Teile Trockenware! Was sind die häufigsten Fehler und Fehlerbehebungsmethoden des Vorschub-Servosystems der Werkzeugmaschine?

Fehlerbildung und Ursachendiagnose
(1) Nachlauf
Wenn die Vorschubbewegung den von der Software eingestellten Soft-Grenzwert oder den vom Endschalter bestimmten Hard-Grenzwert überschreitet, wird ein Überlaufalarm ausgelöst. Im Allgemeinen wird der Alarminhalt auf dem CRT angezeigt. Laut CNC-Systemhandbuch kann der Fehler behoben und der Alarm gelöscht werden.
(2) Überlastung
Wenn die Belastung der Vorschubbewegung zu groß ist, sich häufig vorwärts und rückwärts bewegt und der Schmierzustand der Übertragungskette schlecht ist, werden Überlastalarme ausgelöst. Im Allgemeinen werden Alarminformationen wie Servomotorüberlastung, Überhitzung oder Überstrom auf dem CRT angezeigt. Gleichzeitig zeigen Leuchtmelder oder Digitalröhren an der Vorschubantriebseinheit im Hochspannungsschrank Informationen wie Überlastung und Überstrom der Antriebseinheit an.
(3) Hüpfen
Das Phänomen des Prellens tritt während der Zufuhr auf. Die Gründe dafür sind: ① instabiles Geschwindigkeitsmesssignal, wie z. B. Ausfall des Geschwindigkeitsmessgeräts, Störung des Geschwindigkeitsrückführungssignals usw.; ② Das Geschwindigkeitsregelsignal ist instabil oder gestört; ③ Schlechter Kontakt der Kabelklemmen, z. B. lose Schrauben. Wenn die Bewegung im Moment der Umkehrung von Vorwärtsbewegung zu Rückwärtsbewegung auftritt, wird sie im Allgemeinen durch das Rückwärtsspiel der Vorschubübertragungskette oder eine übermäßige Verstärkung des Servosystems verursacht.
(4) Krabbeln
Wenn es während der Beschleunigungsphase oder beim Vorschub bei niedriger Geschwindigkeit auftritt, wird es im Allgemeinen durch Faktoren wie schlechte Schmierung der Vorschubübertragungskette, niedrige Servosystemverstärkung und übermäßige externe Belastung verursacht. Es ist besonders wichtig zu beachten, dass die Kupplung, die zum Verbinden des Servomotors und der Kugelumlaufspindel verwendet wird, möglicherweise nicht mit der Drehung der Kugelumlaufspindel und des Servomotors synchronisiert ist, da lose Verbindungen oder Defekte in der Kupplung selbst, wie z. B. Risse, dazu führen können unterschiedliche Vorschubgeschwindigkeiten und Kriechphänomene.
(5) Vibration
Wenn die Werkzeugmaschine mit hoher Geschwindigkeit läuft, kann es zu Vibrationen und einem Überstromalarm kommen. Das Vibrationsproblem von Werkzeugmaschinen gehört im Allgemeinen zu Geschwindigkeitsproblemen, daher ist es notwendig, nach dem Geschwindigkeitsring zu suchen, d. h. bei geschwindigkeitsbezogenen Problemen sollte nach dem Geschwindigkeitsregler gesucht werden. Daher sollten Vibrationsprobleme durch die Suche nach Geschwindigkeitsreglern angegangen werden. Suchen Sie hauptsächlich nach Fehlern unter drei Gesichtspunkten: gegebenes Signal, Rückmeldungssignal und Geschwindigkeitsregler selbst.
① Überprüfen Sie zunächst den Signaleingang zum Geschwindigkeitsregler, bei dem es sich um das gegebene Signal handelt. Das gegebene Signal wird vom Positionsabweichungszähler ausgegeben, von einem D/A-Wandler in eine analoge Größe VCMD umgewandelt und dann an den Geschwindigkeitsregler gesendet. Es muss überprüft werden, ob in diesem Signal eine Vibrationskomponente vorhanden ist. Wenn nur ein Vibrationssignalzyklus vorhanden ist, kann bestätigt werden, dass kein Problem mit dem Geschwindigkeitsregler, sondern mit der vorherigen Stufe vorliegt. Das heißt, das Problem sollte im D/A-Wandler oder Positionsabweichungszähler liegen. Wenn alles normal ist, wenden Sie sich an die Suche nach dem Problem mit dem Drehzahlmessergenerator und dem Servomotor.
