摘要進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能在一定程度上決定了數(shù)控系統(tǒng)的性能，直接影響了加工工件的精度。對(duì)它做好良好的維護(hù)與維修，是數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵。介紹步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理和主要特性作簡(jiǎn)單介紹后，列出了步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要故障及排除，并列出相應(yīng)維修實(shí)例。簡(jiǎn)介了進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，列出了進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主要報(bào)警及處理、主要故障及排除，并列出了維修實(shí)例。關(guān)鍵詞；進(jìn)給系統(tǒng)、診斷、維修。數(shù)控機(jī)床進(jìn)給系統(tǒng)的故障診斷與維修前言進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的性能在一定程度上決定了數(shù)控系統(tǒng)的性能，決定了數(shù)控機(jī)床的檔次，因此，在數(shù)控技術(shù)發(fā)展的歷程中，進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的研制和發(fā)展總是放在首要的位置。數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)出的控制指令，是通過(guò)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械執(zhí)行部件，最終實(shí)現(xiàn)機(jī)床精確的進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的。數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是一種位置隨動(dòng)與定位系統(tǒng)，它的作用是快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)命令，精確地控制機(jī)床進(jìn)給傳動(dòng)鏈的坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)。它的性能決定了數(shù)控機(jī)床的許多性能，如最高移動(dòng)速度、輪廓跟隨精度、定位精度等。一、數(shù)控機(jī)床對(duì)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求（一）調(diào)速范圍要寬調(diào)速范圍rn是指進(jìn)給電動(dòng)機(jī)提供的最低轉(zhuǎn)速nmin和最高轉(zhuǎn)速nmax之比，即：rn=nmin/nmax。在各種數(shù)控機(jī)床中，由于加工用刀具、被加工材料、主軸轉(zhuǎn)速以及零件加工工藝要求的不同，為保證在任何情況下都能得到最佳切削條件，就要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須具有足夠?qū)挼臒o(wú)級(jí)調(diào)速范圍（通常大于110000）。尤其在低速（如0.1r/min）時(shí)，要仍能平滑運(yùn)動(dòng)而無(wú)爬行現(xiàn)象。（二）定位精度要高使用數(shù)控機(jī)床主要是為了：保證加工質(zhì)量的穩(wěn)定性、一致性，減少?gòu)U品率；解決復(fù)雜曲面零件的加工問(wèn)題；解決復(fù)雜零件的加工精度問(wèn)題，縮短制造周期等。數(shù)控機(jī)床是按預(yù)定的程序自動(dòng)進(jìn)行加工的，避免了操作者的人為誤差，但是，它不可能應(yīng)付事先沒(méi)有預(yù)料到的情況。就是說(shuō)，數(shù)控機(jī)床不能像普通機(jī)床那樣，可隨時(shí)用手動(dòng)操作來(lái)調(diào)整和補(bǔ)償各種因素對(duì)加工精度的影響。因此，要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有較好的靜態(tài)特性和較高的剛度，從而達(dá)到較高的定位精度，以保證機(jī)床具有較小的定位誤差與重復(fù)定位誤差（目前進(jìn)給伺服系統(tǒng)的分辨率可達(dá)1m或0.1m，甚至0.01m）；同時(shí)進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還要具有較好的動(dòng)態(tài)性能，以保證機(jī)床具有較高的輪廓跟隨精度。（三）快速響應(yīng)，無(wú)超調(diào)為了提高生產(chǎn)率和保證加工質(zhì)量，除了要求有較高的定位精度外，還要求有良好的快速響應(yīng)特性，即要求跟蹤指令信號(hào)的響應(yīng)要快。一方面，在啟、制動(dòng)時(shí)，要求加、減加速度足夠大，以縮短進(jìn)給系統(tǒng)的過(guò)渡過(guò)程時(shí)間，減小輪廓過(guò)渡誤差。一般電動(dòng)機(jī)的速度從零變到最高轉(zhuǎn)速，或從最高轉(zhuǎn)速降至零的時(shí)間在200ms以內(nèi)，甚至小于幾十毫秒。這就要求進(jìn)給系統(tǒng)要快速響應(yīng)，但又不能超調(diào)，否則將形成過(guò)切，影響加工質(zhì)量；另一方面，當(dāng)負(fù)載突變時(shí)，要求速度的恢復(fù)時(shí)間也要短，且不能有振蕩，這樣才能得到光滑的加工表面。