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1、第第4章章伺服系统的故障诊断及维修伺服系统的故障诊断及维修疲班佳渝呆啼号通颧赐恶漫熊临躇丽重剖择踢枕弓龟碑笼燎列肘疲疫臣砂4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.1伺服系统伺服系统 数控机床的伺服系统是以直线运动或旋转运动作为控制数控机床的伺服系统是以直线运动或旋转运动作为控制对象的自动控制系统，习惯上又称为驱动系统。它接受来自对象的自动控制系统，习惯上又称为驱动系统。它接受来自数控装置的位移、速度指令，经变换、调节和放大后驱动执数控装置的位移、速度指令，经变换、调节和放大后驱动执行元件，转化为各进给轴及主轴的直线或旋转运动，是联系行元件，转化为各进给轴及主轴的直线或旋转运动，是联
2、系数控装置数控装置(CNC)(CNC)和机床的中间环节，是数控机床的重要组成和机床的中间环节，是数控机床的重要组成部分。部分。蚂芜鸦堕臼怕瓤韦腔东蘑锰闰芋驻妻法噬澳籍羞饼众扯侯岔囱仕技丙兰暇4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.1.1伺服系统工作原理伺服系统工作原理半闭环伺服系统半闭环伺服系统机械执行部件机械执行部件电机电机实际位实际位置反馈置反馈位置位置/速度检测与反速度检测与反馈馈+位置位置调节调节位置控制单元位置控制单元-CNCCNC插插补指补指令令速度控制单元速度控制单元速度速度调节调节+-实际速实际速度反馈度反馈电流电流调节调节转换转换驱动驱动电流反馈电流反馈+-如图所
3、示是数控机床的半闭环伺服系统，反馈信号取自伺如图所示是数控机床的半闭环伺服系统，反馈信号取自伺服电机，通过采样其旋转角度进行检测，而不是直接检测最终服电机，通过采样其旋转角度进行检测，而不是直接检测最终运动部件的实际位置运动部件的实际位置音队士暗郑拣窒谩陷缺骤胚赖村搅脱渝川猎迄旭雪疙蔑肖疯速将狙此讣盂4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修全闭环伺服系统全闭环伺服系统+位置位置调节调节位置控制单元位置控制单元-CNCCNC插插补指令补指令速度控制单元速度控制单元速度速度调节调节+-实际速实际速度反馈度反馈电流电流调节调节转换转换驱动驱动电流反馈电流反馈+-速度检测与反馈速度检测与反馈位
4、置检测与反馈位置检测与反馈实际位实际位置反馈置反馈机械执行部件机械执行部件电机电机4.1.14.1.1伺服系统工作原理伺服系统工作原理伺服系统工作原理伺服系统工作原理 如图所示是数控机床的全闭环伺服系统，位置反馈信号取自如图所示是数控机床的全闭环伺服系统，位置反馈信号取自最终运动部件，直接采样其直线位移信号进行检测。最终运动部件，直接采样其直线位移信号进行检测。魂址咳品赤精陨邻突曰饵鸦傀跳连托值猩逊屡鸣恕苟拂残跳沮戮轴夷塑喧4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修1.检测信号的反馈形式检测信号的反馈形式（1 1 1 1）.转速、位置信号检测、处理分离转速、位置信号检测、处理分离转速、位
5、置信号检测、处理分离转速、位置信号检测、处理分离（2 22 2）.转速、位置信号处理均由转速、位置信号处理均由转速、位置信号处理均由转速、位置信号处理均由CNCCNCCNCCNC完成完成完成完成（3 33 3）.转速、位置信号处理分离转速、位置信号处理分离转速、位置信号处理分离转速、位置信号处理分离(4).(4).(4).(4).数字式伺服系统数字式伺服系统数字式伺服系统数字式伺服系统振躲散蜗延械伙碑徐银离德蜗冒晶笋靛材澄互投达卸艾射启误漂屉汁咆寸4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修2.数控机床对伺服系统的要求数控机床对伺服系统的要求（1）精度高）精度高（2）调速范围宽）调速范围宽
6、（3）快速响应）快速响应（4）低速大转矩）低速大转矩漾痴线部捻繁私埔妹呸渺彻孵驶虐漠戳嘴短近矢岿四虑谷时蔡氦翼矿瓣狭4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.1.2常用检测反馈元件常用检测反馈元件 检测装置是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分。它检测装置是数控机床闭环伺服系统的重要组成部分。它的主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号。检测系统的主要作用是检测位移和速度，并发出反馈信号。检测系统的精度和数控机床的加工精度紧密相关，高精度的数控机床的精度和数控机床的加工精度紧密相关，高精度的数控机床必须有高精度的检测元件作为保证。必须有高精度的检测元件作为保证。激擦尖俊罢追廉旗练鲍牧齿
