PDF《技术 答疑》

技术 答疑 Technical Q&A

88 SERVO & MOTION CONTROL 2013f01 NO.

50

88 Q&A 【解答】 车螺纹时,是主轴旋转一圈,伺服轴(Z轴)前进一个螺距,发生乱牙,必定是主 轴或伺服轴出现问题. 该车床的主轴是由变频器驱动,主轴实际转速是由一接在主轴上的编码器检测并接 入数控控制器内.仔细观察数控显示器屏幕,观察到主轴实际转速值小于指令值,且实际值不断的 跳动. "主轴实际转速不稳定"会是乱牙的原因吗?又是什么原因造成了"主轴实际转速的不稳定" 呢? 经过对这台设备仔细观察,该主轴用一台55 kW的变频器驱动,功率很大,变频器的二次谐波 对电子仪器都有影响,这台车床的主轴用变频器与主轴编码器之间距离很小,又没有任何屏蔽防护 措施,于是将变频器控制柜移开足够远的距离,同时对主轴编码器加以屏蔽措施,再在显示屏上观 察主轴实际速度,实际速度已经与指令速度一致,并且无跳动,再试车螺纹,无乱牙现象. 【问题3】 在为某客户大型加工中心调试三菱M64数控系统,在车螺纹时出 现乱牙,经检查系统和加工程序是没有问题的,是什么因素引起 车螺纹乱牙的? Q A 【解答】 步进电机有一个技术参数:空载启动频率,即步进电机在空载情况下能够正常启动 的脉冲频率,如果脉冲频率高于该值,电机不能正常启动,可能发生丢步或堵转.在有 负载的情况下,启动频率应更低.如果要使电机达到高速转动,脉冲频率应该有加速过 程,即启动频率较低,然后按一定加速度升到所希望的高频(电机转速从低速升到高速). 【问题1】 图1所示的步进电机低速时可以正常运转,但若高于一定速度就无 法启动,并伴有啸叫声. Q A 【解答】 该车床为直流主轴驱动,LED3灯亮的原因是直流电机输入电源相序不正确,或者 缺相造成,由于机床已使用过,接线未动,不可能是相序不正确,应是缺相造成. 缺相原因可能是某个晶闸管损坏或驱动器未触发引起晶闸管工作转换(逆变).因 主轴开始能运行一段时间,只要不是热稳定性差就是未触发晶闸管工作转换(逆变)所致.速度反 馈回路、电流反馈回路及其控制电路是造成未触发晶闸管工作转换(逆变)的主要原因. 因此需要检查: ①查主轴编玛器及其传动,传动无松动,编玛器工作正常,说明速度反馈回路正常. ②更换主轴寺服控制板备用板,故障现象未改变(该板在另一台车床上试用正常),说明控制 回路正常. ③在电流反馈回路上,因未检测到零电流,系统撤消了触发脉冲,出现逆变颠覆导致缺相报 警,更换电流互感器后故障消除. 【问题2】 某CK6140数控车床系统:system-3TD31-05.CNC主板型 号:A20B-0008-0200.211.主轴伺服控制板型号:A350- 0008-T372/04.故障现象:车床主轴无论正、反转,运转约 5min后,按停止按钮,主轴旋转不能立即停止(无制动),若再 启动主轴(不论方向如何)时, CRT无显示报警号,主轴驱动器 控制板上的LED3灯亮,机床不能运行. Q A 图1 步进电机 图2 CK6140数控车床 图3 大型加工中心 图5 编码器 图4 SINUMERIK 810T系统 组编/李方园