要求進(jìn)給電動(dòng)機(jī)必須具有較小的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和大的制動(dòng)轉(zhuǎn)矩，盡可能小的機(jī)電時(shí)間常數(shù)和起動(dòng)電壓。電動(dòng)機(jī)具有4000r/s2以上的加速度。(四)低速大轉(zhuǎn)矩，過(guò)載能力強(qiáng)數(shù)控機(jī)床要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有非常寬的調(diào)速范圍，例如在加工曲線和曲面時(shí)，拐角位置某軸的速度會(huì)逐漸降至零。這就要求進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在低速時(shí)保持恒力矩輸出，無(wú)爬行現(xiàn)象，并且具有長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)較強(qiáng)的過(guò)載能力，和頻繁的起動(dòng)、反轉(zhuǎn)、制動(dòng)能力。一般，伺服驅(qū)動(dòng)器具有數(shù)分鐘甚至半小時(shí)內(nèi)1.5倍以上的過(guò)載能力，在短時(shí)間內(nèi)可以過(guò)載46倍而不損壞。（五）可靠性高數(shù)控機(jī)床，特別是自動(dòng)生產(chǎn)線上的設(shè)備要求具有長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)穩(wěn)定工作的能力，同時(shí)數(shù)控機(jī)床的維護(hù)、維修也較復(fù)雜，因此，要求數(shù)控機(jī)床的進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)可靠性高、工作穩(wěn)定性好，具有較強(qiáng)的溫度、濕度、振動(dòng)等環(huán)境適應(yīng)能力，具有很強(qiáng)的抗干擾的能力。二、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及排除步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，包括有步進(jìn)電動(dòng)機(jī)和步進(jìn)驅(qū)動(dòng)器。（一）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理簡(jiǎn)介及分類1. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)原理簡(jiǎn)介步進(jìn)電動(dòng)機(jī)流行于70年代，該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、控制容易、維修方面，且控制為全數(shù)字化；是一種能將數(shù)字脈沖轉(zhuǎn)化成一個(gè)步距角增量的電磁執(zhí)行元件；能很方便地將電脈沖轉(zhuǎn)換為角位移，具有較好的定位精度，無(wú)漂移和無(wú)積累定位誤差的優(yōu)點(diǎn)，能跟蹤一定頻率范圍的脈沖列，可作同步電動(dòng)機(jī)使用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，除功率驅(qū)動(dòng)電路之外，其它部分均可由軟件實(shí)現(xiàn)，從而進(jìn)一步簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。因此，至今國(guó)內(nèi)外對(duì)這種系統(tǒng)仍在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)。但是，由于步進(jìn)電動(dòng)機(jī)基本上是用開(kāi)環(huán)系統(tǒng)，精度不高，不能應(yīng)用于中高檔數(shù)控機(jī)床；步進(jìn)電動(dòng)機(jī)耗能大，速度低(遠(yuǎn)不如交、直流電動(dòng)機(jī))。因此，目前步進(jìn)電動(dòng)機(jī)僅用于小容量、低速、精度要求不高的場(chǎng)合，如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控，打印機(jī)、繪圖機(jī)等計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備。步進(jìn)電動(dòng)機(jī)是一種同步電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)同其它電動(dòng)機(jī)一樣，由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為激磁場(chǎng)，其激磁磁場(chǎng)為脈沖式，即磁場(chǎng)以一定頻率步進(jìn)式旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子則隨磁場(chǎng)一步一步前進(jìn)。2. 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)分類步進(jìn)電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生的原理可分為反應(yīng)式、永磁式及混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；從控制繞組數(shù)量上可分為二相、三相、四相、五相、六相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；從電流的極性上可分為單極性和雙極性步進(jìn)電動(dòng)機(jī)；從運(yùn)動(dòng)的型式上可分為旋轉(zhuǎn)、直線、平面步進(jìn)電動(dòng)機(jī)。