第8章伺服系統的故障診斷與維修8.1概述

8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.4位置檢測系統的故障診斷與維修8.5伺服系統故障診斷與維修實例第8章伺服系統的故障診斷與維修8.1概述8.1概述8.1.1伺服系統的概念數控機床伺服系統是指以機床移動部件的位置和速度作為控制量的自動控制系統，又稱隨動系統。在數控機床中，伺服系統是連接數控系統和數控機床本體的中間環節，是數控機床的“四肢”。因為伺服系統的性能決定了數控機床的性能，所以要求伺服系統具有高精度、快速度和良好的穩定性。研究與開發高性能的伺服系統一直是現代數控機床的關鍵技術之一。

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在實際應用中，數控機床的伺服系統出現故障的幾率較高，因此充分認識伺服系統的重要性，掌握伺服系統的故障診斷與維修方法是很有必要的。

下一頁上一頁返回8.1概述在實際應用中，數控機床的伺服系8.1概述8.1.2伺服系統的組成

數控機床的伺服系統一般由驅動控制單元、驅動元件、機械傳動部件、執行元件和檢測反饋環節等組成。驅動控制單元和驅動元件組成伺服驅動系統。機械傳動部件和執行元件組成機械傳動系統。檢測元件與反饋電路組成檢測裝置，亦稱檢測系統。下一頁上一頁返回8.1概述8.1.2伺服系統的組成下一頁上一頁返回8.1概述8.1.3伺服系統的工作原理伺服系統是一種反饋控制系統，它以指令脈沖為輸入給定值與輸出被調量進行比較，利用比較后產生的偏差值對系統進行自動調節，以消除偏差，使被調量跟蹤給定值。所以伺服系統的運動來源于偏差信號，必須具有負反饋回路，并且始終處于過渡過程狀態。在運動過程中實現了力的放大。伺服系統必須有一個不斷輸入能量的能源，外加負載可視為系統的擾動輸入。下一頁上一頁返回8.1概述8.1.3伺服系統的工作原理下一頁上一頁返回8.1概述8.1.4伺服系統的作用

在數控機床中，伺服系統是數控裝置和機床的聯系環節，它的作用是把來自數控裝置中插補器的指令脈沖或計算機插補軟件生成的指令脈沖，經變換和放大后，轉換為機床移動部件的機械運動，并保證動作的快速和準確。數控機床的精度和速度等技術指標，常常主要取決于伺服系統。下一頁上一頁返回8.1概述8.1.4伺服系統的作用下一頁上一頁返回8.1概述8.1.5伺服系統的分類數控機床伺服系統的分類方法很多。按伺服系統有無檢測元件或調節原理不同可分為開環伺服系統、閉環伺服系統和半閉環伺服系統；按作用或功能不同可分為主軸伺服系統（控制主軸的切削運動，以旋轉運動為主）和進給伺服系統（控制機床各坐標軸的切削進給運動）；按驅動電動機不同可分為直流伺服系統和交流伺服系統；按反饋比較控制方式不同可分為脈沖比較伺服系統、相位比較伺服系統和幅值比較伺服系統。上一頁返回8.1概述8.1.5伺服系統的分類上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

機床主軸主傳動是旋轉運動，傳遞切削力，伺服驅動系統分為直流主軸驅動系統和交流主軸驅動系統兩大類，有的數控機床主軸利用通用變頻器，驅動三相交流電動機，進行速度控制。數控機床要求主軸伺服驅動系統能夠在很寬范圍內實現轉速連續可調，并且穩定可靠。當機床有螺紋加工功能、C軸功能、準停功能和恒線速度加工時，主軸電動機需要裝配檢測元件，對主軸速度和位置進行控制。下一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修機床主軸主8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

主軸驅動變速目前主要有3種形式：一是帶有變速齒輪傳動方式，可實現分段無級調速，擴大輸出轉矩，滿足強力切削要求的轉矩；二是通過帶傳動方式，可避免齒輪傳動時引起的震動與噪聲，適用于低轉矩特性要求的小型機床；三是由調速電動機直接驅動的傳動方式，主軸傳動部件結構簡單，緊湊，這種方式主軸輸入的轉矩小。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修主軸驅動變8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.2.1常用主軸驅動系統介紹1．FANUC公司主軸驅動系統從20世紀80年代開始，FANUC公司已使用了交流主軸驅動系統，直流驅動系統已被交流驅動系統所取代。目前3個系列交流主軸電動機為：S系列電動機，額定輸出功率范圍1.5kW~37kW；H系列電動機，額定輸出功率范圍1.5kW～22kW；P系列電動機，額定輸出功率范圍3.7kW~37kW。該公司交流主軸驅動系統的特點為：

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.2.1常用主軸驅8.2主軸伺服系統故障診斷與維修1)采用CPU控制技術，進行矢量計算，從而實現最佳控制；2)主回路采用晶體管PWM逆變器，使電動機電流非常接近正弦波形；3)具有主軸定向控制、數字和模擬輸入接口等功能。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修1)采用CPU控制技術，8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2.SIEMENS公司主軸驅動系統

SIEMENS公司生產的直流主軸電動機有1GG5、1GF5、1GL5和1GH5這4個系列，與上述4個系列電動機配套的6RA24、6RA27系列驅動裝置采用晶閘管控制。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2.SIEMENS公司8.2主軸伺服系統故障診斷與維修20世紀80年代初期，該公司又推出了1PH5和1PH6兩個系列的交流主軸電動機，功率范圍為3kW~100kW。驅動裝置為6SC650D系列交流主軸驅動裝置或6SC611A(SIMODRIVE61lA)主軸驅動模塊，主回路采用晶體管PWM變頻控制的方式，具有能量再生制動功能。另外，采用微處理器80186可進行閉環轉速、轉矩控制及磁場計算，從而完成矢量控制。通過選件實現C軸進給控制，在不需要CNC的幫助下，實現主軸定位控制。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修208.2主軸伺服系統故障診斷與維修3．MITSUBISHI公司主軸驅動系統

