伺服维修之伺服驱动器维修,可分为主板(又叫CPU板)、驱动板和主回路维修三大块,现在主流的伺服系统,主板基本采用单片机为核心的数字控制电路,由于产品设计的专业、通用性与及自动智能化等要求,不但单片机软件的开发相当复杂、参数繁多,板上电路也相当复杂,器件集成度高,元件既小而分布又密,很多产品因工作环境考虑,还涂上一层保护膜,复杂的电路结构,往往需要我们绘制电路原理图来帮助分析,故障定位。对单片机和DSP原理比较清楚,善于分析数字电路的工程师,主板维修起来也如虎添翼,对于精小的元器件,焊接工具和焊接技术水平,就显得尤其的重要。维修的第一要素,就是尽可能避免维修过程中引入新的故障隐患!驱动板一般和变频器相当接近,一般是光耦等放大电路,不过速度要快很多,就是维修检测技巧特点,与传统家电维修不尽相同。电源电路一般也在驱动板上,更多时候是由于电源不良引起驱动故障,另外传感检测电路往往也在驱动板上,过流,过压,缺相,过载,编码器信号等问题也需要检查此板,这些电路并不复杂,主要是一些模拟电路,相对主板比较容易看到明显的故障,即使一时无法判断,通过故障的代码顺藤摸瓜也容易发现问题。主回路是容易修复的,一般就是先整流,然后电容稳压,后逆变,中间可能会有泄压保护回路(制动单元制动电阻之类),这些基本上都是模块为主的电路,更多是智能化IPM模块,坏了大都需要更换,不过主回路有问题后,一般都要先检查驱动板是否也跟着损坏了再决定换上新的模块上电,否则很容易因为驱动板故障引起新装上去模块的再次烧毁。
伺服驱动器是用来控制伺服电机的一种控制器,属于伺服系统的一部分,主要应用于高精度的定位系统,一般是通过位置、速度和力矩三种方式对伺服电机进行控制,实现高精度的传动系统定位,是现代运动控制的重要组成部分,被广泛应用于工业机器人及数控加工中心等自动化设备中。
伺服系统包括伺服驱动器和伺服电机,驱动器利用精密的反馈结合高速数字信号处理器DSP,控制IGBT产生精的电流输出,用来驱动三相永磁同步交流伺服电机达到调速和定位等功能,设备接地不良可能会造成触电、火灾或设备损坏。
数控机床伺服系统构成
数控机床伺服系统由驱动装置和执行机构两部分构成,数控机床伺服系统能够实现数控机床的进给伺服控制和主轴伺服控制,通过数控机床伺服系统对数控装置指令信息接收、放大、整形处理,能够将控制器的命令转换为机床执行部件的位移运动,从而实现对零件的切削加工。数控机床的伺服驱动装置要求具有良好的快速反应性能,准确而灵敏地跟踪数控装置发出的数字指令信号,执行来自数控装置的指令,提高系统的动态跟随特性和静态跟踪精度。伺服系统包括驱动装置和执行机构两部分,由主轴驱动单元、进给驱动单元和主轴伺服电动机、进给伺服电动机组成。
数控机床系统中伺服系统是将控制器的数字命令转换为具体加工的重要环节,因此伺服系统不仅结构原理复杂,对工件的加工和处理更有重要作用。伺服系统的运行稳定性直接影响机床的运行状态、工件的加工质量,为了在保证数控机床机械加工精度、准确度的前提下提升数控机床的生产效率,对伺服系统的故障预防、诊断和分析一直是数控机床应用中的重点问题。
进给系统常见故障与维修
1. 进给伺服系统故障类型
进给伺服系统由于其涉及的元件较多且功能复杂,因而进给伺服系统的故障类型也较为多样。笔者通过对数控机床进给伺服系统故障的总结和分析,其故障主要有以下几种类型。报警:报警主要是由于进给运动量超过软件设定的限位或限位开关决定的硬限位时发生的超程报警。另外,当系统进给运动的负载过大时,由于正反运动的过于频繁和进给传动链润滑状态不良也会发生报警。当伺服系统发生报警时,预示着伺服系统的工作出现问题,工作人员需要及时进行停机检查,避免数控机床故障处理不及时造成零件质量问题并对数控机床带来物理性损坏。窜动、爬行和振动:窜动、爬行和振动是数控机床伺服系统常见的故障,一旦窜动、爬行和振动现象发生,会直接导致机械加工精度和准确度的下降,给零件质量带来影响。窜动大多是由于测速装置故障导致的测速信号不稳定或者速度控制信号不稳定导致的,除此之外接线端子的接触不良也会导致窜动现象的发生。爬行发生的主要原因是传动链的润滑状态不良,伺服增益过低和外加负载过大等导致。振动现象的发生大多是由于进给速度太快或进给加速度过大导致的。位置误差和漂移:位置误差是由于伺服轴运动超过位置允许误差范围时导致,位置误差包括跟随误差、轮廓误差和定位误差等。漂移是指数控机床的指令值为零时,坐标轴仍然继续移动的现象,位置误差和漂移不仅会影响工件的加工质量,严重时还会发生撞车事故,给数控机床带来物理损伤。回参考点故障:机床回参考点故障一般表现为找不到参考点或者找不准参考点两类,回参考点故障大多是由于参考点减速开关接收信息故障或信号失效导致的。
2. 进给伺服系统常见故障的维修处理
进给伺服系统故障,一般可通过参考操作说明排除,如果遇到参考操作说明无法排除的故障则需要具体问题具体分析解决。当振动故障发生时可以对机械安装进行检查和调整,并保证伺服电机速度和位置检测的准确性,由于数控伺服系统中电子元件较多,因此还需要检查有无外部干扰影响,并且对驱动单元的参数进行排查,通过检查确定故障类型,如果是机械故障则对机械故障予以及时解决,如果是电气故障则需要具体确认发生问题的位置,通过维修或者元器件更换等手段对伺服系统故障进行维修处理。如果发生无法回参考点的现象,首先可以检查回参考点减速开关信号是否准确有效,并根据回参考点减速开关信号的问题采用原理分析法或追踪法分析等方法判断位置并及时的维修和处理。