(二） 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路控制方式1.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路控制方式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)繞組的驅(qū)動(dòng)電路，單極性電流一般采用圖2-1雙管串聯(lián)電路,雙極性電流一般采用圖2-1的H橋電路;對(duì)于三相混合式步進(jìn)電動(dòng)機(jī)則采用三相逆變橋電路,見(jiàn)圖2-1圖2-1 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路（三）步進(jìn)驅(qū)動(dòng)裝置常見(jiàn)故障及排除正如前所述，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)是開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)中最常選用的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。開(kāi)環(huán)進(jìn)給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，調(diào)試、維修、使用都很方便，工作可靠，成本低廉。在一般要求精度不太高的機(jī)床上曾得到廣泛應(yīng)用。使用過(guò)程中，步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)如下故障：1.電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警，可能原因及故障排除見(jiàn)表2-1。表2-1：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱的報(bào)警綜述故障現(xiàn)象可能原因排除措施有些系統(tǒng)會(huì)報(bào)警，顯示電動(dòng)機(jī)過(guò)熱。用手摸電動(dòng)機(jī)，會(huì)明顯感覺(jué)溫度不正常，甚至燙手工作環(huán)境過(guò)于惡劣，環(huán)境溫度過(guò)高重新考慮機(jī)床應(yīng)用條件，改善工作環(huán)境參數(shù)選擇不當(dāng)，如電流過(guò)大，超過(guò)相電流根據(jù)參數(shù)說(shuō)明書(shū)，重新設(shè)置參數(shù)電壓過(guò)高建議穩(wěn)壓電源2.工作過(guò)程中停車，在工作正常的狀況下，發(fā)生突然停車的故障。引起此故障的可能原因見(jiàn)表2-2。表2-2 工作過(guò)程中停車的故障綜述 可能原因檢查步驟排除措施驅(qū)動(dòng)電源故障用萬(wàn)用表測(cè)量驅(qū)動(dòng)電源的輸出更換驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路故障發(fā)生脈沖電路故障電動(dòng)機(jī)故障繞組燒壞更換電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈匝間短路或接地用萬(wàn)用表測(cè)量線圈間是否短路雜物卡住可目測(cè)消除外界的干擾因素3.無(wú)力或者是出力降低或稱“悶車”，即在工作過(guò)程中，某軸有可能突然停止，俗稱“悶車”，可能原因見(jiàn)表2-3。 表2-3：“悶車”的可能原因及排除措施故障部位可能原因排除措施驅(qū)動(dòng)器端故障電壓沒(méi)有從驅(qū)動(dòng)器輸出來(lái)檢查驅(qū)動(dòng)器，確保有輸出驅(qū)動(dòng)器故障更換驅(qū)動(dòng)器電動(dòng)機(jī)繞組內(nèi)部發(fā)生錯(cuò)誤電動(dòng)機(jī)端故障電動(dòng)機(jī)繞組碰到機(jī)殼，發(fā)生相間短路或者線頭脫落電動(dòng)機(jī)軸斷更換電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)定子與轉(zhuǎn)子之間的氣隙過(guò)大專業(yè)電動(dòng)機(jī)維修人員調(diào)整好氣隙或更換電動(dòng)機(jī)外部故障電壓不穩(wěn)重新考慮負(fù)載和切削條件會(huì)造成“悶車”的原因可能是：負(fù)載過(guò)大或切削條件惡劣重新考慮負(fù)載和切削條件 4.步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步或多步，此故障引起的可能現(xiàn)象是工作過(guò)程中，配置步進(jìn)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的某軸突然停頓，而后，又繼續(xù)走動(dòng)。此故障的可能原因具體綜述見(jiàn)表2-4。