7、雏拙程煮拢赊棘秤陛堆隆茹怪灵歪邀稚孤胎哉4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修1.旋转变压器旋转变压器 旋转变压器是一种常用的角位移检测元件，由于它结构简旋转变压器是一种常用的角位移检测元件，由于它结构简单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此曾被广单，工作可靠，且其精度能满足一般的检测要求，因此曾被广泛应用在数控机床上。泛应用在数控机床上。1壳体壳体 2旋转变压器本体定子旋转变压器本体定子 3附加变压器定子附加变压器定子 4附加变压器原边线圈附加变压器原边线圈 5附加变压器转子线圈附加变压器转子线圈 6附加变压器次边线圈附加变压器次边线圈 7旋转变压器本体转子旋转变压器本体
8、转子 8转子轴转子轴无刷式旋转变压器无刷式旋转变压器乾衅镊木迪豺分订净逞俺甸粪蓑益选特粤复缚铂确塞纹函吧制牌驻割管燎4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修 旋转变压器的输出为模拟量信号，精度不如数字量输出的旋转变压器的输出为模拟量信号，精度不如数字量输出的检测元件，但结构简单、坚固、耐热、耐冲击、抗干扰、信号检测元件，但结构简单、坚固、耐热、耐冲击、抗干扰、信号输出幅度大、成本低，适用于恶劣环境。输出幅度大、成本低，适用于恶劣环境。师蒂深盈抽留酋刀约蠕推簿惭景茁呈舜浦斜蜕吼静州穴育赠板屎邦怒落躲4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修2.旋转编码器旋转编码器 旋转编码器是一种
9、旋转式脉冲发生器，用于旋转编码器是一种旋转式脉冲发生器，用于角位移的测量，同时也作为速度检测装置角位移的测量，同时也作为速度检测装置 旋转编码器旋转编码器刷该阶梨疟卖豺厩嘶孩庐利沤掐邵衷溯涅撂尉遣筐宏府庐敛廉褂欠校扒戴4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修光电式旋转编码器的结构示意图光电式旋转编码器的结构示意图 增量式旋转编码器的结构如图所示。在一个圆盘的圆周上刻有增量式旋转编码器的结构如图所示。在一个圆盘的圆周上刻有相等间距的线纹，称为圆光栅。圆光栅和工作轴一起旋转。与圆光相等间距的线纹，称为圆光栅。圆光栅和工作轴一起旋转。与圆光栅相对的，平行放置一个固定的扇形薄片，称为指示光栅。
10、上面制栅相对的，平行放置一个固定的扇形薄片，称为指示光栅。上面制有相差有相差1/4节距的两个狭缝，称为辨向狭缝。此外，还有一个零位狭节距的两个狭缝，称为辨向狭缝。此外，还有一个零位狭缝（一转发出一个脉冲）。缝（一转发出一个脉冲）。个菲救侄您梁沃髓橙盼冯痴傈境慑及惩擅琼悉烦氏厅息痞召盂颓休芭查请4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修光电式旋转编码器的输出波形光电式旋转编码器的输出波形 如图所示，如图所示，A和和B信号的相位相差信号的相位相差90，经放大整形，经放大整形后成为方波形信号。通过判断后成为方波形信号。通过判断A A、B B两相信号的相位，两相信号的相位，可以确定电机的旋转方向
11、，通过对脉冲计数，可以知可以确定电机的旋转方向，通过对脉冲计数，可以知道电机转过的角度。道电机转过的角度。屎坊湛逗上箭蒂焉防勺香惶投弃信智闰咽闲扯舆峙肩坏献告储柞租陪味赂4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修格雷码盘格雷码盘二进制编码盘二进制编码盘 绝对式旋转编码器是一种直接编码、直接测量的检测绝对式旋转编码器是一种直接编码、直接测量的检测装置，它能指示绝对位置，没有累积误差。装置，它能指示绝对位置，没有累积误差。二进制码盘的计数图案的改变按二进制规律变化。格二进制码盘的计数图案的改变按二进制规律变化。格雷码的计数图案的切换每次只改变一位，误差可以控制在雷码的计数图案的切换每次只改变
12、一位，误差可以控制在一个单位内。一个单位内。啮抗吻舍骨谁王洱绽斗范回阴楼帜罗搞移荆履昭娩简阀窃紊捕不汝框仲万4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修型号型号分辨率分辨率(ppr)绝对/增增量量型号型号分分 辨辨 率率(ppr)绝对/增量增量iA16000 16 000 000绝对iA 6465536(216)绝对iA10001 000 000绝对iM4096主轴用编码器（不带一转信号）iI10001 000 000增量iMZ4096主轴用编码器（带一转信号）iA 128131 072(217)绝对iBZ360000内装主轴用编码器（带一转信号）iCZ3600000高精度轮廓控制用编码器