② Überprüfen Sie den Geschwindigkeitsmessgenerator und den Servomotor. Wenn die Werkzeugmaschine vibriert, zeigt dies an, dass die Geschwindigkeit der Werkzeugmaschine schwankt, und die Wellenformrückmeldung vom Geschwindigkeitsmessgenerator muss ebenfalls schwingen. Beobachten Sie, ob die Wellenform regelmäßige Höhen und Tiefen aufweist. An diesem Punkt ist es am besten zu messen, ob ein genauer proportionaler Zusammenhang zwischen der Vibrationsfrequenz der Werkzeugmaschine und der Drehzahl des Motors besteht. Beträgt die Schwingungsfrequenz beispielsweise das Vierfache der Drehzahl des Motors, sollte davon ausgegangen werden, dass ein Fehler im Motor oder Drehzahlmessgenerator vorliegt. Überprüfen Sie zunächst den Motor auf etwaige Fehler und prüfen Sie den Oberflächenzustand seiner Kohlebürsten und des Kommutators. Wenn es keine Probleme gibt, überprüfen Sie den Tachogenerator.
③ Fehlfunktion des Geschwindigkeitsreglers. Wenn die oben genannten Methoden die Vibrationen nicht vollständig beseitigen können und auch keine Verbesserung bringen, sollte das Problem mit dem Geschwindigkeitsregler selbst in Betracht gezogen werden. Die Geschwindigkeitsreglerplatine sollte ausgetauscht werden oder die Wellenformen in jedem Teil sollten nach dem Austausch gründlich überprüft werden.
④ Überprüfen Sie den Zusammenhang zwischen Vibrationsfrequenz und Vorschubgeschwindigkeit. Wenn beide proportional sind, werden die meisten davon, abgesehen von der Resonanz der Werkzeugmaschine, durch eine schlechte Interpolationsgenauigkeit oder eine hohe Positionserkennungsverstärkung des CNC-Systems verursacht, was eine Anpassung der Interpolation und der Erkennungsverstärkung erfordert. Wenn es nicht mit der Vorschubgeschwindigkeit zusammenhängt, kann es folgende Gründe haben: Die Einstellung der Geschwindigkeitsregeleinheit passt nicht zur Werkzeugmaschine, die Geschwindigkeitsregeleinheit ist nicht richtig eingestellt, die Geschwindigkeitsregelkreisverstärkung der Achse ist zu groß oder Die Leiterplatte des Geschwindigkeitsreglers ist defekt.
Beispiel: Fehlerbehebung einer X-Achsen-Oszillation
Fehlerphänomen: Bei einer mit FANUC OMC ausgestatteten CNC-Maschine kommt es manchmal zu einem plötzlichen Anstieg der X-Achsen-Last des Bearbeitungszentrums auf 80 %, während der X-Achsen-Motor ein summendes Geräusch macht; Manchmal ist es wieder normal.
Analyse- und Handhabungsprozess: Bei der Beobachtung vor Ort wurde festgestellt, dass die Frequenz des summenden Geräuschs des X-Achsen-Motors relativ niedrig ist, sodass davon ausgegangen wird, dass es in der X-Achse niederfrequente Schwingungen gibt. Zu den Gründen für die Schwingung gehören: ① unangemessene Verstärkung in der Achsenpositionsschleife; ② Es gibt eine große Lücke im mechanischen Teil, eine schlechte Steifigkeit der Übertragungskette und Blockierungen; ③ Die Lastträgheit ist relativ groß. Nach der Inspektion bleibt die Verstärkung der X-Achsen-Position unverändert und die Last ist ebenfalls normal. Aufgrund der kontinuierlichen Schwerzerspanung verfügt diese Werkzeugmaschine über einen großen X-Achsen-Spielraum und wurde einer Spielkompensation unterzogen. Nach Überprüfung des X-Achsen-Spielkompensationsparameters 0535 beträgt der eingestellte Wert 250 und das mit einer Messuhr gemessene tatsächliche Spiel der X-Achse beträgt 0,22, was auf einen Kompensationsübergang hinweist; Die X-Achsen-Schwingung wurde erst beseitigt, als der Einstellwert auf 200 geändert wurde.