MITSUBISHI公司主軸軀動裝置與CNC采用總線連接，主回路采用PWM技術。主軸與進給軸完全同步，使用90000P/RPM脈沖編碼器實現C軸功能。

MITSUBISHI公司主軸驅動有SPJ、SPJ2型小型化系列，SPJ2可通過增加PJEX擴展單元實現主軸的定位和C軸控制，所配備的主軸電動機為SJ-P、SJ-PF系列，其功率為0．2~7．5kW。SP系列是大型主軸驅動裝置，所配備的主軸電機為SJ系列，其功率為0.5～45kW。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3．MITSUBISH8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.2.2主軸伺服系統的常見故障形式當主軸伺服系統發生故障時，通常有3種表現形式：一是在操作面板上用指示燈或CRT顯示報警信息；二是在主軸驅動裝置上用指示燈或數碼管顯示故障狀態；三是主軸工作不正常，但無任何報警信息。常見數控機床主軸伺服系統的故障有以下幾種。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.2.2主軸伺服系8.2主軸伺服系統故障診斷與維修1．外界干擾故障現象：主軸在運轉過程中出現無規律性的振動或轉動。原因分析：主軸伺服系統受電磁、供電線路或信號傳輸干擾的影響，主軸速度指令信號或反饋信號受到干擾，主軸伺服系統誤動作。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修1．外界干擾下一頁上一8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

檢查方法：令主軸轉速指令信號為零，調整零速平衡電位計或漂移補償量參數值，觀察是否因系統參數變化引起的故障。若調整后仍不能消除該故障，則多為外界干擾信號引起主軸伺服系統誤動作。

采取措施：電源進線端加裝電源凈化裝置，動力線和信號線分開，布線要合理，信號線和反饋線按要求屏蔽，接地線要可靠。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修檢查方8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2．主軸過載故障現象：主軸電動機過熱、CNC裝置和主軸驅動裝置顯示過電流報警等。原因分析：主軸電動機通風系統不良、動力連線接觸不良、機床切削用量過大、主軸頻繁正、反轉等引起電流增加，電能以熱能的形式散發出來，主軸驅動系統和CNC裝置通過檢測，顯示過載報警。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2．主軸過載下一頁上一8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

檢查方法：根據CNC和主軸驅動裝置提示報警信息，檢查可能引起故障的各種因素。采取措施：保持主軸電動機通風系統良好，保持過濾網清潔；檢查動力接線端子接觸情況；正確使用和操作機床，避免超載。

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修檢查方8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3．主軸定位抖動故障現象：主軸在正常加工時沒有問題，僅在定位時產生抖動。原因分析：主軸定位一般分機械、電氣和編碼器3種準停定位，當定位機械執行機構不到位，檢測裝置信息有誤會時產生抖動。另外主軸定位要有一個減速過程，如果減速或增益等參數設置不當，也會引起故障。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3．主軸定位抖動下一頁8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

檢查方法：根據主軸定位的方式，主要檢查各定位、減速檢測元件的工作狀況和安裝固定情況，如限位開關、接近開關、霍爾元件等。

采取措施：保證定位執行元件運轉靈活，檢測元件穩定可靠。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修檢查8.2主軸伺服系統故障診斷與維修4．主軸轉速與進給不匹配故障現象：當進行螺紋切削、剛性攻牙或要求主軸與進給同步配合的加工時，出現進給停止主軸仍繼續運轉，或加工螺紋零件出現亂牙現象。原因分析：當主軸與進給同步配合加工時，要依靠主軸上的脈沖編碼器檢測反饋信息，若脈沖編碼器或連接電纜線有問題，會引起上述故障。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修4．主軸轉速與進給不匹8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

檢查方法：通過調用I/0狀態數據，觀察編碼器信號線的通斷狀態；取消主軸與進給同步配合，用每分鐘進給指令代替每轉進給指令來執行程序，可判斷故障是否與編碼器有關。采取措施：更換維修編碼器，檢查電纜線接線情況，特別注意信號線的抗干擾措施。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修檢查8.2主軸伺服系統故障診斷與維修5．轉速偏離指令值故障現象：實際主軸轉速值超過技術要求規定指令值的范圍。原因分析： （1）電動機負載過大，引起轉速降低，或低速極限值設定太小，造成主軸電動機過載； （2）測速反饋信號變化，引起速度控制單元輸入變化； （3）主軸驅動裝置故障，導致速度控制單元錯誤輸出； （4）CNC系統輸出的主軸轉速模擬量（±10V）沒有達到與轉速指令相對應的值。

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修5．轉速偏離指令值下一8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

檢查方法：

（1）空載運轉主軸，檢測比較實際主軸轉速值與指令值，判斷故障是否由負載過大引起； （2）檢查測速反饋裝置及電纜線，調節速度反饋量的大小，使實際主軸轉速達到指令值； （3）用備件替換法判斷驅動裝置故障部位； （4）檢查信號電纜線連接情況，調整有關參數使CNC系統輸出的模擬量與轉速指令值相對應。采取措施：更換維修損壞的部件，調整相關的參數。

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修檢查8.2主軸伺服系統故障診斷與維修6.主軸異常噪聲及震動首先要區別異常噪聲及振動發生在機械部分還是在電氣驅動部分： （1）若在減速過程中發生，一般是驅動裝置再生回路有故障； （2）主軸電動機在自由停車過程中若存在噪聲和振動，則多為主軸機械部分故障； （3）若振動周期與轉速有關，應檢查主軸機械部分及測速裝置。若無關，一般是主軸驅動裝置參數未調整好。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修6.主軸異常噪聲及震動下8.2主軸伺服系統故障診斷與維修7．主軸電動機不轉

CNC系統至主軸驅動裝置一般有速度控制模擬量信號和使能控制信號，主軸電動機不轉應重點圍繞著兩個信號進行檢查。 （1）檢查CNC系統是否有速度控制信號輸出； （2）檢查使能信號是否接通。通過I/0狀態，確定主軸的啟動條件如潤滑、冷卻等是否滿足； （3）主軸驅動裝置故障； （4）主軸電動機故障。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修7．主軸電動機不轉下一8.2主軸伺服系統故障診斷與維修下一頁上一頁返回8.2.3直流主軸伺服系統的特點和故障診斷1.直流主軸伺服系統的特點1）簡化了變速機構

系統簡化了傳統的主軸變速機構，傳統的主軸變速機構采用恒定速度的交流異步電動機，由離合器、齒輪等組成的多級機械變速裝置的結構。

8.2主軸伺服系統故障診斷與維修下一頁上一頁返回8.2.8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2）具有適應工廠環境的全封閉結構直流主軸電動機采用全封閉的結構形式，所以能在有塵埃和切削液飛濺的工業環境中使用。3）軸電動機采用特殊的熱管冷卻系統，外形小在主軸電動機軸上裝入了比銅的熱傳導率大數百倍的熱管，能將轉子產生的熱立即向外部發散。為了把發熱限制在最小限度以內，定子內采用了獨特方式的特殊附加磁極，減小了損耗，提高了效率。