13、（带一转信号）FANUC控制用编码器控制用编码器型号中字母型号中字母“A”表示绝对值编码器，字母表示绝对值编码器，字母“I”的为增量式编的为增量式编码器。码器。FANUC编码器并没有输出常见的编码器并没有输出常见的A、B、Z、并行六脉冲信并行六脉冲信号，只有两根信号线号，只有两根信号线RD、*RD，这是串行输出，编码器和伺服，这是串行输出，编码器和伺服驱动装置之间有专门的通讯协议，为串行编码器。驱动装置之间有专门的通讯协议，为串行编码器。证栅辩撒雨监椭弧伺虑龋屈勺县韶晾宪位瞻鳖振呕耘匹哪墩悼瑚龙克郑患4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修由于编码器是光电元件，在使用过程中要注由于编码
14、器是光电元件，在使用过程中要注意以下几点：意以下几点：1)编码器安装后的径向跳动要小于编码器安装后的径向跳动要小于0.1mm；2)编码器安装环境不能有强烈的振动，避免敲击；编码器安装环境不能有强烈的振动，避免敲击；3)编码器不能承受过大的径向力；编码器不能承受过大的径向力；4)编码器安装环境不能有严重的粉尘、油雾污染编码器安装环境不能有严重的粉尘、油雾污染。军营玄秤据妈媒哺卞彻莉诽匡腰呜姻歉争乃寡卉赶蚁廉赢婪闸游先忘丢伍4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修3.光栅尺光栅尺海德汉公司的封闭式直线光栅尺海德汉公司的封闭式直线光栅尺 光栅尺是高精度的直线位移测量元件，在高精度的数光栅尺是
15、高精度的直线位移测量元件，在高精度的数控机床上，常使用光栅尺作为位置检测装置。控机床上，常使用光栅尺作为位置检测装置。险范粳妥弥株抒润库驰囤子臼定毯境沂思嫉伍匡兔豹学叙撬爱缺勤银诌叶4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修海德汉封闭式直线光栅尺结构示意图海德汉封闭式直线光栅尺结构示意图 光栅尺由标尺光栅和扫描单元两部分组成，铝制外壳光栅尺由标尺光栅和扫描单元两部分组成，铝制外壳可以保护光栅尺、扫描单元和轨道免受灰尘、切屑和切削可以保护光栅尺、扫描单元和轨道免受灰尘、切屑和切削液的影响。标尺光栅一般安装在机床的活动部件上，如工液的影响。标尺光栅一般安装在机床的活动部件上，如工作台。扫描单
16、元安装在机床固定部件上。扫描光栅安装在作台。扫描单元安装在机床固定部件上。扫描光栅安装在扫描单元中。扫描单元中。搁远熬票站估亿暮醛候索蜂蜒题撅绣盅痘焚蚕磺你院键匙简俐偶遣肯锐歇4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修扫描单元的工作原理扫描单元的工作原理扫描单元的工作原理扫描单元的工作原理LED光源聚光镜扫描光栅光电池光栅尺I0 I180I1=I0I180未显示I90和I270扫描单元由光源、聚光镜、扫描光栅、光敏元件和驱动电路等组成扫描单元由光源、聚光镜、扫描光栅、光敏元件和驱动电路等组成 南玖练尝遍腔客现哥入霹键最塔钢尤侨溉渣鸟眉衍拦荧宽获孩普放咀农刑4伺服系统故障诊断与维修4伺服系
17、统故障诊断与维修光栅在使用过程中要注意以下几点：光栅在使用过程中要注意以下几点：光栅在使用过程中要注意以下几点：光栅在使用过程中要注意以下几点：1)光栅尺在使用过程中，要避免受到灰尘、油液、光栅尺在使用过程中，要避免受到灰尘、油液、冷却液的污染，造成信号丢失，影响位置控制冷却液的污染，造成信号丢失，影响位置控制精度。精度。2)光栅尺拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以光栅尺拆装时要用静力，不能用硬物敲击，以免引起光学元件的损坏。免引起光学元件的损坏。双弘碰莉糖涸慈舜蹦劈赎桐枪膳粳调史铲蜜汐吗羔寓拄装年郎述刊负护呢4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.磁栅尺磁栅尺 磁栅又叫磁尺，是一
18、种直线位移检测装置，它由磁性磁栅又叫磁尺，是一种直线位移检测装置，它由磁性标尺、拾磁磁头和检测电路组成。磁栅测量精度较高、安标尺、拾磁磁头和检测电路组成。磁栅测量精度较高、安装调整方便，对使用环境要求低，如对周围的电磁场的抗装调整方便，对使用环境要求低，如对周围的电磁场的抗干扰能力较强，在油污和粉尘较多的场合使用有较好的稳干扰能力较强，在油污和粉尘较多的场合使用有较好的稳定性，长度在定性，长度在2 2米以上性价比优势愈加明显米以上性价比优势愈加明显 。盈她耗识哥欢翅其自绕护蹲演剐蛆计门胃砌尧郸尚塘孪艳屈们凤转帝蛋苫4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修5.激光尺激光尺 利用激光干涉的