(6) Servomotor dreht sich nicht
Das CNC-System gibt nicht nur das Geschwindigkeitssteuersignal an die Vorschubantriebseinheit ein, sondern auch das Servo-Aktivierungssteuersignal, normalerweise DC{0}V-Relaisspulenspannung. ① Überprüfen Sie, ob das CNC-System über einen Signalausgang zur Geschwindigkeitsregelung verfügt. ② Prüfen Sie, ob das Freigabesignal angeschlossen ist. Analysieren Sie durch Beobachtung des E/A-Status über CRT das Kontaktplandiagramm (oder Flussdiagramm) der Werkzeugmaschinen-SPS, um festzustellen, ob die Startbedingungen der Vorschubwelle, wie z. B. Schmierung, Kühlung usw., erfüllt sind. ③ Bei Servomotoren mit elektromagnetischer Bremse muss geprüft werden, ob die elektromagnetische Bremse gelöst ist; ④ Fehlfunktion der Vorschubantriebseinheit; ⑤ Fehlfunktion des Servomotors.
(7) Positionsfehler
Wenn die Bewegung der Servoachse den Positionstoleranzbereich überschreitet, generiert das CNC-System einen Alarm für übermäßige Positionsfehler, einschließlich Spurfehler, Konturfehler und Positionierungsfehler. Die Hauptgründe sind: ① Der vom System festgelegte Toleranzbereich ist klein; ② Falsche Verstärkungseinstellung des Servosystems; ③ Das ​​Positionserkennungsgerät ist verschmutzt; ④ Der akkumulierte Fehler der Futterübertragungskette ist zu groß; ⑤ Die Ausgleichsvorrichtung (z. B. der Ausgleichszylinder) ist instabil, wenn sich das Spindelgehäuse vertikal bewegt.
(8) Drift
Wenn der Befehlswert Null ist, bewegt sich die Koordinatenachse immer noch, was zu Positionsfehlern führt. Eliminiert durch Driftkompensation und Nullgeschwindigkeitsanpassung an der Antriebseinheit.
(9) Ausfall des Referenzpunkts
Das Versagen des Referenzpunkts wird im Allgemeinen in zwei Kategorien unterteilt: Unfähigkeit, den Referenzpunkt zu finden, und Unfähigkeit, den Referenzpunkt zu finden. Die erste Fehlerart ist im Allgemeinen der Ausfall des vom Referenzpunkt-Verzögerungsschalter erzeugten Signals oder des Nullpositionsimpulssignals. Ob ein Fehler vorliegt, lässt sich anhand der Nullmarkenposition des Impulsgebers bzw. der Nullmarkenposition des Gitterlineals feststellen; Die letztgenannte Fehlerart wird durch eine falsche Einstellung der Position des Referenzpunktschalterblocks verursacht, die neu eingestellt werden muss.
(10) Der Servomotor dreht sich nach dem Start automatisch
Die Hauptgründe sind: ① falsche Polarität der Positionsrückmeldung; ② Aufgrund äußerer Kräfte hat sich die Position der Koordinatenachse verschoben; ③ Treiber, Tachogenerator, Servomotor oder Systempositionsmessschaltung defekt; ④ Der Motor oder Treiber ist defekt.
Fehlerdiagnose des Vorschubantriebs
1, DC-Vorschubantrieb
Bei der PWM-Geschwindigkeitsregelung wird ein Pulsweitenmodulator verwendet, um die Schaltzeit von Hochleistungstransistoren zu steuern. Wandeln Sie das Geschwindigkeitssteuersignal in eine Rechteckspannung mit fester Frequenz um und legen Sie diese an beide Enden des Ankers eines Gleichstrom-Servomotors an. Durch die Steuerung der Breite der Rechteckwelle wird die durchschnittliche Spannung an beiden Enden des Ankers geändert, um den Ankerstrom und damit die Geschwindigkeit des Servomotors zu steuern. Bei der Thyristor-Drehzahlregelung handelt es sich um die Verwendung eines Drehzahlreglers zur Steuerung des Leitungswinkels des Thyristors. Durch Ändern der Größe des Leitungswinkels wird die Spannung an beiden Enden des Ankers geändert, um den Zweck der Geschwindigkeitsregulierung zu erreichen.
1. CRT weist einen Fehler bei der Alarmanzeige auf. Für das FANUC-System sind die von CRT angezeigten Servoalarme Servosystemfehleralarme für die Nummern 400-457 und Überhitzungsalarme für die Nummern 702-704. Zu den Ursachen für den Überhitzungsalarm gehören: ① raue Schnittbedingungen und erhöhtes Reibungsmoment der Werkzeugmaschine, wodurch das Überlastrelais im Hauptstromkreis aktiviert wird; ② Während des Schneidens ist der Strom des Servomotors zu hoch oder der Transformator selbst funktioniert nicht richtig, wodurch der Thermoschalter des Servotransformators aktiviert wird. ③ Ein Kurzschluss oder eine schlechte Isolierung im Anker des Servomotors, eine Entmagnetisierung oder Ablösung des Permanentmagneten des Motors und eine schlechte Bremsung des Motors können dazu führen, dass der Thermoschalter im Motor auslöst.