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2）具有適應工廠環境的全8.2主軸伺服系統故障診斷與維修4）驅動方式性能好主軸伺服單元采用晶閘管三相全波驅動方式，主軸振動小，旋轉靈活。5）軸控制功能強，容易與數控系統配合在與NC結合時，主軸伺服單元準備了必要的D/A轉換器、超程輸入、速度計數器用輸出等功能。6）純電式主軸定位控制功能采用純電式主軸定位控制，能用純電式手段控制主軸的定位停止，故無需機械定位裝置，可進一步縮短定位時間。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修4）驅動方式性能好下一頁8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2．直流主軸伺服系統的日常維護1）安裝注意事項（1）伺服單元應置于密封的強電柜內。為了不使強電柜內溫度過高，應將強電柜內部的溫升設計在15℃以下；強電柜的外部空氣引入口務必設置過濾器；要注意從排氣口侵入塵?；驘熿F；要注意電纜出人口、門等的密封；冷卻風扇的風不要直接吹向伺服單元，以免塵埃等附著在伺服單元上。（2）安裝伺服單元時要考慮到容易維修檢查和拆卸。（3）電動機的安裝要遵守下列原則：下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2．直流主軸伺服系統的8.2主軸伺服系統故障診斷與維修①

安裝面要平，且有足夠的剛性，要考慮到不會受電動機振動等影響；②因為電刷需要定期維修及更換，因此安裝位置應盡可能使檢修作業容易進行；③出入電動機冷卻風口的空氣要充分，安裝位置要盡可能使冷卻部分的檢修清潔工作容易進行；④電動機應安裝在灰塵少、濕度不高的場所，環境溫度應在40℃以下；⑤電動機應安裝在切削液和油之類的東西不能直接濺到的位置上。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修①安裝面要平，且有足夠8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2）使用檢查（1）伺服系統啟動前的檢查按下述步驟進行：檢查伺服單元和電動機的信號線、動力線等的連接是否正確、是否松動以及絕緣是否良好；強電柜和電動機是否可靠接地；電動機電刷的安裝是否牢靠，電動機安裝螺栓是否完全擰緊。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2）使用檢查下一頁上一頁8.2主軸伺服系統故障診斷與維修（2）使用時的檢查注意事項：運行時強電柜門應關閉；檢查速度指令值與電動機轉速是否一致；負載轉矩指示(或電動機電流指示)是否太大；電動機有否發出異常聲音和異常振動；軸承溫度是否有急劇上升的不正?，F象；在電刷上是否有顯著的火花發生痕跡。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修（2）使用時的檢查注意事8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3）日常維護（1）對強電柜的空氣過濾器每月清掃一次；（2）強電柜及伺服單元的冷卻風扇應每兩年檢查一次；（3）主軸電動機每天應檢查旋轉速度、異常振動、異常聲音、通風狀態、軸承溫度、機殼溫度和異常臭味；（4）主軸電動機每月（至少也應每三個月）應作電動機電刷的清理和檢查、換向器檢查；（5）主軸電動機每半年（至少也要每年一次）需檢查測速發電機、軸承，做熱管冷卻部分的清理和絕緣電阻的測量。

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3）日常維護下一頁8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3.直流主軸伺服系統的故障診斷

表8-1列出了直流主軸伺服系統的故障現象及故障診斷

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修3.直流主軸伺服系統的8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.2.4交流主軸伺服系統的特點和故障診斷目前數控機床的主軸驅動多用交流主軸驅動系統，例如在SIEMENS810系統中較多地使用交流模擬主軸驅動，而FANUC0i系統則可以同時控制兩個主軸電動機，兩個主軸電動機可以都是數字式控制的，也可以一個是數字式，另一個為模擬式控制電動機。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修8.2.4交流主軸伺8.2主軸伺服系統故障診斷與維修1.交流主軸伺服系統的特點1）振動和噪聲小2）采用了再生制動控制功能3）交流數字式伺服系統控制精度高4）交流數字式伺服系統用參數設定（不是改變電位器阻值）調整電路狀態下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修1.交流主軸伺服系統的8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2.交流主軸伺服系統的故障診斷

SIEMENS810系統常用的主軸驅動系統是650/611A主軸驅動系統。

650系列交流主軸驅動系統發生故障時，通?？梢酝ㄟ^驅動系統面板上的數碼管顯示故障代碼，根據故障代碼即可判斷故障原因。表8-2為650系列驅動系統故障一覽表下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修2.交流主軸伺服系統的8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

若接通電源后，顯示器上所有數碼管均不亮，可能的故障原因為：（1）主電路進給線斷路器跳閘；（2）主回路進線電源至少有兩相以上存在缺相；（3）驅動系統至少有兩個以上的輸入熔斷器熔斷；（4）驅動系統模塊A1中的熔斷器熔斷；（5）顯示模塊H1和控制器模塊N1之間連接故障；（6）輔助控制電壓中的5V電源故障；（7）控制模塊N1故障。

下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修若接通8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

若接通電源時，數碼管上所有數碼位均顯示8，即顯示狀態為888888，可能的故障原因有：（1）控制器模塊N1故障；（2）控制模塊N1上的EPROM安裝不良或軟件出錯；（3）輸入/輸出模塊中的“復位”信號為“1”。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修若接8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

若開機時，61lA主軸驅動系統的液晶顯示器上無任何顯示，可能的原因有：（1）輸入電源存在“缺相”；（2）電源模塊至少有兩相以上輸入熔斷器熔斷；（3）電源模塊的輔助控制電源故障；（4）驅動系統設備母線連接不良；（5）主軸驅動模塊不良；（6）主軸驅動模塊的EPROM/FEPROM不良。下一頁上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修若開8.2主軸伺服系統故障診斷與維修

若主軸驅動系統正常顯示后，驅動系統的報警可以通過6位液晶顯示器的后4位進行顯示。發生故障時，顯示器的右邊第4位顯示“F”，右邊第3位、第2位為報警號，右邊第1位顯示“三”時，代表驅動系統存在多個故障，通過操作驅動器上的“十”鍵，可以逐個顯示存在的全部故障號。驅動系統常見的報警號以及可能的原因見表8-3所示。上一頁返回8.2主軸伺服系統故障診斷與維修若主8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.1常用進給驅動系統介紹1．FANUC進給驅動系統從1980年開始，FANUC公司陸續推出了小慣量L系列、中慣量M系列和大慣量H系列的直流伺服電動機及相應的驅動裝置。中、小慣量伺服電動機采用PWM速度控制單元，大慣量伺服電機是晶閘管速度控制單元。驅動裝置具有多種保護功能，如過速、過電流、過電壓和過載等。下一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.1常用進給驅8.3進給伺服系統故障診斷與維修2．SIEMENS進給驅動系統

