广州数控系统伺服驱动故障的分析

2014-04-16仲兴国

机床与液压 2014年10期

关键词：数控系统驱动器数控机床

仲兴国

(沈阳工学院机械与运载学院，辽宁抚顺 113122)

广州数控系统伺服驱动故障的分析

仲兴国

(沈阳工学院机械与运载学院，辽宁抚顺 113122)

进给伺服系统是数控机床重要的部件之一，发生故障的概率也相对较大。分析了伺服驱动器故障的表现形式与排除方法，介绍了某院工程中心二台GSK980TD数控车床出现的伺服系统故障以及故障的排除过程。

伺服驱动;故障诊断

现代数控机床以伺服驱动为主流，包括伺服驱动器和伺服电动机。伺服系统有半闭环和闭环系统之分。和传统的步进电动机相比，伺服电动机上都装有测量反馈装置，具有定位精度高、效率高、响应快、最低速和最高速之间转换平滑等优点。如果伺服驱动器或伺服电动机出现故障，都会有相应的报警代码显示在驱动器显示屏上。以下基于广州数控GSK980TD系统，分析伺服系统的故障现象和排除方法。

1 伺服驱动故障排除的一般原则

一般来说驱动器若一通电就出现报警，很有可能是驱动器已经烧坏。若在运行过程中或者通电一段时间以后才出现报警，则很有可能是外部问题造成。驱动器的报警代码不可能100%准确，但却为维修人员提供了一个参考依据和方向，在维修时应注重分析，处理的时候应该遵循由外到内的原则。不论哪种故障，检修都可以对以下内容作详细分析:系统及驱动器的参数设置是否正确;供电电压是否正常;线路是否有开路和短路现象;电动机的绝缘度是否良好;驱动器和电动机本身是否有故障。

2 常见故障的表现形式和排除方法

以广州数控GSKDA98A伺服驱动器和SJT系列伺服电动机为例。

2.1 驱动器出现1号报警

1号报警含义是超速。如果驱动器一接通电源就出现该报警，则很可能是驱动器或电动机损坏，需要更换或维修。如果是电动机运行时才出现，应该考虑到:驱动器和电动机的参数是否匹配;系统输出的脉冲指令频率是否过高;加减速时间常数是否过小;电子齿轮比设置是否过大;驱动器增益参数不合适引起的超调等。

2.2 驱动器出现2号报警

2号报警代表主电路过压。如果驱动器一接通电源就出现该报警，可能是驱动器有故障，需要更换或维修。如果是电动机运行时才出现，应该重点考虑:供给驱动器的电源电压是否过高;驱动器内部制动电阻或制动晶体管是否损坏等。

2.3 驱动器出现3号报警

3号报警含义是主电路欠压。其原因既可能是驱动器本身硬件损坏，也可能是外部电动机绝缘度低或动力线短路。如果是在机床运行过程中出现的，则可以考虑:供电电压是否良好;各级电源线的接线头是否牢固等。

2.4 驱动器出现4号报警

4号报警的意思是位置超差。对于该种报警，首先应想到是机械过紧，可以用手感觉一下传动件是否过紧或卡住;其次，如果电动机在运行的时候很快地窜动一下，紧接着驱动器出现4号报警，这种故障通常是由于驱动器接收电动机编码器的反馈信号异常造成的。

2.5 驱动器黑屏，与没通电时候一样，但有正常的工作电压输入

遇到这种情况不能马上判断为驱动器损坏，也有可能是外部线路短路。在处理的时候应先把必要的供电电源之外的其他接线全部去掉;如果此时有显示，则为外部接线有短路，应着重检查电动机接线，如果电动机接线没问题，但还是出现黑屏，则为驱动器硬件故障，需要更换或维修。如果驱动器黑屏是在电动机运行过程中出现，应该先检查供电电压是否正常，U、V、W的动力线是否有短路，电动机绝缘是否良好。如电动机绝缘损坏，要先维修好电动机，并且要按照相关规定要求将机床正确接地。

3 伺服驱动故障实例

某单位实训中心有二台配置为广州数控系统GSK980TD/DA98A伺服驱动器的数控车床，已经使用五年以上，期间发生过几次伺服驱动方面的故障，总结如下:

3.1 故障一

故障现象:机床一通电X轴就发生3号报警。

分析诊断:测量三相交流220 V输入电压均正常，保留驱动器的供电电源线及其与电动机之间的码盘线，将驱动器其他的接线负载全部去掉，通电后驱动器3号报警消失，证明驱动器本身完好。接着用兆欧表测量电动机三相电缆的对地电阻，发现其中两相已经短路，故障是电缆线有处破皮造成的，重新连接包扎好后，重新测量绝缘度均正常。

故障处理:把驱动器的负载接上试机，运行正常。

3.2 故障二

故障现象:机床运行时偶尔出现撞刀现象。机床在正常工作中，有时刀突然向里面撞，而且撞的时候会左右摆动，有时摆动后驱动会出现4号报警，有时撞刀后还继续走，撞刀位置不固定。

分析诊断:4号报警代表的含义是位置超差。由于该故障只是偶尔出现，比较难观察到故障现象，使维修比较不容易。

首先检查机械部分，没有发现问题，再检查驱动器、电动机、线路等。把电动机电源插头拆下也没有发现问题，接着检查码盘线，感觉有点松动，一边移动Z轴一边抖动码盘线，突然出现撞刀等问题，进一步确定是码盘线问题造成以上一系列故障，最后发现是码盘插头和插座的针孔大小不匹配造成有时候接触不良，在Z轴动作的时候一移动码盘线，Z轴就来回窜动，造成驱动器4号报警。

故障处理:更换码盘线后机床工作一直正常。

3.3 故障三

故障现象:在手动/自动方式，移动Z轴拖板时，X轴丝杠会偶尔移动或振动，使加工的工件表面产生很深的刀痕。

分析诊断:产生这种故障的原因，一是数控系统输出了脉冲信号，二是驱动器或伺服电动机本身有问题。在X轴振动时，查看驱动器上的位置指令脉冲数，发现没有变化。说明数控系统的脉冲信号没有出错，但是驱动器的当前位置脉冲显示有变化，就说明电动机或者驱动器可能有问题，检查信号线及调换驱动器后，故障依旧存在，确定是电动机故障。

故障处理:更换电动机，故障排除。