2. Der durch die Alarmanzeigeleuchte angezeigte Fehler befindet sich auf der Leiterplatte der Geschwindigkeitsregeleinheit in FANUC- und Siemens-Systemen. Funktion, Fehlerursache und Fehlerbehebungsmethode finden Sie im entsprechenden Maschinenhandbuch.
3. Fehler ohne Alarmanzeige: ① Werkzeugmaschine außer Kontrolle. Das Geschwindigkeitsrückkopplungssignal ist ein positives Rückkopplungssignal, das häufig bei Wartung und Fehlerbehebung auftritt und normalerweise durch einen falschen Anschluss von Kabelsignalleitungen durch Vibrationen von Werkzeugmaschinen verursacht wird. Systemparametereinstellungen im Zusammenhang mit der Positionssteuerung sind falsch, z. B. falsche Einstellungen für den Befehlsmultiplikator CRM und den Erkennungsmultiplikator DMR. Überprüfen Sie die Vibrationsdauer der Werkzeugmaschine. Ändert sich die Schwingungsdauer der Werkzeugmaschine mit der Vorschubgeschwindigkeit, insbesondere bei schnellen Bewegungen, geht dies mit großen Stößen einher, die häufig auf eine Fehlfunktion des Geschwindigkeitsmessgeräts zurückzuführen sind, beispielsweise auf einen schlechten Kontakt der Bürste des Geschwindigkeitsmessgenerators der Servomotor; Wenn sich die Vibrationsperiode der Werkzeugmaschine nicht mit der Vorschubgeschwindigkeit ändert, stellen Sie das Verstärkungspotentiometer ein, um die Verstärkung zu verringern, und beobachten Sie, ob die Vibration abgeschwächt wird. Wenn es schwächer wird und die Vibrationsfrequenz zwischen mehreren zehn Hertz und Hunderten von Hertz liegt, was der natürlichen Vibrationsfrequenz der Werkzeugmaschine entspricht, kann das Problem durch die entsprechenden Einstellungen auf der Leiterplatte behoben werden. Lässt die Vibration nicht nach, liegt ein Fehler in der Leiterplatte vor. Geringe Positioniergenauigkeit. Neben dem großen Fehler in der Vorschubübertragungskette der Werkzeugmaschine hängt dies auch mit der geringen Verstärkung des Servosystems zusammen. Stellen Sie das Verstärkungspotentiometer ein und erhöhen Sie die Verstärkung, um sicherzustellen, dass der Fehler behoben werden kann. Übermäßiger Lärm während des Motorbetriebs. Die Oberflächenrauheit des Kommutators des Servomotors ist schlecht oder beschädigt. Öl oder Staub dringt in die Bürsten oder den Kommutator ein; Es kommt zu einer axialen Verschiebung des Motors. ⑤ Der Servomotor dreht sich nicht. Der Permanentmagnet des Motors ist gelöst; Der Servomotor mit elektromagnetischer Bremse konnte sich nach dem Einschalten aufgrund eines Bremsfehlers nicht lösen.
2, AC-Vorschubantrieb
1. Grundinspektion von AC-Servomotoren. Grundsätzlich sind AC-Servomotoren wartungsfrei, da sie keinen Schaden nehmen. Aufgrund der Präzisionsdetektoren in AC-Servomotoren können Kollisionen und Stöße jedoch zu Fehlfunktionen führen. Bei der Wartung sollten folgende Kontrollen durchgeführt werden: ① ob mechanische Schäden vorliegen; ② Ob das rotierende Teil normal von Hand gedreht werden kann; ③ Ist die Bremse bei Personen mit Bremsen normal? ④ Gibt es lose Schrauben oder Lücken? ⑤ Wird es in einem feuchten, temperaturempfindlichen und staubigen Bereich installiert?