SIEMENS公司在20世紀70年代生產1HU系列永磁式直流伺服電動機，配套的速度控制單元有6RA20和6RA26系列，前者采用晶體管PWM控制；后者采用晶閘管控制用于大功率驅動。進給伺服驅動系統除了各種保護功能外，還具有I2t熱效應監控等功能。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2．SIEMENS進給8.3進給伺服系統故障診斷與維修1983年推出交流驅動系統，由6SC610系列進給驅動裝置和6SC61lA（SIMODRIVE611A）系列進給驅動模塊、1FT5和1FT6系列永磁式交流同步電動機組成。驅動采用晶體管PWM控制技術。另外，SIEMENS公司還有用于數字伺服系統的SIMODRIVE611D、SIMODRIVE611U系列進給驅動模塊。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修1983年8.3進給伺服系統故障診斷與維修3．MITSUBISHI進給驅動系統

MITSUBISHI公司有HD系列永磁式直流伺服電動機，配套的6R系列伺服驅動單元，采用晶體管PWM控制術，具有過載、過電流、過電壓和過速保護，帶有電流監控等功能。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3．MITSUBISH8.3進給伺服系統故障診斷與維修

交流驅動單元有MR-J2S系列，該系列采用高分辨率編碼器，能夠適應多種系列伺服電動機需求。該驅動單元具有優異的自動調諧性能，高適應性的防振控制，能夠進行包含機械性能在內的最佳狀態調整功能。MR-E系列操作簡單，具有高響應性、高精度定位、能自動調諧實現增益設置。交流伺服電動機有HC系列。另外，MITSUBISHI公司還有數字伺服系統MDS-SVJ2系列交流驅動單元。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修交流驅動單8.3進給伺服系統故障診斷與維修4．步進驅動系統在步進電動機驅動的開環控制系統中，典型的產品比較多，例如，上海開通KT400數控系統及KT300步進驅動裝置，SIEMENS802S數控系統配STEPDRIVE步進驅動裝置級IMP5五相步進電動機等。另外，在特種加工和電加工領域應用也較廣泛，在我國快走絲線切割機床中，很多采用步進驅動系統。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修4．步進驅動系8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.2進給伺服系統的結構形式1．轉速反饋信號與位置反饋信號處理分離，驅動裝置與數控系統配接，這種方式驅動裝置與數控系統具有通用性。2．伺服電動機上的編碼器既作為轉速檢測，又作為位置檢測，位置處理和速度處理均在數控系統中完成。3．伺服電動機上的編碼器同樣作為速度和位置檢測，檢測信號經伺服驅動單元一方面作為速度控制，另一方面輸出至數控系統進行位置控制，驅動裝置具有通用性。在上述3種控制方式中，共同的特點是位置控制均在數控系統中進行，且速度控制信號均為模擬信號。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.2進給伺服系8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.3進給伺服系統的常見故障形式當進給系統出現故障時，通常有3種表現形式：一是在CRT或操作面板上顯示報警內容或報警信息；二是在進給驅動單元上用報警燈或數碼管顯示驅動單元的故障；三是進給運動不正常，但無任何報警信息。進給伺服系統常見的故障有以下幾種。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.3進給伺服系8.3進給伺服系統故障診斷與維修1．超程當進給運動超過由軟件設定的軟限位或由限位開關決定的硬限位時，就會發生超程報警，一般會在CRT上顯示報警內容，根據數控系統說明書，即可排除故障，解除報警。2．過載當進給運動的負載過大、頻繁正、反向運動以及進給傳動鏈潤滑狀態不良時，均會引起過載報警。一般會在CRT上顯示伺服電動機過載、過熱或過流等報警信息。同時，在強電樞中的進給驅動單元上，用指示燈或數碼管提示驅動單元過載、過電流等信息。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修1．超程下一頁上一頁返8.3進給伺服系統故障診斷與維修3．竄動在進給時出現竄動現象的原因有： （1）測速信號不穩定，如測速裝置故障、測速反饋信號干擾等； （2）速度控制信號不穩定或受到干擾； （3）接線端子接觸不良，如螺釘松動等。當竄動發生在由正向運動向反向運動的瞬間，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統增益過大所致。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3．竄動下一頁上一頁返8.3進給伺服系統故障診斷與維修4．爬行發生在起動加速段或低速進給時，一般是由于進給傳動鏈的潤滑狀態不良、伺服系統增益過低及外加負載過大等因素所致。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠連接用的聯軸器，由于連接松動或聯軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠轉動和伺服電動機的轉動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產生爬行現象。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修4．爬行下一頁上一頁返8.3進給伺服系統故障診斷與維修5．振動分析機床振動周期是否與進給速度有關。 （1）如與進給速度有關，振動一般與該軸的速度環增益太高或速度反饋故障有關。 （2）若與進給速度無關，振動一般與位置環增益太高或位置反饋故障有關。 （3）如振動在加減速過程中產生，往往是系統加減速時間設定過小造成的。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修5．振動下一頁上一頁返8.3進給伺服系統故障診斷與維修6．伺服電動機不轉數控系統至進給驅動單元除了速度控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC+24V繼電器線圈電壓。 （1）檢查數控系統是否有速度控制信號輸出。 （2）檢查使能信號是否接通。通過CRT觀察I/O狀態，分析機床PLC梯形圖（或流程圖），以確定進給軸的起動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足。 （3）對帶電磁制動的伺服電動機，應檢查電磁制動是否釋放。 （4）進給驅動單元故障。伺服電動機故障。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修6．伺服電動機不轉下一8.3進給伺服系統故障診斷與維修7．位置誤差當伺服軸運動超過位置允差范圍時，數控系統就會產生位置誤差過大的報警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因有：（1）系統設定的允差范圍過小。（2）伺服系統增益設置不當。（3）位置檢測裝置有污染。（4）進給傳動鏈累積誤差過大。（5）主軸箱垂直運動時平衡裝置（如平衡油缸等）不穩。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修7．位置誤差下一頁上一8.3進給伺服系統故障診斷與維修8．漂移當指令值為零時坐標軸仍移動，從而造成位置誤差。通過漂移補償和驅動單元上的零速調整來消除。9．回參考點故障機床不能回參考點或不準。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8．漂移下一頁上一頁返8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.4直流伺服電動機與交流伺服電動機的維護1.直流伺服電動機的維護1）直流伺服電動機的檢查（1）在數控系統處于斷電狀態且電動機已經完全冷卻的情況下進行檢查。（2）取下橡膠刷帽，用螺釘旋具擰下刷蓋取出電刷。圖8-1為直流伺服電動機電刷安裝部位示意圖。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.4直流伺服電8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）測量電刷長度，如FANUC直流伺服電動機的電刷由