表2-4：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)失步或多步的可能原因及排除措施可能原因檢查步驟排除措施負(fù)載過(guò)大，超過(guò)電動(dòng)機(jī)的承載能力重新調(diào)整加工程序切削參數(shù)負(fù)載忽大忽小是否毛坯余量分配不均勻等調(diào)整加工條件負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量過(guò)大，啟動(dòng)時(shí)失步、停車時(shí)過(guò)沖可在不正式加工的條件下進(jìn)行試運(yùn)行，判斷是否有此想象發(fā)生重新考慮負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量傳動(dòng)間隙大小不均進(jìn)行機(jī)械傳動(dòng)精度的檢驗(yàn)進(jìn)行螺距誤差補(bǔ)償傳動(dòng)間隙產(chǎn)生的零件有彈性變形重新考慮這種材料的工件的加工方案（四）步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障及維修常見(jiàn)故障見(jiàn)表2-5。表2-5：步進(jìn)電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)故障綜述故障現(xiàn)象可能原因排除措施電動(dòng)機(jī)尖叫CNC中與伺服驅(qū)動(dòng)有關(guān)的參數(shù)設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)引起的正確設(shè)置參數(shù)電動(dòng)機(jī)不能旋轉(zhuǎn)保險(xiǎn)絲是否熔斷更換保險(xiǎn)絲動(dòng)力線短線確保動(dòng)力線連接良好參數(shù)設(shè)置不當(dāng)依照參數(shù)說(shuō)明書(shū)，重新設(shè)置相關(guān)參數(shù)電動(dòng)機(jī)卡死主要是機(jī)械故障，排除卡死的故障原因，經(jīng)驗(yàn)證，確保電動(dòng)機(jī)正常后，方可繼續(xù)使用生銹或故障更換步進(jìn)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱異常動(dòng)力線R、S、T連線不搭配正確連接R、S、T線三、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)介紹（一）進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成及分類1.進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)一般由驅(qū)動(dòng)控制單元，驅(qū)動(dòng)單元，機(jī)械傳動(dòng)部件，執(zhí)行機(jī)構(gòu)和檢測(cè)反饋環(huán)節(jié)等組成。驅(qū)動(dòng)控制單元和驅(qū)動(dòng)單元組成伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。機(jī)械傳動(dòng)部件和執(zhí)行機(jī)構(gòu)組成機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)。檢測(cè)元件和反饋電路組成檢測(cè)裝置，也稱檢測(cè)系統(tǒng)。進(jìn)給伺服系統(tǒng)的任務(wù)就是要完成各坐標(biāo)軸的位置控制。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)輸入的程序指令及數(shù)據(jù)，經(jīng)插補(bǔ)運(yùn)算后得到位置控制指令，同時(shí)，位置檢測(cè)裝置將實(shí)際位置監(jiān)測(cè)信號(hào)反饋于數(shù)控系統(tǒng)，構(gòu)成全閉環(huán)或半閉環(huán)的位置控制。經(jīng)位置比較后，數(shù)控系統(tǒng)輸出速度控制指令至各坐標(biāo)軸的驅(qū)動(dòng)裝置，經(jīng)速度控制單元驅(qū)動(dòng)伺服電動(dòng)機(jī)滾珠絲杠傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。伺服電動(dòng)機(jī)上的反饋裝置將轉(zhuǎn)速信號(hào)反饋回系統(tǒng)與速度控制指令比較，構(gòu)成速度反饋控制。因此，進(jìn)給伺服系統(tǒng)實(shí)際上是外環(huán)為位置環(huán)、內(nèi)環(huán)為速度環(huán)的控制系統(tǒng)。對(duì)進(jìn)給伺服系統(tǒng)的維護(hù)及故障診斷將落實(shí)到位置環(huán)和速度環(huán)上。組成這兩個(gè)環(huán)的具體裝置有：用于位置檢測(cè)的有光柵、光電編碼器、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器和磁柵等；用于轉(zhuǎn)速檢測(cè)的有測(cè)速發(fā)電動(dòng)機(jī)或光電編碼器等。2.進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類按伺服進(jìn)給系統(tǒng)使用的伺服類型，半閉環(huán)、閉環(huán)數(shù)控機(jī)床常用的伺服進(jìn)給系統(tǒng)可以分直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩大類。下面將分別按直流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來(lái)闡述其維修與維護(hù)的相關(guān)知識(shí)。（二）直流進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的介紹1.交流伺服系統(tǒng)的組成交流伺服系統(tǒng)主要由下列幾個(gè)部分構(gòu)成，如圖3-1所示。（1）交流伺服電動(dòng)機(jī)。