2. Vorsichtsmaßnahmen bei der Installation von AC-Servomotoren. Nach Abschluss der Reparatur sind beim Einbau des Servos folgende Punkte zu beachten:
① Aufgrund der weniger dichten wasserdichten Struktur des Servosystems führt das Eindringen von Schneidflüssigkeit, Schmieröl usw. in das Innere zu einer Verschlechterung der Isolationsleistung oder zu einem Wicklungskurzschluss. Daher sollte darauf geachtet werden, Spritzer von Schneidflüssigkeit so weit wie möglich zu vermeiden;
② Bei der Montage des Servomotors am Getriebe ist beim Nachfüllen von Schmieröl zu beachten, dass der Schmierölstand im Getriebe niedriger sein muss als die Abtriebswelle des Servos, um ein Eindringen von Schmieröl in den Innenraum zu verhindern.

③ Bei der Befestigung von Verbindungsbauteilen wie Servokupplungen, Zahnrädern und Zahnriemen dürfen auf keinen Fall Kräfte einwirken, die die zulässigen radialen und axialen Belastungen überschreiten.
④ Stellen Sie gemäß den Anweisungen die korrekte Verbindung zwischen den Servo- und Steuerkreisen her.
3. Häufige Fehler von AC-Servomotoren. Darunter folgende Punkte:
① Das Rotorpositionserkennungsgerät ist defekt. Bei einer Fehlfunktion des Hall-Schalters oder des fotoelektrischen Impulsgebers kann es zu Kontrollverlust und Vibrationen im Vorschub kommen.
② Verwenden Sie ein Multimeter oder eine Brücke, um den Gleichstromwiderstand der Ankerwicklung zu messen, auf offene Stromkreise zu prüfen und mit einem Megaohmmeter auf gute Isolierung zu prüfen.
③ Trennen Sie den Rotor vom mechanischen Gerät und drehen Sie ihn von Hand. Unter normalen Umständen kann es zu Widerstand kommen. Lassen Sie nach dem Drehen in einem Winkel die Hand los und der Rotor kehrt zurück. Wenn sich der Rotor mehrere Umdrehungen ununterbrochen drehen kann und von Hand frei zum Stillstand kommt, ist der Motor beschädigt; Lässt es sich nicht von Hand drehen oder kehrt nach dem Drehen nicht zurück, liegt möglicherweise eine Fehlfunktion im mechanischen Teil vor.
④ Austausch des Impulsgebers. Wenn der Impulsgeber des AC-Servos defekt ist, sollte der Impulsgeber ausgetauscht werden.
3, Schrittmotorantrieb
Der Schrittmotorantrieb ist das am häufigsten verwendete Servoantriebssystem in Steuerungssystemen mit offenem Regelkreis. Die Struktur des Open-Loop-Zufuhrsystems ist relativ einfach, bequem für Debugging, Wartung und Verwendung, zuverlässig im Betrieb und kostengünstig. Es wird häufig in Werkzeugmaschinen mit allgemein geringen Präzisionsanforderungen eingesetzt.
Während des Gebrauchs weist das Schrittmotor-Antriebssystem die folgenden häufigen Fehler auf:
1. Motorüberhitzungsalarm. Möglicherweise ist die Arbeitsumgebung zu rau und die Umgebungstemperatur zu hoch; Falsche Parameterauswahl, z. B. zu hoher Strom, zu hoher Phasenstrom und die Möglichkeit, Parameter zurückzusetzen.
2. Wenn der Treiber oder Schrittmotor während der Arbeit einen durchdringenden Schrei von sich gibt und sich nach dem Schreien nicht dreht, liegt die spezifische Situation während der Verarbeitung oder des Betriebs vor. Der mögliche Grund dafür ist, dass die Eingangsimpulsfrequenz zu hoch ist und eine Blockierung verursacht wird, die durch Reduzieren der Eingangsimpulsfrequenz behoben werden kann; Die plötzliche Modulationsfrequenz des Eingangsimpulses ist zu hoch, was durch Reduzierung der plötzlichen Modulationsfrequenz des Eingangsimpulses behoben werden kann.

3. Wenn das Fahrzeug während des Arbeitsprozesses unter normalen Arbeitsbedingungen plötzlich stoppt.
4. Wenn der Schrittmotor mehrmals den Schritt verliert, besteht das mögliche durch diesen Fehler verursachte Phänomen darin, dass während des Betriebs eine bestimmte Achse des Schrittmotor-Antriebssystems plötzlich stoppt und sich dann weiter bewegt.
5. Ungleichmäßiger Betrieb mit Rütteln. Der Bearbeitungsprozess spiegelt sich darin wider, dass das Werkstück Vibrationsmuster und eine hohe Oberflächenrauheit aufweist.