10mm磨損到小于5mm時，必須更換同型號的新電刷。（4）仔細檢查電刷的弧形接觸面是否有深溝或裂痕，以及電刷彈簧上有無打火痕跡。如有上述現象，則要考慮電動機的工作條件是否過分惡劣或電動機本身是否有問題。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）測量電刷長度，如F8.3進給伺服系統故障診斷與維修（5）用不含金屬粉末及水分的壓縮空氣導入裝電刷的刷握孔，吹凈粘在刷孔壁上的電刷粉末。如果難以吹凈，可用螺釘旋具尖輕輕清理，直至孔壁全部干凈為止，但要注意不要碰到換向器表面。（6）重新裝上電刷，擰緊刷蓋。如果更換了新電刷，應使電動機空運行跑合一段時間，以使電刷表面和換向器表面相吻合。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（5）用不含金屬粉末及水8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）直流伺服電動機的日常維護（1）每天在機床運行時的維護檢查。在電動機運轉過程中要注意觀察電動機的旋轉速度；是否有異常的振動和噪聲；是否有異常臭味；檢查電動機的機殼和軸承的溫度。（2）直流伺服電動機的定期檢查。直流伺服電動機帶有數對電刷，電動機旋轉時，電刷與換向器摩擦而逐漸磨損。電刷異?；蜻^度磨損，會影響電動機工作性能，所以對直流伺服電動機進行定期檢查是必要的。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）直流伺服8.3進給伺服系統故障診斷與維修

（3）每半年（最少也要每年一次）的定期檢查。這包括測速發電機的檢查，電樞絕緣電阻的檢查等。

3）直流伺服電動機的存放要求不要將直流伺服電動機長期存放在室外，也要避免存放在濕度高，溫度有急劇變化和多塵的地方，如需存放一年以上，應將電刷從電動機上取下來，否則易腐蝕換向器，損壞電動機。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）每半年（最少也8.3進給伺服系統故障診斷與維修4）當機床長期不運行時的保養機床長達幾個月不開動的情況下，要對全部電刷進行檢查，并要認真檢查換向器表面是否生銹。如有銹，要用特別緩慢的速度，充分、均勻地運轉。經過1～2h后再行檢查，直至處于正常狀態，方可使用機床。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修4）當機床長期不運行時的8.3進給伺服系統故障診斷與維修2.交流伺服電動機的維護交流伺服電動機與直流伺服電動機相比，最大的優點是不存在電刷維護的問題。應用于進給驅動的交流伺服電動機多采用交流永磁同步電動機，根據不同的規格要求，其永磁材料分別采用鐵氧體，鋁鎳和稀土材料。電動機采用全封閉結構形式，電動機的特點如下：下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2.交流伺服電動機的維8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）采用獨特的轉子結構，使其氣隙磁密按正弦分布，從而達到最小的轉矩波動；（2）定子采用無機殼結構，有良好的冷卻效果，并能減小體積和重量，以及高的加/減速能力；（3）無刷和全封閉的結構形式，使得電動機不需維修，即使在惡劣的使用環境下仍有很長的壽命。總之，交流伺服電動機性能已達到直流進給伺服電動機的性能。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）采用獨特的轉子結構8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.5直流伺服電動機與交流伺服電動機的故障診斷與維修1．直流伺服電動機的故障診斷與維修直流伺服電動機的常見故障及其診斷為：1）伺服電動機不轉當機床開機后，CNC工作正常，但實際伺服電機不轉，從電機本身以及相關部分來說，可能有以下幾方面的原因：下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.5直流伺服電8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）電樞線斷線或接觸不良。（2）電動機永磁體脫落。（3）制動器不良或制動器未通電造成的制動器未松開。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）電樞線斷線或接觸不8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）伺服電動機過熱伺服電機過熱可能的原因如下：（1）電動機負載過大。（2）由于切削液和電刷灰引起換向器絕緣不正常或內部短路。（3）由于電樞電流大于磁鋼去磁最大允許電流，造成磁鋼發生去磁。（4）對于帶有制動器的電動機，可能是制動線圈斷線、制動器未松開、制動摩擦片間隙調整不當而造成制動器不釋放。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）伺服電動機過熱下一頁8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）伺服電動機旋轉時有大的沖擊若機床電源剛接通，伺服電機即有沖擊，通常是由于電樞或測速機極性相反引起的。若沖擊在運動過程中出現，可能的原因如下：（1）測速發電機輸出電壓突變。（2）測速發電機輸出電壓的“紋波”太大。（3）電樞繞組不良或內部短路、對地短路。（4）測速發電機或者脈沖編碼器不良。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）伺服電動機旋轉時有大8.3進給伺服系統故障診斷與維修4）低速加工時工件表面有大的振紋造成低速加工時工件表面“振紋”的原因較多，包括刀具、切削參數、機床等方面的原因，應予以綜合分析，從電動機方面看有以下原因：（1）電動機的永磁體被局部去磁。（2）測速發電機性能下降。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修4）低速加工時工件表面有8.3進給伺服系統故障診斷與維修5）伺服電動機噪聲大造成直流伺服電機噪聲的原因主要有以下幾種：（1）換向器接觸面的粗糙或換向器損壞。（2）電動機軸向間隙太大。（3）切削液等進入電刷槽中，引起換向器的局部短路。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修5）伺服電動機噪聲大下一8.3進給伺服系統故障診斷與維修6）伺服電動機在運轉、停車或變速時有振動現象造成直流伺服電機轉動不穩、振動的原因主要有以下幾種：（1）測速發電機或者脈沖編碼器不良。（2）電樞繞組不良，繞組內部短路或對地短路。（3）若在工作臺快速移動時產生機床振動，甚至有較大的沖擊或伺服驅動器的熔斷器熔斷時，故障的主要原因是測速發電機電刷接觸不良。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修6）伺服電動機在運轉、停8.3進給伺服系統故障診斷與維修2．交流伺服電動機的故障診斷與維修1）交流伺服電動機常見故障（1）接線故障由于接線不當，在使用一段時間后就可能出現一些故障，主要為插座脫焊、端子接線松開引起的接觸不良。（2）轉子位置檢測裝置故障當霍爾開關或光電脈沖編碼器發生故障時，會引起電動機失控，進給有振動。（3）電磁制動故障帶電磁制動的伺服電動機，當電磁制動器出現故障時，會出現得電不松開、失電不制動的現象。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2．交流伺服電動機的故8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）交流伺服電動機故障判斷方法用萬用表或電橋測量電樞繞組的直流電阻，檢查是否斷路，并用兆歐表查絕緣是否良好。將電動機與機械裝置分離，用手轉動電動機轉子，正常情況下感覺有阻力，轉一個角度后手放開，轉子有返回現象。如果用手轉動轉子時能連續轉幾圈并自由停下，表明該電動機已損壞；如果用手轉不動或轉動后無返回，則電動機機械部分可能有故障。由交流伺服電動機故障引起的機床故障，主要表現為機床振動和緊急制動等。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）交流伺服電動機故障判8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.6進給伺服驅動系統的故障診斷與維修1．直流進給伺服驅動系統的故障診斷與維修1）6RA26系列伺服驅動系統的主要特點