可分為永磁交流同步伺服電動(dòng)機(jī)，永磁無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)及磁阻式伺服電動(dòng)機(jī)；（2）PWM功率逆變器?？煞譃楣β示w管逆變器、功率場(chǎng)效應(yīng)管逆變器、IGBT逆變器（包括智能型IGBT逆變器模塊）等。（3）微處理器控制器及邏輯門陣列?？煞譃閱纹瑱C(jī)、DSP數(shù)字信號(hào)處理器、DSP+CPU、多功能DSP（如TMS320F240）等；（4）位置傳感器（含速度）?？煞譃樾D(zhuǎn)變壓器、磁性編碼器、光電編碼器等；（5）電源及能耗制動(dòng)電路；（6）鍵盤及顯示電路；（7）接口電路。包括模擬電壓、數(shù)字I/O及串口通訊電路（8）故障檢測(cè)，保護(hù)電路。鍵盤、顯示RS232I/oDSP邏輯門陣列模擬輸入電源、制動(dòng)IGBT逆變器交流伺服電動(dòng)機(jī)故障檢測(cè)、保護(hù)位置傳感器圖3-1 交流伺服系統(tǒng)組成2.交流伺服電動(dòng)機(jī)的簡(jiǎn)介交流伺服電動(dòng)機(jī)可依據(jù)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行原理的不同，分為感應(yīng)式（或稱異步）交流伺服電動(dòng)機(jī)、永磁式同步電動(dòng)機(jī)、永磁式無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)、和磁阻同步交流伺服電動(dòng)機(jī)。這些電動(dòng)機(jī)具有相同的三相繞組的定子結(jié)構(gòu)。目前市場(chǎng)上的交流伺服電動(dòng)機(jī)產(chǎn)品主要是永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)及無(wú)刷直流伺服電動(dòng)機(jī)。四、進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障及排除（一）進(jìn)給伺服系統(tǒng)常見(jiàn)的故障及處理1.機(jī)床振動(dòng)指的是機(jī)床在移動(dòng)式或停止時(shí)的振蕩、運(yùn)動(dòng)時(shí)的爬行、正常加工過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)等等。故障可能是機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的原因，亦可能是伺服進(jìn)給系統(tǒng)的調(diào)整與設(shè)定不當(dāng)?shù)鹊取＃?）開(kāi)停機(jī)時(shí)振蕩的故障原因、檢查和處理方法見(jiàn)下表4-1。表4-1 機(jī)床振動(dòng)的原因與檢查、處理方法項(xiàng)目故障原因檢查步驟措施1位置控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤對(duì)照系統(tǒng)參數(shù)說(shuō)明檢查原因設(shè)定正確的參數(shù)2速度控制單元設(shè)定錯(cuò)誤對(duì)照速度控制單元說(shuō)明或根據(jù)機(jī)床廠提供的設(shè)定單檢查設(shè)定正確設(shè)定速度控制單元3反饋裝置出錯(cuò)反饋裝置本身是否有故障更換反饋裝置反饋裝置連線是否正確正確連接反饋線4電動(dòng)機(jī)本身有故障用替換法，檢查是否電動(dòng)機(jī)有故障如有故障，更換電動(dòng)機(jī)5振動(dòng)周期與進(jìn)給速度成正比故障原因：機(jī)床、檢測(cè)器、不良，插不精度差或檢測(cè)增益設(shè)定太高若插補(bǔ)精度差，振動(dòng)周期可能為位置檢測(cè)器信號(hào)周期的1或2倍；若為連續(xù)振動(dòng)，可能是檢測(cè)增益設(shè)定太高。檢查與振動(dòng)周期同步的部分，并找到不良部分更換或維修不良部分，調(diào)整或檢測(cè)增益2.機(jī)床定位精度或加工精度差 機(jī)床定位精度或加工精度差可分為定位超調(diào)、單脈沖進(jìn)給精度差、定位點(diǎn)精度不好、圓弧插補(bǔ)加工的圓度差等情況。其故障的原因、檢查和處理方法見(jiàn)表4-2。表4-2 機(jī)床定位精度和加工精度差的原因與檢查、處理方法項(xiàng)目故障原因檢查步驟措施超調(diào)1加/減速時(shí)間設(shè)定過(guò)小檢測(cè)起、制動(dòng)電流是否已經(jīng)飽和延長(zhǎng)加/減速時(shí)間設(shè)定2與機(jī)床的連接部分剛性差或連接不牢固檢查故障是否可以通過(guò)減小位置環(huán)增益改善減小位置環(huán)增益或提高機(jī)床的剛性單脈沖精度差1需要根據(jù)不同情況進(jìn)行故障分析檢查定位時(shí)位置跟隨誤差是否正確若正確，見(jiàn)第2項(xiàng)，否則第3項(xiàng)2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)存在爬行或松動(dòng)檢查機(jī)械部件的安裝精度與定位精度調(diào)整機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)3伺服系統(tǒng)的增益不足調(diào)整速度控制單元扮傻姑娘的相應(yīng)旋鈕，提高速度環(huán)增益提高位置環(huán)、速度環(huán)增益定位精度不良1需根據(jù)不同情況進(jìn)行故障分析檢查定位是位置跟隨誤差是否正確若正確，見(jiàn)第2項(xiàng)，否則第3項(xiàng)2機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