超过允许范围，操作错误，参数设定不当，也可能造成停机或故障。有一工厂的数控设备，开机后不久便失去数控准备信号，系统无法工作，经检查发现机体温度很高，原因是通气过滤网已堵死，引起温度传感器动作，更换滤网后，系统正常工作。不按操作规程拔插线路板或无静电防护措施等，都可能造成停机故障甚至毁坏系统。

一般在数控系统的设计、使用和维修中，必须考虑对经常出现故障的部位给予报警，报警电路工作后，一方面在屏幕或操作面板上给出报警信息，另一方面发出保护性中断指令，使系统停止工作，以便查清故障和进行维修。

常见数控系统故障分析

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