SIEMENS6RA26**系列直流伺服驅動系統常用的有6RA26**-6MV30與6RA26**-6DV30兩種規格，前者（6MV30）用于電樞電壓為200V的直流伺服電機驅動，后者（6DV30）用于電樞電壓為400V的直流伺服電機驅動，最大輸出電流均可以達到175A。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修8.3.6進給伺服驅8.3進給伺服系統故障診斷與維修

為了提高系統可靠性，該系列驅動系統主要采取了以下措施：（1）晶閘管觸發電路采用了“填充式雙脈沖觸發”電路，可以有效防止“反并聯”橋式整流中存在的“逆變顛覆”現象。（2）驅動系統除常規的保護外，還設置了“相序保護”與“欠壓保護”等保護措施，提高了可靠性。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修為了8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）通過電流給定的靜態“顫動偏置”，以及采用大增益(戶>5)的電流調節器，提高了系統的快速性。（4）電流調節器引入了電流自適應控制，且比例系數與積分常數獨立調節，使系統在輕載情況下仍然能運行平穩，增加了系統的調速范圍。（5）系統的速度調節器引入了加速度調節環節，可以有效防止超調。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）通過電流給定的靜態8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）6RA26系列伺服驅動系統的狀態指示

SIEMENS6RA26**系列直流伺服驅動系統設有不同的狀態指示燈，其含義如下：（1）電源故障指示燈V96

故障指示燈V96安裝于電源同步與觸發控制板A2上，當指示燈亮時表示驅動系統存在故障，其可能的原因有如下幾點：下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）6RA26系列伺服驅8.3進給伺服系統故障診斷與維修①電源“相序”不正確。②電源“缺相”。③電源電壓低于額定值的80％。④驅動系統的控制端63未加入“使能”信號。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修①電源“相序”不正確。下8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）200ms延時封鎖指示燈V57200ms延時封鎖指示燈V57安裝在電源同步與觸發控制板A2上，當指示燈亮時代表驅動系統處于“停止”狀態，可能的原因有如下幾點：下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）200ms延時封鎖指8.3進給伺服系統故障診斷與維修①電樞回路或勵磁（1GS系列他勵直流伺服電機）回路斷線。②速度反饋信號斷線。③測速機不良。④勵磁電流太?。▋H1GS系列他勵直流伺服電機）。⑤驅動系統的控制端63未加入“使能”信號。⑥驅動系統的控制端64未加入“使能”信號。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修①電樞回路或勵磁（1GS8.3進給伺服系統故障診斷與維修

（3）調節器釋放指示燈V52

調節器釋放狀態指示燈V52安裝于電源同步與觸發控制板A2上，當指示燈亮時代表驅動系統處于“封鎖”狀態，可能的原因是驅動系統的控制端64未加入“使能”信號。（4）正組工作指示燈V56

調節器“正組”工作指示燈V56安裝于電源同步與觸發控制板A2上，當指示燈亮時代表驅動器主回路SCR的“正組”處在工作狀態。坐標軸靜止時，由于閉環調節作用，正組工作狀態指示燈V56與下述的“反組”工作指示燈V55交替閃爍。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）調節器釋放指示8.3進給伺服系統故障診斷與維修

（5）反組工作指示燈V55

調節器“反組”工作指示燈V55安裝于電源同步與觸發控制板A2上，當指示燈亮時代表驅動系統主回路SCR的“反組”處在工作狀態。與上述正組工作狀態指示燈V56一樣，坐標軸靜止時，與正組工作狀態指示燈V56交替閃爍。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（5）反組工作指示燈8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）6RA26系列驅動系統的故障診斷與維修

6RA26**系列直流伺服驅動器的出現故障時，如故障指示燈亮，可以根據上述的指示燈的狀態判別故障原因。對于指示燈未能指示的故障，產生故障可能的原因如下（當然，發生以下故障，還可能有電動機本身或者CNC方面的原因）。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）6RA26系列驅動系8.3進給伺服系統故障診斷與維修

（1）主回路熔斷器熔斷主回路熔斷器熔斷是SCR驅動系統的常見故障，造成熔斷器熔斷的原因有下述幾種：①電源進線“相序”不正確。由于SCR驅動器存在觸發脈沖與主電路的同步問題，因此對輸入電源的“相序”有嚴格的要求，若“相序”不正確，接通電源可能會立即引起驅動系統主回路熔斷器的熔斷。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）主回路熔斷器熔8.3進給伺服系統故障診斷與維修②機械故障造成負載過大。工作臺的摩擦阻力太大，齒輪嚙合不良引起“卡死”，工件與機床的干涉、碰撞，機械部件的“鎖緊”等都可能造成負載過大。出現以上故障時，一般可通過脫開電機與機械傳動系統間的連接與測量電動機的實際工作電流來進一步判斷確認。③切削條件不合適。如機床切削量過大、連續重切削等。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修②機械故障造成負載過大。8.3進給伺服系統故障診斷與維修④驅動系統存在故障。如控制單元的元器件損壞、控制板上設定端設定錯誤、電位器調整不當等。⑤驅動系統與電機間的連接錯誤。如速度負反饋被接成正反饋，使電機飛車或系統處于振蕩狀態。⑥電動機選用不合適或電機不良。如：因長期工作或其他原因引起直流伺服電機的“退磁”，造成勵磁電流過大：電機繞組存在局部短路，從而引起驅動器熔斷器熔斷。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修④驅動系統存在故障。如控8.3進給伺服系統故障診斷與維修（2）伺服電動機不轉當機床開機后，CNC工作正常，但實際伺服電動機不轉，從驅動系統以及相關部分來說，可能有以下幾方面的原因：