)存在爬行或松動(dòng)檢查機(jī)械部件的安裝精度與定位精度調(diào)整機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)3位置控制單元不良更換位置控制單元板（主板）更換不良板4位置檢測(cè)器件（編碼器、光柵）不良檢測(cè)位置檢測(cè)器件（編碼器、光柵）更換不良位置檢測(cè)期間（編碼器、光柵）5速度控制單元控制板不良維修、更換不良板圓弧插補(bǔ)加工的圓度差1需根據(jù)不同情況進(jìn)行故障分析測(cè)量不圓度，檢查周向上是否變形，45方向上是否成橢圓若軸向變形，則見(jiàn)第2項(xiàng)，若45方向上成橢圓，則見(jiàn)第3項(xiàng)2機(jī)床反向間隙大、定位精度差測(cè)量各軸的定位精度與反向間隙調(diào)整機(jī)床，進(jìn)行定位精度、反向間隙的補(bǔ)償3位置環(huán)增益設(shè)定不當(dāng)調(diào)整控制單元，使同樣的進(jìn)給速度下各插補(bǔ)軸的位置跟隨誤差的差值在1%以內(nèi)調(diào)整位置環(huán)增益以消除各軸間的增益差4各插補(bǔ)軸的檢測(cè)增益設(shè)定不良在項(xiàng)目3調(diào)整后，在45上成橢圓調(diào)整檢測(cè)增益5感應(yīng)同步器或旋轉(zhuǎn)變壓器的接口板調(diào)整不良檢查接口板的調(diào)整重新調(diào)整接口板6絲杠間隙或傳動(dòng)系統(tǒng)間隙測(cè)量、重新調(diào)整間隙調(diào)整間隙或改變間隙補(bǔ)償值3.位置跟隨誤差超差報(bào)警 伺服軸運(yùn)動(dòng)超過(guò)位置允差范圍時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)就會(huì)產(chǎn)生位置誤差過(guò)大的報(bào)警，包括跟隨誤差、輪廓誤差和定位誤差等。主要原因及排除見(jiàn)表4-3。表4-3：位置跟隨誤差超差報(bào)警的原因及處理故障原因檢查步驟措施伺服過(guò)載或有故障查看伺服驅(qū)動(dòng)器相應(yīng)的報(bào)警指示燈減輕負(fù)載，讓機(jī)床工作在額定負(fù)載以內(nèi)動(dòng)力線或反饋線連接錯(cuò)誤檢查連線正確連接電動(dòng)機(jī)與反饋裝置的連接線伺服變壓器過(guò)熱查看相應(yīng)的工作條件和狀態(tài)觀察散熱風(fēng)扇是否工作正常，作好散熱措施保護(hù)熔斷器熔斷輸入電源電壓太低用萬(wàn)用表測(cè)量輸入電壓確保輸入電壓正常伺服驅(qū)動(dòng)器與CNC間的信號(hào)電纜連接不良檢查信號(hào)電纜的連接，分別測(cè)量電纜信號(hào)線各引腳的通斷確保信號(hào)電纜傳輸正常干擾檢查屏蔽線處理好地線以及屏蔽層參數(shù)設(shè)置不當(dāng)檢查設(shè)置位置跟隨誤差的參數(shù)，如：伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)，位置偏差值設(shè)定錯(cuò)誤或過(guò)小依參數(shù)說(shuō)明書(shū)正確設(shè)置參數(shù)速度控制單元故障都可以用同型號(hào)的備用電路板來(lái)測(cè)試現(xiàn)在的電路板是否有故障如果確認(rèn)故障，更換相應(yīng)電路板或驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)主板的位置控制部分故障編碼器反饋不良用手轉(zhuǎn)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，看反饋的數(shù)值是否相符如果確認(rèn)不良，更換編碼器機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)有故障如: 進(jìn)給傳動(dòng)鏈累計(jì)誤差過(guò)大或機(jī)械結(jié)構(gòu)連接不好而造成的傳動(dòng)間隙過(guò)大;排除機(jī)械故障，確保工作正常4.超程 當(dāng)進(jìn)給運(yùn)動(dòng)超過(guò)由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開(kāi)關(guān)決定的硬限位時(shí)，就會(huì)發(fā)生超程報(bào)警，一般會(huì)在CRT上顯示報(bào)警內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說(shuō)明書(shū)，即可排除故障，解除超程。具體情況見(jiàn)表4-4表4-4 超程故障的原因及排除故障現(xiàn)象可能原因排除措施系統(tǒng)出錯(cuò)，提示某軸硬件超程零件太大，不適合在此機(jī)床上加工重新考慮加工次零件的條件伺服的超程回路短路此次檢驗(yàn)超程回路，避免超程信號(hào)的誤輸入系統(tǒng)報(bào)警，提示某軸軟超程程序錯(cuò)誤重新編制程序刀具起點(diǎn)位置有誤重新對(duì)刀5.超過(guò)速度控制范圍（一般CRT上有超速的提示）速度控制單元超速的原因及排除見(jiàn)表4-5：表4-5 超速的報(bào)警及處理故障原因檢查步驟排除措施測(cè)速反饋連接錯(cuò)誤用萬(wàn)用表測(cè)量各端子極性按相應(yīng)端子連接好反饋線檢測(cè)信號(hào)不正確或無(wú)速度與位置檢測(cè)信號(hào)檢查聯(lián)軸器、與工作臺(tái)的連接是否良好正確連接工作臺(tái)與聯(lián)軸器之間的連接速度控制單元參數(shù)設(shè)定不當(dāng)或設(shè)置過(guò)低檢查相應(yīng)參數(shù)是否不當(dāng)，如加減速捷速時(shí)間常數(shù)設(shè)置過(guò)小重新設(shè)置參數(shù)位置控制板發(fā)生故障檢查來(lái)自F/V轉(zhuǎn)速的速度反饋信號(hào)為輸入到速度控制單元工作是否正常更換位置控制板或驅(qū)動(dòng)器（二）交流伺服電動(dòng)機(jī)的故障診斷及維修1.