89 SERVO & MOTION CONTROL 2013f01 NO.50 【问题5】 三菱CNC中,某客户在进行机 械精度补偿螺距总是报告无效. 【解答】 观察分析: 在三菱CNC系统中与机械精 度补偿有关的参数是#4000以后 的一组参数,容易引起误解的是 #4007,该参数是确定每一测量点之间的长 度,其设定单位是1/1000mm. 一般做精度补偿时,测量间隔为50mm, 有的客户就往往设定#4007=50,这样即使 用激光干涉仪测量了各点的误差,但补偿的 位置不对,仍然看起来无效.实际是补偿位 置不对. 设定#4007=50000,这时的测量点间 隔=50mm,用激光干涉仪测量了各点的误 差.就可以进行正确的补偿了. 三菱CNC的补偿功能强大,经过补偿 后,系统精度可达到0.0001mm. A Q 【解答】 经分析: a. 首先排除是否有机械抱闸和电气抱闸的影响;

b. 主轴电机型号参数设置错误;

c. 主轴电机相序连接错误. 故障排除方法: a. 如果机械抱闸没有打开,当然会对主轴电机运行有重大影响,这种情况是必须首先排除的;

b. 主轴电机型号参数是#3240,必须根据说明书正确设置;

另外参数#3205=1,也会出现此类 故障现象,应该设置#3205=2;

c. 应该重点检查主轴电机与主轴驱动器之间的相序连接.当相序连接错误时,多数会出现此类 故障现象. 【问题6】 三菱某数控系统,上电后,点动运行主轴,主轴运行不畅,颤动,抖动,并伴有沉闷的啸叫.请问如何处理? Q A 【解答】 观察分析及故障排除:该钻削中心的Z轴无配重装置,完全靠伺服电机报闸将其锁 定,在调试初期传送PLC程序时,Z轴下滑.即表明这时抱闸已经打开,通过分析PLC 程序,发现原程序对伺服电机报闸的控制不完善,如果在报闸打开时传送PLC程序,由 于传送PLC程序时, CNC系统又处于"急停"状态,伺服系统未处于工作状态,不具有锁定功能, 而报闸又打开,故Z轴由于自重而下滑,容易造成事故. 那么抱闸由什么信号控制最安全又能满足工作要求呢? 经过分析,采用NC系统本身发出的"伺服轴准备完毕信号"控制伺服电机报闸最为合理,在传 送PLC程序时,系统已经进入"急停状态", "伺服轴准备完毕信号"已经断开,这样抱闸信号也 断开.抱闸工作锁定Z轴不得下滑. 【问题7】 某三菱数控系统中,传输程序时,Z轴溜车.请问如何处理? Q A 【解答】

1、编码器本身故障:是指编码器本身元器件出现故障,导致其不能产生和输出正 确的波形.这种情况下需更换编码器或维修其内部器件.

2、编码器连接电缆故障:这种故障出现的几率 最高,维修中经常遇到,应是优先 考虑的因素.通常为编码器电缆断路、短路或接触不良,这时需更换电缆或接头.还应特别注意是 否是由于电缆固定不紧,造成松动引起开焊或断路,这时需卡紧电缆.

3、编码器+5V电源下降:是指+5V电源过低, 通常不能低于4.75V,造成过低的原因是供电电 源故障或电源传送电缆阻值偏大而引起损耗,这时需检修电源或更换电缆.

4、绝对式编码器电池电压下降:这种故障通常有含义明确的报警,这时需更换电池,如果参考 点位置记忆丢失,还须执行重回参考点操作.

5、编码器电缆屏蔽线未接或脱落:这会引入干扰信号,使波形不稳定,影响通信的准确性,必 须保证屏蔽线可靠的焊接及接地.

6、编码器安装松动:这种故障会影响位置控制 精度,造成停止和移动中位置偏差量超差,甚 至刚一开机即产生伺服系统过载报警,请特别注意.

7、光栅污染:这会使信号输出幅度下降,必须用脱脂棉沾无水酒精轻轻擦除油污. 【问题8】 图5所示的编码器的常见故障有哪些?该如何处理? Q A 【问题4】 一台配套SINUMERIK 810T 系统的数控车床(图4),一次 刀塔出现故障,转动不到位, 刀塔转动时,出现6016号报警 "SLIDE POWER PACK NO OPERATION". 【解答】 分析及处理过程: 根据工作原理和故障现象进 行分析,刀塔转动是由伺服电动 机驱动的,电动机一起动,伺服单元就产生 过载报警,切断伺服电源,并反馈给NC系统,显示6016报警.检查机械部分,更换 伺服单元都没有解决问题.更换伺服电动机 后,故障被排除. A Q