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（2）伺服電動機不轉下一8.3進給伺服系統故障診斷與維修①電樞線斷線或接觸不良。②“脈沖使能”信號或“控制使能”信號沒有送到驅動系統，這時，通常是驅動系統的V57指示燈不亮。③速度指令電壓連接不良或者斷線。④對于帶制動器的電動機來說，可能是制動器不良或制動器未通電造成的制動器未松開。⑤松開制動器用的直流電壓未加入或整流橋損壞、制動器斷線等。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修①電樞線斷線或接觸不良。8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）電動機轉速過高造成電動機轉速過高的原因主要有以下幾種：①電機電樞極性接反，使速度環變成了正反饋。②測速發電機極性接反，使速度環變成了正反饋。③他勵伺服電機的勵磁回路的電壓過低，如勵磁控制回路的電壓調節過低或勵磁回路斷線。④速度給定輸入電壓過高。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）電動機轉速過高下一8.3進給伺服系統故障診斷與維修（4）電機運轉不穩，速度時快時慢造成這種故障的原因主要有以下幾種：①驅動器參數調整不當，調節器未達到最佳工作狀態。②由于干擾、連接不良引起的速度反饋信號不穩定。③測速發電機安裝不良，或測速發電機與電機軸的連接不良。④伺服電動機的碳刷磨損。⑤電樞繞組局部短路或對地短路。⑥速度給定輸入電壓受到干擾或連接不良。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（4）電機運轉不穩，速度8.3進給伺服系統故障診斷與維修（5）電機啟動時間太長或達不到額定轉速造成這種故障的原因主要有以下幾種：①驅動系統的給定濾波器參數調整不當。②驅動系統的勵磁回路參數調整不當，勵磁電流過低。③電流極限調節過低。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（5）電機啟動時間太長或8.3進給伺服系統故障診斷與維修（6）輸出轉矩達不到額定值造成這種故障的原因主要有以下幾種：①驅動系統的電流極限調節過低。②速度調節器的輸出限幅值調整不當。③驅動系統的勵磁回路參數調整不當。④伺服電動機制動器未完全松開。⑤電樞線連接不良，接觸電阻太大。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（6）輸出轉矩達不到額定8.3進給伺服系統故障診斷與維修（7）伺服電動動機發熱造成這種故障的原因主要有以下幾種：①驅動系統的電流極限調節過高。②驅動系統的勵磁回路參數調整不當，勵磁電流過高。③伺服電動機制動器未完全松開。④電樞繞組局部短路或對地短路。除以上驅動系統本身不良外，當驅動系統在數控機床上使用時還可能出現以下綜合性的故障。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（7）伺服電動動機發熱下8.3進給伺服系統故障診斷與維修

（8）機床振動若坐標軸在數控機床停止時或移動過程中出現振動、爬行，除驅動系統本身設定、調整不當外，引起機床振動的原因主要有下述幾種：①機械系統連接不良，如聯軸器損壞等。②測速發電機不良。對于測速發電機不良的情況，可首先斷開系統的位置環與速度環，手動進行電動機的旋轉，觀察速度反饋電壓波形，如果出現電壓突然“跳變”的波形，說明反饋部件不良。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（8）機床振動下一頁8.3進給伺服系統故障診斷與維修③電動機電樞線圈不良(如局部短路等)。這種情況可以通過測量電動機的空載電流進行確認，若出現空載電流與轉速成正比增加的現象，說明電動機內部有局部短路現象。出現本故障一般應首先進行清理換向器、檢查電刷等環節，再進行測量確認。如果故障現象依然存在，則可能是電動機繞組存在局部短路現象，應對電動機進行進一步的檢查，必要時對其進行維修處理?！茯寗酉到y不良。應首先檢查驅動系統的調整與設定，若調整與設定正確，可通過更換驅動系統的控制線路板進行確認，必要時進行控制線路板的維修處理。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修③電動機電樞線圈不良(如8.3進給伺服系統故障診斷與維修⑤外部干擾。對于固定不變的干擾，可檢查速度、電流檢測端子以及同步端的波形，檢查是否存在干擾，并采取相應的措施。對于偶然性干擾，只有通過有效的屏蔽、可靠的接地等措施，盡可能予以避免。⑥系統振蕩。應觀察電動機電流的波形是否有振蕩，引起振蕩的可能原因是調整不當，測速機不良，或是機械傳動系統的間隙太大等原因。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修⑤外部干擾。對于固定不變8.3進給伺服系統故障診斷與維修（9）超調當驅動器本身無故障時，造成進給系統超調的原因有下述兩種：①伺服系統的“速度環”增益過低或“位置環”增益過高?？梢酝ㄟ^調整驅動器的電位器R25提高速度環增益，或通過改變CNC的機床參數，降低位置環增益進行優化處理。②伺服進給系統和機械進給系統的剛性過低。應檢查機械傳動系統，提高伺服進給系統的剛性。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（9）超調下一頁上一頁返8.3進給伺服系統故障診斷與維修（10）單脈沖進給精度差產生這種現象的原因有以下兩種：①機械傳動系統存在間隙、死區或精度不足。應重新調整機械傳動系統，消除間隙，減小摩擦阻力，提高機械傳動系統的靈敏度。②伺服系統“速度環”或“位置環”增益太低。應通過調整速度控制單元的電位器R25、R51，或通過改變CNC的機床參數，降低位置環增益，進行優化處理。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（10）單脈沖進給精度差8.3進給伺服系統故障診斷與維修（11）低速爬行在伺服進給系統元件本身無故障時，造成低速爬行的原因有以下兩種：①系統不穩定，產生低頻振蕩。②機械傳動系統慣量過大。對于這種情況，有時可以通過改變印制電路板上驅動器的重新調整解決。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（11）低速爬行下一頁上8.3進給伺服系統故障診斷與維修（12）圓弧切削時切削面出現條紋造成這一現象的原因有以下幾種：①伺服系統增益設定不當?？梢酝ㄟ^降低位置環增益，提高速度環增益解決。②檢查、確認驅動器的電流波形，確認電流是否連續。③檢查機械傳動系統是否有連接松動、間隙等。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（12）圓弧切削時切削面8.3進給伺服系統故障診斷與維修2．交流進給伺服驅動系統的故障診斷與維修

1）610驅動系統的使用要求（1）為減少開機瞬間對電網和驅動器的沖擊，對于功率較大的驅動器，在“進線側”應加浪涌電壓限制器。（2）驅動系統的控制端96具有外部電流極限控制功能，當使用該功能時，調節器模塊內部的速度監控功能將被取消。在這種情況下，如遇到電機“堵轉”、電機缺相等故障時，驅動系統將不再產生報警，因此，在通常情況下最好使用內部電流極限控制功能。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2．交流進給伺服驅動系8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）驅動系統具有停機“故障存儲”功能，利用該功能可以在主回路電源斷開后，將故障報警電路改變為由外部電源供電，使故障信息得以保存。使用該功能應注意以下幾點：①外加的+24V直流電壓最好通過PLC進行控制，正常工作時，外部+24V不加入驅動系統，當出現故障主回路停機時，再通過PLC加入。由于驅動系統內有很大的濾波電容，在關機的數秒鐘內，即使未加入外部電源并不會導致故障信息的丟失。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）驅動系統具有停機“8.3進給伺服系統故障診斷與維修②如控制需要，希望驅動系統始終外加+24V直流電壓時，這一電源的電壓應在DCl8~22V的范圍，如電壓過高，可能會造成驅動系統內、外電源間的相互影響，造成器件功耗的增加，使驅動器產生報警。