交流伺服電動(dòng)機(jī)的基本檢查 原則上說(shuō)，交流伺服電動(dòng)機(jī)可以不需要維修，因?yàn)樗鼪](méi)有損壞。但由于交流伺服電動(dòng)機(jī)內(nèi)含有精密檢測(cè)器，因此，當(dāng)發(fā)生碰撞、沖擊時(shí)可能會(huì)引起故障，維修實(shí)應(yīng)對(duì)作如下檢查：（1）是否受到任何機(jī)械損傷？（2）旋轉(zhuǎn)部分是否可用手正常轉(zhuǎn)動(dòng)？（3）帶制動(dòng)器的，制動(dòng)器是否正常？（4）是否有任何松動(dòng)螺釘或間隙？（5）是否安裝在潮濕、溫度變化劇烈和有灰塵的地方？等等。2.交流伺服電動(dòng)機(jī)常見(jiàn)的故障有：故障現(xiàn)象可能原因排除措施接線故障如：插座脫焊或端子接線松開(kāi)虛焊，連接不牢固確保連接正常且穩(wěn)定位置檢測(cè)裝置故障檢驗(yàn)其是否有輸出信號(hào)更換反饋裝置得電不松開(kāi)、失點(diǎn)不吸合制動(dòng)電磁制動(dòng)故障更換電磁閥轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)裝置故障 當(dāng)霍爾開(kāi)關(guān)或光電脈沖編碼器發(fā)生故障時(shí)，會(huì)引起失控，進(jìn)給有振動(dòng)。3.交流伺服故障判斷的方法有：(1)用萬(wàn)用表或電橋測(cè)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。(2）將與機(jī)械裝置分離，用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子，正常情況下感覺(jué)有阻力，轉(zhuǎn)一個(gè)角度后手放開(kāi)，轉(zhuǎn)子又返回現(xiàn)象；如果用手轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)子時(shí)能連續(xù)轉(zhuǎn)幾圈并自由停下，該已損壞；如果用手不動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng)后無(wú)返回，機(jī)械部分可能有故障。 4.脈沖編碼器的更換 如交流伺服的脈沖編碼器不良，就應(yīng)更換脈沖編碼器。更換編碼器應(yīng)按規(guī)定步驟進(jìn)行（請(qǐng)參照相應(yīng)安裝說(shuō)明書(shū)）。注意，原聯(lián)接部分無(wú)定位標(biāo)記的，編碼器不能隨便拆離，不然會(huì)使相位錯(cuò)位；對(duì)采用霍爾元件換向的應(yīng)注意開(kāi)關(guān)的出線順序。平時(shí)，不應(yīng)敲擊上安裝位置檢測(cè)裝置的部位。另外，伺服一般在定子中埋設(shè)熱敏電阻，當(dāng)出現(xiàn)過(guò)熱報(bào)警時(shí)，應(yīng)檢查熱敏電阻是否正常。五、進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的維護(hù)（一）直流伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù)1.存放要求 不要將直流伺服電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期存放在市外，也要避免存放在適度高，溫度有急劇變化和多塵的地方，如需存放一年以上，應(yīng)將電刷從電動(dòng)機(jī)上取下來(lái)，否則容易腐蝕換向器，損壞。2.當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)期不運(yùn)行時(shí)的保養(yǎng) 當(dāng)機(jī)床長(zhǎng)達(dá)幾個(gè)月不開(kāi)動(dòng)的情況下，要對(duì)全部電刷進(jìn)行檢查，并要認(rèn)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、均勻的運(yùn)轉(zhuǎn)。經(jīng)過(guò)12h后再行檢查，直至處于正常狀態(tài)，方可使用機(jī)床。3.電動(dòng)機(jī)的日常維護(hù) 每天在機(jī)床運(yùn)行時(shí)的維護(hù)檢查。在運(yùn)行過(guò)程中要注意觀察的旋轉(zhuǎn)速度；是否有異常的振動(dòng)和噪聲；是否有異常臭味；檢查電動(dòng)機(jī)的機(jī)殼和軸承的溫度；定期維護(hù)。由于直流伺服電動(dòng)機(jī)帶有數(shù)對(duì)電刷，旋轉(zhuǎn)時(shí)，電刷與換向器摩擦而逐漸磨損。電刷異?；蜻^(guò)度磨損，會(huì)影響工作性能，所以對(duì)直流伺服電動(dòng)機(jī)的日常維護(hù)也是相當(dāng)必要的。要每月定期對(duì)電刷進(jìn)行清理和檢查。數(shù)控車床、銑床和加工中心的直流伺服應(yīng)每年檢查一次，頻繁加、減速的機(jī)床（如沖床等）中的直流伺服應(yīng)每?jī)蓚€(gè)月檢查一次，檢查步驟如下：（1）在數(shù)控系統(tǒng)處于斷電狀態(tài)且已經(jīng)完全冷卻的情況下進(jìn)行檢查。（2）取下橡膠刷帽，用螺釘旋具刀擰下刷蓋取出電刷。（3）測(cè)量電刷長(zhǎng)度，如FANUC直流伺服電動(dòng)機(jī)的電刷由10mm磨損到小與5mm時(shí)，必須更換同型號(hào)的新電刷。