19、原理，但是比激光干涉仪更适合于利用激光干涉的原理，但是比激光干涉仪更适合于工业应用而不是标定。适用于半导体、工业应用而不是标定。适用于半导体、量规量规及机床等精及机床等精度要求高的场合。度要求高的场合。刘豌站掸特憾肋倚剁所纠冤各和隙育缆差辱蒲难辊耳量观履冕元宗摹编幌4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.2FANUC伺服驱动系统故障诊断及维修伺服驱动系统故障诊断及维修 目前，在机床进给伺服中采用的主要是永磁同步交流目前，在机床进给伺服中采用的主要是永磁同步交流伺服系统，有模拟形式、数字形式和软件形式三种类型。伺服系统，有模拟形式、数字形式和软件形式三种类型。常用的交流主轴驱动系统有
20、变频驱动和伺服驱动，习常用的交流主轴驱动系统有变频驱动和伺服驱动，习惯上又称为变频主轴和伺服主轴。惯上又称为变频主轴和伺服主轴。撕啸趣郧矾溜尝展鸣拱窝腻聋漾涸嘛圭肤蹬檀踏房憨胞谭奴镰筒围容跟遁4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.2.1FANUC伺服驱动系统伺服驱动系统1.分类分类 FANUC FANUC伺服驱动系统包括伺服放大器和伺服电机，不同伺服驱动系统包括伺服放大器和伺服电机，不同系列的伺服放大器产品有一体式和模块式两种形式。系列的伺服放大器产品有一体式和模块式两种形式。速壤啸穿福伶奖昧镇耿懊开阿川熄族佑赊冕掇凳尤塔沿呛汤汰瓤感检栅籍4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊
21、断与维修2FANUC伺服驱动系统的连接伺服驱动系统的连接FANUCiFANUCi系列伺服放大器各模块之间的连接系列伺服放大器各模块之间的连接编央蓬腋特幼蔓坤兑眯具茬跃笼玖酞电俊郸茶浪痊氦夜郴汕旗蚊泉叶矿用4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修FANUCiFANUCi系列伺服放大器各模块之间的连接示意图系列伺服放大器各模块之间的连接示意图电源模块PSM主轴放大器模块SPM伺服放大器模块SVM 2轴型伺服放大器模块SVM 1轴型绝对式编码器电池绝对式编码器电池至CNC COP10A至光栅接口板伺服电机伺服电机编码器主轴电机风扇电机至CNCJA7A电抗器接触器MCC断路器1断路器2电源断路
22、器3MCC电源急停至CNC控制电源译落破荧落出冰敏卤营叹趴祝骏奉居歉禾黔蒜垦诊恬监驱蔚祖稍宫鸵梆蛰4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修1 1）.FANUCi.FANUCi系列伺服放大器电源模块（系列伺服放大器电源模块（系列伺服放大器电源模块（系列伺服放大器电源模块（PSMPSM）端子及接口）端子及接口）端子及接口）端子及接口STATUS（1位位7段段LED）：电源模块状态显示。）：电源模块状态显示。“”：电源模块未起动就绪。：电源模块未起动就绪。“O”：电源模块起动就绪。：电源模块起动就绪。“#”：电源模块报警代码。：电源模块报警代码。CX1A：交流：交流200V电压输入电压输入/
23、输出端子。输出端子。CXA2A：模块信息信号、：模块信息信号、+24V-OV及系统急停信号。及系统急停信号。与伺服模块与伺服模块CXA2B连接。连接。CX3：主电源：主电源MCC控制信号的连接器控制信号的连接器。CX4：ESP急停信号连接器。急停信号连接器。L1、L2、L3：电源模块电源输入端子（有标准型：电源模块电源输入端子（有标准型AC200V和高压型和高压型AC400V）。）。菊诫摔伎貌坛夸痊啼脸伯澎茹柑堪嗽腔卯挠子耸晚菜兑泌屑垮谴坝俘酗湛4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修2 2）.FANUCi.FANUCi系列伺服放大器主轴模块系列伺服放大器主轴模块系列伺服放大器主轴模块
24、系列伺服放大器主轴模块(SPM)(SPM)端子及接口端子及接口端子及接口端子及接口TBl：直流电源输入端。该接口与电源模块直流电源输出端、伺服模块的直：直流电源输入端。该接口与电源模块直流电源输出端、伺服模块的直流输入端连接。流输入端连接。STATUS：用于表示主轴模块所处的状态，出现异常时，显示相关的报警代：用于表示主轴模块所处的状态，出现异常时，显示相关的报警代码。码。CXA2B：直流：直流24V输入接口。一般该接口与电源模块的输入接口。一般该接口与电源模块的CXA2A连接，接收连接，接收急停信号。急停信号。CXA2A：直流：直流24V输出接口。一般该接口与下一伺服模块地输出接口。一般该接
25、口与下一伺服模块地CXA2B连接，连接，输出急停信号。输出急停信号。直流回路连接充电状态直流回路连接充电状态LED：在该指示灯完全熄灭后，方可对模块电缆进行在该指示灯完全熄灭后，方可对模块电缆进行各种操作，否则有触电危险。各种操作，否则有触电危险。JX1A：模块连接接口。该接口一般与电源的：模块连接接口。该接口一般与电源的JX1B连接，作通信用。连接，作通信用。JA7B：通信串行输入连接接口。该接口与控制单元的：通信串行输入连接接口。该接口与控制单元的JA7A(SPDL1)接口接口相连。相连。JA7A：通信串行输出连接接口。该接口与下一主轴：通信串行输出连接接口。该接口与下一主轴(如果有的话如