（4）維修時應檢查電氣柜的通風狀況，如發現風扇不轉或風量明顯減弱，應立即進行維修，以免散熱不良造成功率器件的損壞。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修②如控制需要，希望驅動系8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）610系列驅動系統的故障診斷與維修

610伺服驅動系統最常見的故障是電源模塊與調節器模塊的故障。電源模塊（GO）上設有4個故障指示燈，由下到上依次為V1、V2、V3、V4。各指示燈“亮”代表的含義為：V1：驅動系統存在報警(∑故障)。V2：驅動系統±15V輔助電源故障。V3：直流母線過電壓。V4：驅動系統端子63/64未加“使能”信號。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）610系列驅動系統的8.3進給伺服系統故障診斷與維修

調節器模塊中，每軸都安裝有4個故障指示燈，由上到下依次為V1（V5、V9），V2（V6、V10），V3（V7、V11），V4（V8、V12）。其中，V1、V2、V3、V4為第1軸；V5、V6、V7、V8為第2軸；V9、V10、V11、V12為第3軸。各指示燈代表的含義為：V1（V5、V9）：測速反饋報警。V2（V6、V10）：速度調節器達到輸出極限。V3（V7、V11)：驅動器過載報警（I2t監控）。V4（V8、V12）：伺服電動機過熱。當驅動系統發生報警時，相應的報警指示燈亮，在不同的故障情況下，故障指示燈的顯示及可能的原因如表8-4所示。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修調節8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）611A系列驅動系統的故障診斷與維修

61lA系列驅動系統與610系列十分類似，其故障分析的方法基本相同。在61lA驅動系統中，由于伺服驅動、主軸公用電源模塊，因此故障多與電源模塊有關，當61lA伺服驅動系統出現故障時可以根據表8-5進行分析處理。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）611A系列驅動系統8.3進給伺服系統故障診斷與維修3．步進電動機伺服驅動系統1）SIEMENS802S系統介紹

SIEMENS802S系統是步進電動機控制系統，專門為經濟型的數控車床、銑床、磨床及其它特殊用途的機床而設計的，是一種先進的經濟型CNC系統。SIEMENS802S系統的組成如圖8-2所示。SIEMENS802S系統各部件的連接關系如圖8-3所示。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3．步進電動機伺服驅動8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）系統操作面板（OP020）（2）機床操作面板（MCP）（3）中央控制單元（ECU模塊）（4）輸入輸出模塊（DI/DO模塊）（5）步進驅動器（STEPDRIVEＣ和STEPDRIVEＣ+）（6）步進電機（五相二十拍細分步進電機）下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（1）系統操作面板（OP8.3進給伺服系統故障診斷與維修SIEMENS802S系統的特點為：（1）采用32位微處理器（AM486DE2）；（2）采用S7-200的集成式PLC編程環境可以滿足相當復雜和多變的外部邏輯要求。PLC模塊帶16點數字輸入和16點數字輸出，額定電平為直流24V，輸出最大負載電流為0.5A。DI/DO模塊可通過總線插頭直接到ECU模塊上，輸入輸出點數可根據需要通過增加模塊來逐級增加，最多可擴展至4個DI/DO模塊（即64點輸入和輸出）；下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修SIEM8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）裝備分離式小尺寸操作面板（OP020）和機床控制面板（MCP）；（4）啟動數據少，安裝調試方便，具有中英文菜單顯示，操作編程簡單；（5）可以用機床數據來匹配各種可能的機械配置，具有特佳的靈活性；下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）裝備分離式小尺寸操8.3進給伺服系統故障診斷與維修（6）利用RS232通訊接口，可與電腦或其它設備進行數據交換；（7）可控制2~3個進給軸和一個開環主軸（如變頻器），可通過脈沖和方向信號與步進電機驅動器相連，以控制進給軸；（8）具有8M靜態存儲器，4MFLASH存儲器（閃存）；（9）具有豐富的加工指令、圖形編程、固定循環、示教功能；（10）裝置5.7英尺液晶顯示屏。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（6）利用RS232通訊8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）步進驅動系統故障硬件報警與處理驅動系統中有四個LED發光二極管用于模塊報警，分別是RDY、TMP、FLT和DIS。LED報警燈的含義以及所應采取的措施見表8-6。

下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修2）步進驅動系統故障硬件8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）步進電動機驅動系統常見故障及其維修（1）步進驅動裝置故障(STEPDRIVECfault)

故障現象：驅動裝置上的綠色發光二極管RDY亮，但驅動裝置的輸出信號RDY為低電平。如果PLC應用程序中對RDY信號進掃描，則導致PLC運算結果錯誤。故障原因：機床現場無大地（PE與交流電源的中性線連接），靜電放電（工作環境差）。排除方法：首先將電氣柜中的PE與大地連接，如果仍有故障，則驅動裝置模塊可能損壞，更換驅動器模塊。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修3）步進電動機驅動系統常8.3進給伺服系統故障診斷與維修（2）高速時電動機堵轉故障現象：在快速點動(或運行GOO)時步進電動機堵轉“丟步”（注意：這里所指的丟步是步進電動機在設定的高速時不能轉動，而不是像某些簡易數控系統那樣，由于硬件不穩定，在系統工作過程中出現隨機的丟步），或使用了脈沖監控功能系統出現25201報警。故障原因：傳動系統設計問題。傳動系統在設定高速時所需的轉矩大于所選用步進電動機在設定的最高速度下的輸出轉矩。如果選擇的步進電動機正確，802S保證不會丟步。因此如果出現丟步說明所選擇的步進電動機不合適。請在設計時注意步進電動機的矩頻特性曲線。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修（2）高速時電動機堵轉下8.3進給伺服系統故障診斷與維修

排除方法： ①若進給倍率為85％時高速點動不堵轉則可使用折線加速特性； ②降低最高進給速度； ③更換大轉矩步進電動機。下一頁上一頁返回8.3進給伺服系統故障診斷與維修排除8.3進給伺服系統故障診斷與維修（3）傳動系統定位精度不穩定故障現象：某坐標