伺服系统中检测器件常见故障与维修

　　检测器件是数控机床伺服系统的重要组成部分，用以检测各控制轴的位移和速度，在实际使用中，由于磨损和污染，经常会出现检测器件故障，造成伺服系统无法驱动机床正常运行。

　　一、常见故障及维修

　　1．机械振荡(加／减速时)

　　引发此类故障的常见原因有：①脉冲编码器出现故障。此时应检查速度检测单元反馈线端子上的电压是否在某几点电压下降，如有下降表明脉冲编码器不良，更换编码器；②脉冲编码器十字联轴节可能损坏，导致轴转速与检测到的速度不同步，更换联轴节；③测速发电机出现故障。修复，更换测速机。维修实践中，测速机电刷磨损、卡阻故障较多，此时应拆下测速机的电刷，用纲砂纸打磨几下，同时清扫换向器的污垢，再重新装好。

　　2．机械运动异常快速(飞车)

　　此类故障，应在检查位置控制单元和速度控制单元的同时，还应检查：①脉冲编码器接线是否错误；②脉冲编码器联轴节是否损坏；③检查测速发电机端子是否接反和励磁信号线是否接错。

　　3．主轴不能定向移动或定向移动不到位

　　此类故障，应在检查定向控制电路的设置调整、检查定向板、主轴控制印刷电路板调整的同时，还应检查位置检测器(编码器)的输出波形是否正常来判断编码器的好坏(应注意在设备正常时测录编码器的正常输出波形，以便故障时查对)。

　　4．坐标轴进给时振动

　　应检查电机线圈、机械进给丝杠同电机的连接、伺服系统、脉冲编码器、联轴节、测速机。

　　5．出现NC错误报警

　　NC报警中因程序错误，操作错误引起的报警。如FANUC6ME系统的Nc出现090.091报警，原因可能是：①主电路故障和进给速度太低引起；②脉冲编码器不良；③脉冲编码器电源电压太低(此时调整电源15V电压，使主电路板的+5V端子上的电压值在4.95-5.10V内)；④没有输人脉冲编码器的一转信号而不能正常执行参考点返回。

　　6伺服系统报警

　　伺服系统故障时常出现如下的报警号，如FANUC 6ME系统的416、426、436、446、456伺服报警；STEMENS 880系统的1364伺服报警；STEEMENS 8系统的114、104等伺服报警，此时应检查：①轴脉冲编码器反馈信号断线、短路和信号丢失，用示渡器测A、B相一转信号，看其是否正常；②编码器内部故障，造成信号无法正确接收，检查其受到污染、太脏、变形等。

　　二、故障实例

　　例l故障现象：CNC 862系统20车床，X向切削零件时尺寸误差达0.32mm/250mm，CRT无报警显示。

　　故障分析：本机床的X、Z轴为伺服单元控制直流伺服电机驱动，光电脉冲编码器为位置检测，造成加工尺寸误差的原因有：①X向滚珠丝杠与丝母副存在比较大的间隙或电机与丝杠相连接的轴承受损，导致实际行程与检测到的尺寸出现误差；②测量电路不良。

　　故障解决：经查丝杠与丝母间隙正常，轴承也无不良现象，测量电路的电缆连线和接头良好，用示波器检查编码器的榆测信号，波形不正常。拆下编码器，发现光电盘不透光部分不知什么原因出现三个透明点致使检测信号出现误差，更换编码器，问题解决。因为CNC 862系统的自诊断功能不是特别强，因此出现这样的故障时，机床不停机，也无NC报警显示。

　　例2故障现象：FANUC 6ME系统双面加工中心，X向运动过程中产生振动，CRT 出现NC416报警。

　　故障分析：引起故障的原因可能有①速度控制单元出现故障；②位置检测电路不良；③脉冲编码器反馈电缆和连接不良；④脉冲编码器不良；⑤伺服电机及测速机故障；⑥机床数据不正确。

　　故障解决：检查速度控制单元、主电路板、脉冲编码器反馈电缆和连接、机床数据均正常，然后将电机与机械部分脱开，用手转动电机，观察713号诊断状态(713诊断内容为：713.3～713.O分别为X轴脉冲编码器反馈信号、反馈一转信号、B相反馈信号、A相反馈信号。如果脉冲编码器断线，713.3为1，713.2、713.1、713.0正常时电机转动应为“0”、“1”不断变化)，发现713.0信号只为“0”不变“1”，用示波器检测脉冲编码器的A、B相和一转信号，发现A相信号不正常，可判定脉冲编码器不良，更换新编码器，故障解决。

　　例3故障现象：一台SIEMENS 880卧式加工中心工作台在旋转定位过程中出现故障，运行中断，CRT出现1364报警号，内容为1364 ORD 4B2 Measuing System Dirty即测量系统受污染。

　　故障解决：先拆下检测线路板和反馈电缆接头，用酒精清洗灰尘和油污，启动工作台，故障依旧，又拆下检测工作台位置的脉冲编码器，发现里面充满了大量机械油，原因是用以吹出编码器灰尘的压缩空气不洁净，机械油随压缩空气进入编码器造成的。用汽油将油污洗干净，并提高压缩空气质量，重新安装好编码器后，启动工作台，故障消除。

　　例4故障现象：SIEMENS 8系统卧式加工中心，加工中机床突然停止运行，CRT出现NC104报警，关断电源重新启动，报警消除，机床恢复正常，然而工作不久，又出现上述故障，如此反复。

　　故障分析：查询NC 104报警，内容为X轴测量闭环电缆折断短路，信号丢失，不正确的门槛信号、频率信号。本机床的X、Y、Z三轴采用光栅尺对机床位移进行位置检测，进行反馈控制形成一个闭环系统。

　　故障解决：检查读数头和光栅尺，光栅尺密封良好，均未受到油污和灰尘污染，并且读数头和光栅尺正常，又检查差动放大器和测量线路板，未发现不良现象，测量反馈端子，发现13号线电压不稳，停电后测量该线，发现有较大电阻，经查，发现此线在X向随导轨运动的一段处将要折断，似接非接，造成反馈值不稳，偏离其实际值，导致电机失步，经对断线处理后，启动机床，故障消除。

　　三、维护保养

　　(1)电源电压一定要为额定值，工作环境温度不能超标，以便于系统各集成电路、电子元件的正常工作。

　　(2)避免受到强烈振动和摩擦以防损伤代码板，同时避免受到灰尘油污的污染，以免影响正常信号的输出。

　　(3)避免外部电源、噪声干扰，要保证屏蔽良好，以免影响反馈信号。

　　(4)要保证反馈连接线的阻容正常，以保证正常信号的传输。

　　(5)各元件安装方式要正确，如编码器联接轴要同心对正，防止轴超出允许的载重量，以保证其性能的正常。