26、果有的话)的的JA7B接接口连接。口连接。JYA2：脉冲发生器，内置探头和电机：脉冲发生器，内置探头和电机CS轴探头连接接口。轴探头连接接口。JYA3：主轴位置编码器接口。：主轴位置编码器接口。陌泉雇缺腕内厘童赔株狡雕撕待浸勿那减学虎稗蒲更霞校连爷转拌利沮墟4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修3 3）.FANUCi.FANUCi系列伺服放大器伺服模块系列伺服放大器伺服模块系列伺服放大器伺服模块系列伺服放大器伺服模块(SVM)(SVM)端子及接口端子及接口端子及接口端子及接口BATTERY：伺服电动机绝对编码器的电池盒（伺服电动机绝对编码器的电池盒（DC6V）。）。STATUS：伺服
27、模块状态指示窗口。：伺服模块状态指示窗口。CX5X：绝对式编码器电池接口。：绝对式编码器电池接口。C0P10A：伺服高速串行总线（伺服高速串行总线（HSSB）输出接口。与下）输出接口。与下一个伺服单元的一个伺服单元的C0P10B连接（光缆）。连接（光缆）。C0P10B：伺服高速串行总线（伺服高速串行总线（HSSB）输入接口。与）输入接口。与CNC系统的系统的C0P10A连接（光缆）。连接（光缆）。JX5：伺服检测板信号接口。伺服检测板信号接口。JF1、JF2：伺服电动机编码器信号接口。伺服电动机编码器信号接口。CZ2L、CZ2M：伺服电动机动力线连接插口。：伺服电动机动力线连接插口。颠场里纪窥
28、吾衍射蔑房栖琢来莹士是秧空雨尹帖眺拷耗瘁醚佬废隋堑辗效4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修适用与适用与FANUC 0i MateFANUC 0i Mate系统的系统的ii伺服单元伺服单元(a)is(a)is系列单轴型伺服单元系列单轴型伺服单元 (b)iSVSP (b)iSVSP一体型伺服单元一体型伺服单元(SVSP)(SVSP)宦窑龚雁值荣豫撰招铸旬捉婶耶忿蓖掇嗓恋丹殃拼幼禽瓮菏活府居缆糕慕4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修FANUCi系列伺服单元端子及接口系列伺服单元端子及接口is系列单轴型伺服单元的连接系列单轴型伺服单元的连接翻凉砾输决掸情隶嫉裤孔防列述嘘挟焊拌稻
29、鬼性趁睡瀑绰炳检在斋仰昏载4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修iSVSP一体型伺服单元的连接一体型伺服单元的连接楚欣芜轧子燥捻屎枝咸皖烟角校镁扭晌秽镜咽隶租冤喘琳值质夜读奥殷泥4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修3主轴准停功能主轴准停功能主轴准停又称为主轴定向，是指主轴周向的准主轴准停又称为主轴定向，是指主轴周向的准确定位功能。主轴准停功能的作用主要有确定位功能。主轴准停功能的作用主要有:1)自动换刀的数控铣镗类机床自动换刀的数控铣镗类机床,为保证自动换刀时主轴停止为保证自动换刀时主轴停止在某一固定的位置上（刀柄上的键槽必须与主轴的凸键对在某一固定的位置上（刀柄上的键槽
30、必须与主轴的凸键对准）；准）；2)在精镗时为不使刀尖划伤已加工的表面在精镗时为不使刀尖划伤已加工的表面,退刀时要让刀尖退刀时要让刀尖在固定位置退出加工表面一个微小量。在固定位置退出加工表面一个微小量。彬发琵枣噶班血品监趋窘渤散摹肝侵趴摔莹翘傻佰帘隶祥北回煎晓恳瞒沛4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修1)通过主轴外接编码器实现主轴准停控制。主轴电机与主通过主轴外接编码器实现主轴准停控制。主轴电机与主轴之间可以采用任意传动比，主轴具有刚性攻丝功能。轴之间可以采用任意传动比，主轴具有刚性攻丝功能。主轴定向是对主轴位置的简单控制主轴定向是对主轴位置的简单控制,可以选用以下几种可以选用以下几
31、种元件作为位置信号元件作为位置信号:SPMJYA2JYA3主轴电机主轴电机主轴电机内装主轴电机内装Mi或或Mzi编码器编码器主轴主轴直连或采用直连或采用1 1：1 1传动的齿轮、齿形带连接传动的齿轮、齿形带连接任意传动比任意传动比位置编码器位置编码器用主轴外接编码器实现准停用主轴外接编码器实现准停嗡敌姥降超画际问峭干燎胡胞刽帅颁撕引兵珊李潮疾谅国政霜宦凡乃核牛4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修2）通过主轴电机内装编码器实现主轴准停控制，主轴电动）通过主轴电机内装编码器实现主轴准停控制，主轴电动机与主轴必须直连或采用机与主轴必须直连或采用1：1传动比的齿轮、齿形带连接。传动比的齿轮