（4）仔細(xì)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(wú)打火痕跡。如有上述現(xiàn)象，則要考慮的工作條件是否過(guò)分惡劣或本身是否有問(wèn)題。（5）用不含金屬粉末及水分的壓縮空氣倒入裝電刷的刷握孔吹凈粘在刷握孔壁上的電刷粉末。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。如果是更換了新電刷，要使空運(yùn)性跑合一段時(shí)間，以使電刷表面與換向器表面溫和良好（二）交流伺服電動(dòng)機(jī)的維護(hù)交流伺服電動(dòng)機(jī)與直流伺服電動(dòng)機(jī)相比，最大的優(yōu)點(diǎn)是不存在電刷維護(hù)的問(wèn)題。應(yīng)用于進(jìn)給驅(qū)動(dòng)的交流伺服電動(dòng)機(jī)多采用交流永磁同步電動(dòng)機(jī)，其特點(diǎn)是磁極是轉(zhuǎn)子，定子的電樞繞組與三相交流電樞繞組一樣，但它有三相逆變器供電，通過(guò)轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)其產(chǎn)生的信號(hào)去控制定子繞組的開(kāi)關(guān)器件，使其有序輪流導(dǎo)通，實(shí)現(xiàn)換流作用，從而使轉(zhuǎn)子連續(xù)不斷地旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子位置檢測(cè)器與轉(zhuǎn)子同軸安裝，用于轉(zhuǎn)子的位置檢測(cè)，檢測(cè)裝置一般為霍爾開(kāi)關(guān)或具有相位檢測(cè)的光電脈沖編碼器。結(jié)論畢業(yè)論文是本學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過(guò)這次比較完整的進(jìn)給系統(tǒng)診斷與維修，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊(cè)、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，而且通過(guò)對(duì)整體的掌控，對(duì)局部的取舍，以及對(duì)細(xì)節(jié)的斟酌處理，都使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。 雖然畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容繁多，過(guò)程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。和老師的溝通交流使我對(duì)進(jìn)給系統(tǒng)有了新的認(rèn)識(shí)也對(duì)自己提出了新的要求，提高是有限的但提高也是全面的，這必然會(huì)讓我在未來(lái)的工作學(xué)習(xí)中表現(xiàn)出更高的應(yīng)變能力，更強(qiáng)的溝通力和理解力。從不知道畢業(yè)論文怎么寫，到順利如期的完成本次畢業(yè)論文，這給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識(shí)的同時(shí)也對(duì)本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心，只有發(fā)現(xiàn)問(wèn)題面對(duì)問(wèn)題才有可能解決問(wèn)題，不足和遺憾不會(huì)給我打擊只會(huì)更好的鞭策我前行，今后我更會(huì)關(guān)注新問(wèn)題新技術(shù)的出現(xiàn)，并爭(zhēng)取盡快的掌握這些先進(jìn)的知識(shí)，更好的為祖國(guó)的四化服務(wù)。結(jié)束語(yǔ)本次論文的編寫，由于經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)的欠缺，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒(méi)有張一老師的督促指導(dǎo)，以及同學(xué)們的幫助，我自己是很難單獨(dú)完成這個(gè)畢業(yè)論文的。在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師張一老師。張一老師平日工作很多，但在我做畢業(yè)論文的每個(gè)階段，從最初的選擇題材到論文的完成，張一老師給了我很大的幫助。不但認(rèn)真給我講解在寫論文中間遇到的一些難題，還不定時(shí)的檢查并改正其中的錯(cuò)誤。他的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)和認(rèn)真負(fù)責(zé)的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣。然后，還要感謝大學(xué)三年來(lái)所有的老師，陪伴我走過(guò)即將踏上社會(huì)的日子，我的論文因?yàn)槔蠋煹闹匾暫完P(guān)心，才能順利完成。 謝謝老師！祝老師工作順利！祝學(xué)院更加美好！參考文獻(xiàn)1孫漢卿.數(shù)控機(jī)床維修技術(shù)M.北京:高等教育出版社，2005.2曹琰.數(shù)控機(jī)床應(yīng)用與維修M.北京:電子工業(yè)出版社，1994.3王兆義.電工電子技術(shù)基礎(chǔ)M.北京:高等教育出版社，2006.4錢平.交直流條數(shù)控制系統(tǒng)M.北京：高等教育出版社，2005.5廖兆榮.數(shù)控機(jī)床電氣控制M北京：高等教育出版社，2005.- 19 -