一臺(tái)數(shù)控彎板機(jī)的維修過(guò)程CYBELEC公司生產(chǎn)的一臺(tái)數(shù)控機(jī)床發(fā)生故障。根據(jù)操作人員介紹,故障現(xiàn)象為該機(jī)床Y軸發(fā)生抖動(dòng),且時(shí)有時(shí)無(wú),時(shí)大時(shí)小。而該機(jī)床的Y軸是用直流伺服系統(tǒng)拖動(dòng)直流永磁式伺服電機(jī),伺服電機(jī)再通過(guò)一個(gè)蝸輪蝸桿傳動(dòng)副驅(qū)動(dòng)滑塊上、下運(yùn)行。在對(duì)機(jī)床從內(nèi)到外進(jìn)行必要的冷態(tài)觀察和檢測(cè),并對(duì)機(jī)床所處的狀態(tài)進(jìn)行了解后,我讓操作者先開(kāi)機(jī)。但是開(kāi)機(jī)后,并未發(fā)生他們所描述的故障,一切似乎正常。我走到Y(jié)軸伺服電機(jī)旁,隨手動(dòng)了一下其位置反饋用的編碼器的電纜,電機(jī)隨機(jī)發(fā)出振動(dòng)的響聲,再動(dòng)一下電纜,電機(jī)又發(fā)出振動(dòng)聲。我想,問(wèn)題可能出現(xiàn)在接線上,于是,斷電后打開(kāi)位置編碼器插頭,發(fā)現(xiàn)屏蔽層未接地,也未作任何其它處理。將位置反饋電纜的電機(jī)端用絕緣膠布暫時(shí)包裹后,插頭接好,再通電,反復(fù)動(dòng)該電纜,電機(jī)不再發(fā)出振動(dòng)聲音,至此,我以為問(wèn)題已解決,于是判定為電氣故障。我叫操作者反復(fù)操作Y軸,可是,大概過(guò)了不到十分鐘,Y軸電機(jī)再次發(fā)出振動(dòng)聲(在靜止?fàn)顟B(tài)),通過(guò)傳動(dòng)輪可以明顯地看到,該電機(jī)處于頻繁的動(dòng)態(tài)校正過(guò)程。我想,這驗(yàn)證了我*初的想法,亦即問(wèn)題是出在驅(qū)動(dòng)器上,于是我對(duì)驅(qū)動(dòng)器(即伺服單元),進(jìn)行了反復(fù)的檢測(cè)、調(diào)整,并反復(fù)斷電、開(kāi)機(jī),但電機(jī)振動(dòng)依然消除不了,包括改變其增益,調(diào)整零點(diǎn)漂移等等,均不見(jiàn)效果。后來(lái),懷疑電機(jī)是帶負(fù)載的情形,于是拆下了蝸輪蝸桿副中的蝸輪,這樣,電機(jī)是不帶任何負(fù)載的,再通電時(shí),發(fā)現(xiàn)該電機(jī)仍然振動(dòng)如舊。我想再調(diào)整驅(qū)動(dòng)器也沒(méi)有用的,因?yàn)殡姍C(jī)的旋轉(zhuǎn)是靠指令來(lái)進(jìn)行的,而此時(shí)NC并未給出任何指令,電機(jī)應(yīng)該靜止不動(dòng),之所以有轉(zhuǎn)動(dòng),一定是驅(qū)動(dòng)器接收到了指令電壓。而轉(zhuǎn)動(dòng)后又馬上朝著反方向校正回來(lái),這是因?yàn)镹C未收到來(lái)自操作者的任何運(yùn)動(dòng)指令,靠電機(jī)的位置編碼器校正回來(lái)的。所以問(wèn)題顯然出在驅(qū)動(dòng)器即伺服單元的指令回路上。
再通電,果然,電機(jī)靜止不動(dòng),一絲振動(dòng)也沒(méi)有。不過(guò)機(jī)床正常使用時(shí)不可能不加指令電壓的,那么,究竟是NC本身指令回路發(fā)生了漂移呢,還是驅(qū)動(dòng)器接收了外界干擾呢經(jīng)過(guò)試驗(yàn),改變NC指令回路電壓的偏置值,證明并非是NC指令電壓漂移,所以可以確定,電機(jī)的這個(gè)抖動(dòng)是由于驅(qū)動(dòng)器接收了外界的干擾。*后,通過(guò)對(duì)Y軸指令電纜的NC端實(shí)行接地屏蔽,消除了干擾,解決了這一電機(jī)抖動(dòng)的故障。事后,據(jù)該廠有關(guān)技術(shù)人員講,該機(jī)床到廠時(shí),并未對(duì)該機(jī)床的Y軸指令電纜作任何處理,為什么當(dāng)時(shí)未發(fā)生此種現(xiàn)象我想*根本原因還是出在該機(jī)床Y軸的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)上。該機(jī)床的Y軸是通過(guò)一個(gè)蝸輪蝸桿副傳動(dòng)的,按照一般的設(shè)計(jì)原則:一、蝸輪蝸桿宜采用兩種不同的材質(zhì),如鋼黃銅;二、蝸輪與蝸桿的嚙合應(yīng)用調(diào)整松緊的裝置。但實(shí)際情況是,該機(jī)床Y軸的蝸輪和蝸桿均為鋼件,且發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重研傷,而且沒(méi)有調(diào)整裝置。這樣,Y軸電機(jī)在靜態(tài)時(shí),負(fù)載很不均衡,動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)倒無(wú)所謂,但靜態(tài)時(shí)則不太正常,長(zhǎng)期使用,該軸驅(qū)動(dòng)器的靜態(tài)工作點(diǎn)發(fā)生偏移,各個(gè)工作參數(shù)都發(fā)生了不同的變化,外界的平擾也就自然得以引入了,于是才有了這種故障。所以數(shù)控機(jī)床的驅(qū)動(dòng)是一個(gè)從NCy驅(qū)動(dòng)器y伺服電機(jī)y傳動(dòng)機(jī)構(gòu)y負(fù)載的完整鏈條,若想機(jī)床的一個(gè)軸工作好,必須顧及此鏈條的每個(gè)環(huán)節(jié),彼此協(xié)調(diào)、匹配才行。這個(gè)問(wèn)題應(yīng)該在機(jī)床*初的設(shè)計(jì)階段就想辦法解決。
滿足PLC對(duì)安裝使用環(huán)境以及接地的要求;為防止來(lái)自電源的干擾,建議在電源和PLC之間接一個(gè)隔離變壓器或干擾濾波器;對(duì)于電感性執(zhí)行元件,應(yīng)正確外接滅弧電路(對(duì)交流負(fù)載)或續(xù)流二級(jí)管(對(duì)直流負(fù)載)并選擇好其電路參數(shù)。