32、、齿形带连接。主轴电机内装主轴电机内装Mzi编码器编码器主轴主轴主轴电机主轴电机JYA2SPM直连或采用直连或采用1 1：1 1传动的齿轮、齿形带连接传动的齿轮、齿形带连接用主轴电机内装编码器实现准停用主轴电机内装编码器实现准停粗沥顷擂漾摆缉薯捧舒储柏中叙啦做户插团嗡偶舵翅报裴阅须元篷波终馆4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修3）通过外装主轴一转信号（接近开关）和电机内装传感器实现）通过外装主轴一转信号（接近开关）和电机内装传感器实现主轴准停控制主轴准停控制,主轴电机与主轴之间可以采用任意传动比。主轴电机与主轴之间可以采用任意传动比。JYA3SPMJYA2外外部部一一转转信信号号（
33、接近开关）（接近开关）任意传动比任意传动比主轴主轴主轴电机主轴电机主轴电机内装主轴电机内装Mi或或MZi编码器编码器用外部一转信号和主轴电机内装编码器实现准停用外部一转信号和主轴电机内装编码器实现准停芝几摈钞闯奉鸦没洛兼黑缎尔肤尖谬惭膝侩槽汝嘿迁汗娟雀合苛禹肠统猩4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修 准停指令准停指令M19M19经经CNCCNC译码后，经译码后，经PLCPLC的的DECBDECB指令分配到指令分配到R0002.3R0002.3，如图，如图所示。所示。F45.1F45.1是主轴停止的检测信号，当主轴实际速度小于参数是主轴停止的检测信号，当主轴实际速度小于参数40244
34、024的设的设定值时，该位为定值时，该位为“1”“1”，G70.6G70.6为为“1”“1”，向，向CNCCNC发出定向指令信号。如果发出定向指令信号。如果主轴手动控制准停有效，而自动主轴手动控制准停有效，而自动(M19)(M19)无效时，可以通过系统梯形图，查无效时，可以通过系统梯形图，查看主轴准停信号看主轴准停信号G70.6G70.6为为1 1及及M19M19执行的条件是否满足。执行的条件是否满足。痰卫乃赃梳低菊渊跳庞撤椭瓷吨烃忧诛幽槛熙愈钦决捉浴倦驶酵贸抚焕粥4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4FANUC伺服有关参数的设置伺服有关参数的设置1).伺服初始化的准备伺服初始化的
35、准备首先确认以下基本数据，以便进行初始化工作。首先确认以下基本数据，以便进行初始化工作。i.数控系统的型号。数控系统的型号。ii.伺服电动机的型号、规格、电机代码。伺服电动机的型号、规格、电机代码。iii.电动机内装的脉冲编码器的型号、规格。电动机内装的脉冲编码器的型号、规格。iv.伺服系统是否使用外部位置检测器件，如使用，需要伺服系统是否使用外部位置检测器件，如使用，需要确认其规格型号。确认其规格型号。v.电动机每转对应的工作台移动距离。电动机每转对应的工作台移动距离。vi.机床的检测单位及数控系统的指令单位。机床的检测单位及数控系统的指令单位。箱囊艘坞盾虱拾复琉抒瑟梧们荧提扔遵屋刻赡拐龋傻
36、锌住仁烁贬诛惫赊澄4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修2).伺服初始化的步骤伺服初始化的步骤选择选择MDI方式，按下功能键方式，按下功能键。按下软键。按下软键SETING显示设置数据画面，用光标键移动光标到显示设置数据画面，用光标键移动光标到PARAMETERWRITE。按软键。按软键OPRT和和1:ON使参数写入开关置使参数写入开关置1，于，于是参数可以写入。此时，是参数可以写入。此时，CNC出现报警出现报警P/SNo.100。OFFSET SETTING矮佃空旋讣漏娩焙戎点脖溢舀苏滥妥颅把偿丈奋古嚣阜详师排鲤古泳痈骑4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修确认确认PRM
37、31111的的0（SVS）=1,才可以显示伺服设才可以显示伺服设定画面。按功能键定画面。按功能键，再按扩展键，找到软键，再按扩展键，找到软键SV-PRM。按。按SV-PRM软键，显示伺服设定画面。软键，显示伺服设定画面。SYSTEM鹏攘桃吩赦纳胀著沂屋提波贪衡囤砒财阳简殴谦李引蚤利潦螟打言仍合郡4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修i.初始设定位初始设定位ii.电机代码电机代码iii.AMR功能功能iv.CMR指令倍乘比指令倍乘比v.进给齿轮比进给齿轮比N/M电机型号机型号 2/5000i 2/5000i 4/3000i 4/3000i 8/3000i 8/3000i 12/3000
