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数控系统典型故障分析二-【新闻】陇南

发布时间:2021-04-20 12:26:57 阅读: 来源:护肩厂家

数控系统典型故障分析(二)

二、机床爬行与振动

在数控机床中有很多明显的不正常现象,但在有一些经济数控系统中,却没有报警,即使有时出现报警,报警的信息表明也不是你所看到不正常现象的报警。机床出现爬行与振动就是一个明显的例子。机床以低速运行时,机床工作台是蠕动着向前运动;机床要以高速运行时,就出现震动。

关于机床爬行有的书上写着:由于润滑不好,而使机床工作台移动时摩擦阻力增大。当电机驱动时,工作台不向前运动,使滚珠丝杠产生弹性变形,把电机的能量贮存在变形上。电动机继续驱动,贮存的能量所产的弹性力大于静摩擦力时,机床工作台向前蠕动,周而复始地这样运动,而产生了爬行的现象。然而事实并非如此,仔细看一下导轨面润滑的情况,就可以断定不是这个问题。

机床爬行和振动问题是属于速度的问题。既然是速度的问题就要去找速度环,我们知道机床的速度的整个调节过程是由速度调节器来完成的。特别应该着重指出,速度调节器的时间常数,也就是速度调节器积分时间常数是以毫秒计的,因此,整个机床的伺服运动是一个过渡过程,是一个调节过程。

凡是与速度有关的问题,只能去查找速度调节器。因此,机床振动问题也要去查找速度调节器。可以从以下这些地方去查找速度调节器故障:一个是给定信号,一个是反馈信号,再一个就是速度调节器的本身。

第一个是由位置偏差计数器出来经D/A转换给速度调节器送来的模拟是VCMD,这个信号是否有振动分量,可以通过伺服板上的插脚来看一看它是否在那里振动。如果它就是有一个周期的振动信号,那毫无疑问机床振动是正确的,速度调节器这一部分没有问题,而是前级有问题,向D/A转换器或偏差计数器去查找问题。如果我们测量结果没有任何振动的周期性的波形。那么问题肯定出在其他两个部分。

我们可以去观察测速发电机的波形,由于机床在振动,说明机床的速度在激烈的振荡中,当然测速发电机反馈回来的波形一定也是动荡不已的。但是我们可以看到,测速发电机反馈的波形中是否出现规律的大起大落,十分混乱现象。这时,我们最好能测一下机床的振动频率与电机旋转的速度是否存在一个准确的比率关系,譬如振动的频率是电机转速的四倍频率。这时我们就要考虑电机或测速发电机有故障的问题。

因为振动频率与电机转速成一定比率,首先就要检查一下电动机是否有故障,检查它的碳刷,整流子表面状况,以及机械振动的情况,并要检查滚珠轴承的润滑的情况,整个这个检查,可不必全部拆卸下来,可通过视察官进行观察就可以了,轴承可以用耳去听声音来检查。如果没有什么问题,就要检查测速发电机。测速发电机一般是直流的。

测速发电机就是一台小型的永磁式直流发电机,它的输出电压应正比于转速,也就是输出电压与转速是线性关系。只要转速一定,它的输出电压波形应当是一条直线,但由于齿槽的影响及整流子换向的影响,在这直线上附着一个微小的交变量。为此,测速反馈电路上都加了滤波电路,这个滤波电路就是削弱这个附在电压上的交流分量。

测速发电机中常常出现的一个毛病就是炭刷磨下来的炭粉积存在换向片之间的槽内,造成测速发电机片间短路,一旦出现这样的问题就避免不了这个振动的问题。

这是因为这个被短路的元件一会在上面支路,一会在下面支路,一会正好处于换向状态,这3种情况就会出现3种不同的测速反馈的电压。在上面支路时,上面支路由于少了一个元件,电压必然要小,而当它这个元件又转到了下面支路时,下面的电压也小,这时不论在上面支路,还是在下面支路中,都必然使这两条支路的端电压下降,且有一个平衡电流流过这两条并联的支路,又造成一定的电压降。当这个元件处于换向,正好它也处于短路,这时上下两个支路没有短路元件,电压得以恢复,且也无环流。这样,与正常测速发电机状态一样。为此,三种不同情况下电压做了一个周期地变化,这个电压反馈到调节器上时,势必引起调节器的输出也做出相应地,周期地变化。这是仅仅说了一个元件被短路。特别严重时有一遍换向片全部被碳粉给填平了,全部短路,这样就会更为严重的电压波动。

反馈信号与给定信号对于调节器来说是完全相同的。所以,出现了反馈信号的波动,必然引起速度调节器的反方向调节,这样就引起机床的振动。

这种情况发生时,非常容易

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