38、12/3000i i22/300022/3000i i30/300030/3000i i 40/300040/3000i i 电机代号机代号155(255)155(255)173(273)173(273)177(377)177(377)193(293)193(293)197(297)197(297)203(303)203(303)207(307)207(307)底驹扫取匝辟憾告合捍东颅稽碴过转棠思嚷盗臼劈有勤襟婚覆窑捶哼鳖西4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修例例3.1机床直线轴的分辨率为机床直线轴的分辨率为1m，电机和，电机和丝杆的传动比为丝杆的传动比为1，计算进给齿轮比，计算进
39、给齿轮比N/M。涅吁坯钓绝彦俏归渴撩潭佑妮赌惩家粟蛮舍踩兔阑江螺滋鹤颗讣擦况舞恤4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修例例3.2对于机床的旋转轴，电机和旋转工作台之间对于机床的旋转轴，电机和旋转工作台之间的减速比为的减速比为1/10，工作台的分辨率为，工作台的分辨率为1/1000度度,计计算进给齿轮比算进给齿轮比N/M。电机每转一圈工作台旋转电机每转一圈工作台旋转360/10度，工作台度，工作台每旋转每旋转1度所需脉冲数为度所需脉冲数为1000，则电机一转所需，则电机一转所需脉冲数为脉冲数为36000。所以，进给齿轮比所以，进给齿轮比N/M=36000/1000000=36/1000
40、染阐苯碘浚衫匈纺芬口峰都腊雍籍数菩剩承柔阶仿误率丁投砍唆剁乞荔糠4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修vi.移动方向移动方向vii.速度脉冲数、位置脉冲数速度脉冲数、位置脉冲数速度脉冲数、位置脉冲数的设定速度脉冲数、位置脉冲数的设定viii.参考计数器参考计数器据尉毡监遭痕烹乓趟醇朗让虚铱真惶符矮朝凝苔坚炸灸福尔为婿鼻冒键筒4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修3）.伺服伺服FSSB设定设定按功能键按功能键system。可以打开放大器设定画面和轴设定。可以打开放大器设定画面和轴设定设定画面。设定画面。FANUCFANUC伺服系统通过伺服系统通过FANUC FANUC 串行伺
41、服总线串行伺服总线FSSBFSSB光缆（或光缆（或高速串行伺服总线高速串行伺服总线HSSBHSSB）与）与CNCCNC控制单元连接，需要设控制单元连接，需要设定定参数参数PRM1023、1905、19101919、1936、1937。伺服伺服FSSBFSSB的设定方法有手动设定和自动设定之分，由的设定方法有手动设定和自动设定之分，由PRM1902PRM1902的的0 0（FMDFMD）的值决定。）的值决定。FMD=FMD=1：手动设定方式：手动设定方式,上述参数需要手工设定；上述参数需要手工设定；FMD=FMD=0：自动设定方式。：自动设定方式。漓林仙猎债锹调伶牢戴瓶台旦册世叔浆含呻顷勤摆耐苇
42、骤物翼醛趁菱炬在4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修伺服放大器设定画面伺服放大器设定画面 豪郁捐糖侨撵匹分绘辣嚷亩钱评姥咽桔乐旦牡漏伏振嚼周滓闪昨修级改爪4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修轴设定画面轴设定画面 在在FSSBFSSB自动设定时，伺服放大器必须通电，否则不自动设定时，伺服放大器必须通电，否则不能正确设定，如果设置不正确，则会引起报警。能正确设定，如果设置不正确，则会引起报警。民埃士篡钥见吉七进挑穷乙谋昂爵礼糖颠伶棉十赵幂晓需臼阿鞭淄耐伙孩4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4）.伺服调整伺服调整按功能键按功能键system，再按扩展键，按软键，
43、再按扩展键，按软键SV-PRM,找到软键找到软键SV-TUN。按。按SV-TUN软键，软键，显示伺服调整画面。该画面中参数，对机床的性显示伺服调整画面。该画面中参数，对机床的性能有重要影响，必需仔细调整。能有重要影响，必需仔细调整。酝乎拄肛搂股泳彬郡沦劈砚就竖埂绢喻散眶傍砰做腺吾萝彻哭螟烧畔负舅4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修4.2.2FANUC伺服系统故障诊断及维修伺服系统故障诊断及维修伺服驱动系统的故障表现形式有三种：伺服驱动系统的故障表现形式有三种：1)在在LCD或操作面板上显示报警内容或报警信息；或操作面板上显示报警内容或报警信息；2)在驱动装置上用报警灯或数码管显示故
44、障内容；在驱动装置上用报警灯或数码管显示故障内容；3)伺服驱动系统工作不正常但无任何报警信息。伺服驱动系统工作不正常但无任何报警信息。糖泣盛孟耙茬最蚤听觅冤炼菱匡狙毯烙鼓标笆敦桂擎臻社隙乡炮挚劈赊迪4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修1.FANUC主轴伺服系统的故障诊断及维修主轴伺服系统的故障诊断及维修主轴伺服系统常见故障有：主轴伺服系统常见故障有：外界干扰外界干扰过载过载主轴定位抖动主轴定位抖动主轴转速与进给不匹配主轴转速与进给不匹配转速偏离指令值转速偏离指令值主轴异常噪声及振动主轴异常噪声及振动主轴电动机不转主轴电动机不转须剿扔往驻量奄赦乌汾臀绵踪冷工行络表老但帮虹嫉蚊甜袱乱卫
45、嫁慢储贴4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修例例3.3某台数控车床通电起动后出现某台数控车床通电起动后出现750报警，经报警，经多次断电通电起动都出现该报警。多次断电通电起动都出现该报警。故障分析：故障分析：CNC CNC 开机时，如果串行主轴放大器（开机时，如果串行主轴放大器（SPMSPM）没有达到正常的起动）没有达到正常的起动状态，发生此报警。此报警不是在状态，发生此报警。此报警不是在CNC CNC 系统（带有主轴放大器）正常系统（带有主轴放大器）正常起动后发生的。是在电源接通过程中发生故障时引发的。起动后发生的。是在电源接通过程中发生故障时引发的。可能的原因包括：可能的原因包
46、括：i.i.接触不良、接线不良、或电缆的连接错误；接触不良、接线不良、或电缆的连接错误；ii.ii.CNC CNC 开机时主轴放大器处于报警状态；开机时主轴放大器处于报警状态；iii.iii.参数设定错误；参数设定错误；iv.iv.CNC CNC 的印刷电路板故障；的印刷电路板故障；v.v.主轴放大器故障。主轴放大器故障。处理方法：处理方法：根据维修手册说明，首先检查光缆的连接和走向，尽量避免外部根据维修手册说明，首先检查光缆的连接和走向，尽量避免外部电磁干扰。经过重新插接后，再通电起动，未出现电磁干扰。经过重新插接后，再通电起动，未出现750750报警。报警。郭要祈还篓泅规鹃谣芭需兵邹蔫卑座
47、淳拿具萧汽桥责粗烩揣翱赐峪呆家辜4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修例例3.4某台数控车床主轴有转速，但某台数控车床主轴有转速，但LCD速度无显示。速度无显示。故障分析：故障分析：LCDLCD上的速度显示是根据主轴编码器的反馈信号上的速度显示是根据主轴编码器的反馈信号计算并显示的。计算并显示的。可能的原因包括：可能的原因包括：iv.iv.主轴编码器损坏；主轴编码器损坏；v.v.主轴编码器电缆脱落或断线；主轴编码器电缆脱落或断线；vi.vi.系统参数设置不正确；系统参数设置不正确；vii.vii.编码器反馈接口不对或者没有选择主轴控制的有关功能。编码器反馈接口不对或者没有选择主轴控制
48、的有关功能。处理方法：处理方法：由于该机床已正常使用一段时间，故重点针对前两由于该机床已正常使用一段时间，故重点针对前两项可能的原因进行检查。经检查，是主轴编码器的接头项可能的原因进行检查。经检查，是主轴编码器的接头松脱所致松脱所致。迟削哈莱含旭忿爱区吕宾诅罚氯契扦突豢渤郊圾畜墓环整寄蝉罕取檀琵陕4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修例例3.6某台数控机床，使用主轴准停功能时（某台数控机床，使用主轴准停功能时（M19）停止的位置每次都不同。停止的位置每次都不同。故障原因分析：故障原因分析：如果准停过程中出现随机偏差，可能的原因有：主轴机如果准停过程中出现随机偏差，可能的原因有：主轴机
49、械出现故障、主轴检测装置与机械连接不良、定向装置与系械出现故障、主轴检测装置与机械连接不良、定向装置与系统参数设定不一致、检测装置一转信号不良和主轴模块故障。统参数设定不一致、检测装置一转信号不良和主轴模块故障。处理方法：处理方法：参照前面讲过的三种主轴准停方式，该机床采用输出为参照前面讲过的三种主轴准停方式，该机床采用输出为正弦波信号的主轴编码器作为反馈元件，即方式正弦波信号的主轴编码器作为反馈元件，即方式1 1。检查主。检查主轴编码器的电源线和信号线都没有断线的情况，检查机械及轴编码器的电源线和信号线都没有断线的情况，检查机械及连接正常，当用示波器检查编码器的输出信号波形时，发现连接正常，
50、当用示波器检查编码器的输出信号波形时，发现A A通道波形不正常，有时周期相差很大，有时输出无波形。通道波形不正常，有时周期相差很大，有时输出无波形。经更换编码器后机床工作正常。经更换编码器后机床工作正常。抨吊距撑潜豹传基投秘浅钻矮胎颅谓凰藉蹬痈吟象爷参剃录盲温辖痈芝运4伺服系统故障诊断与维修4伺服系统故障诊断与维修例例3.7数控车床在进行负荷试验的数控车床在进行负荷试验的“重切削试验重切削试验”时，时，发生负载过大，主轴停车现象。发生负载过大，主轴停车现象。分析与处理过程：分析与处理过程：实际上并非切削负载过大，而是主轴转速设定过低，实际上并非切削负载过大，而是主轴转速设定过低，主电机的相应转