华中数控HSV-160伺服驱动器在机床上的应用调试

5 故障诊断与排除

　　当伺服驱动器发生故障时，机床上相关的部件在执行动作时就会表现出很多问题，这时可以通过发生的故障现象来查找原因。目前常见的诊断方法有直接观察法，替换法，参数检查法，隔离法，而通过报警形式来解决问题是最行之有效的办法之一。

　　HSV-160型伺服驱动器驱动的机床进给伺服系统的故障按机床提供的报警形式大致可分为三类：

　　(1)通过CRT或操作面板显示报警内容，它是利用软件的诊断程序来实现的。

　　(2)通过进给伺服驱动单元上的硬件(如发光二极管或数码管指示，保险丝熔断等)来显示报警驱动单元的故障。

　　(3)机床进给运动机构不能正常工作，但伺服驱动器上没有任何报警显示。

　　结合这三种报警形式就可快速地对故障进行分析与判断，从而解决问题。

　　在第一种情况时，需进行机床上下电，伺服驱动器复位后，故障问题可自动消除。

　　例如：面板上出现驱动器未就绪报警，原因为PLC扫描周期未完成，经按下急停按钮，再旋开后，系统经过复位，故障自动得以解除。

　　遇到第二种情况时，驱动面板上的数码管会显示对应的报警信息，用户可通过面板上的报警号来处理故障问题。

　　此类问题出现的原因大多为参数未设置好或部件损坏所致。处理这种问题时可以采用交换法。例如：一台数控车床，按下x轴正向按钮后，X轴不移动，其他功能正常。

　　故障分析：首先，判断故障可能由系统、驱动器或电动机引起的，这时可以采用交换法来排除故障。将伺服电动机驱动电缆交换一下以后，工轴工作正常，z轴电动机不动，说明电动机是正常的，系统到驱动器信号也正常。由此可判断出原x轴驱动器损坏，换上一个正常的驱动器试后，发现x轴能够正常移动，故障排除。

　　当遇到第三种情况时，大多是线路连接和参数未设置好的问题，也是最不容易查找与解决的，但只要采用合理的诊断方法，问题就可以迎刃而解。下面以几个在我厂应用中出现的问题与解决方法进行说明。动，但幅度不大。

　　此故障属于参数设置不当问题。

　　故障分析：经过观察，传动环节间隙并不大，排除此原因。查看电动机负载端，电动机转距可以满足传动的要求。由此大致可判断出是驱动器速度环的设定和调整不当。调出速度环比例增益参数PA一2，此值为6 000。因为此参数设置越大，刚度越大，但过大会超调，正确范围应在1 800～2 560之间，所以将此值减小到2 500以后，现象消失，故障排除。

　　例2：数控机床在上电后，伺服电动机立即自动旋转起来，不受按钮控制。

　　此故障属于线路连接错误的问题。故障分析：经过观察，机床坐标轴的位置没有发生变化，伺服电动机连接完好无损，排除电动机损坏的可能，并且位置编码器安装位置也没有发生偏移。怀疑是编码器的管脚线号接错。拆开编码器后，对照图纸发现A、B、Z的线号焊错。重新按正确的方法焊接完，机床上电以后，伺服电动机不自动旋转，按下控制按钮后才旋转，故障排除。

　　例3：数控机床在加工过程中定位精度或加工精度差，达不到加工要求。

此故障属于参数设置不当问题。

　　故障分析：造成此现象一是机械方面问题，另一个是伺服增益方面参数设置不当。首先观察电动机与机床的连接部分，发现联轴节螺丝有些松动，用螺丝刀拧紧后实验，效果改善不大。排除机械方面的故障。调出驱动器加减速时间参数PA-6，此值为3。因为此值设置太小会产生非线性，将此值设为6(最佳值)后观察，加工精度好了很多。又调出驱动器位置比例增益参数PA-0，此值为2 000。此值越小，位置滞后量越大。将此值稍微加大改为最佳值3 000后，加工精度达到要求的范围以内，故障排除。

　　例4：数控机床在上电后，尚未执行任何动作，伺服电动机便产生尖叫声。

　　此故障属于参数设置不当问题。

　　故障分析：首先发现位置检测编码器的电缆线有裂口，用万用表量后，发现有一根线已断。更换一根电缆线后，问题仍然存在。调出伺服驱动器参数查看，发现速度环比例增益PA-2值为6 000，此值正常范围应在2 600以内，最佳值应为2 500，速度环积分时间常数PA-3值为40，此值正常范围应在20以内，最佳值为20。将这两个参数调整到最佳值后，电动机不再出现尖叫声，故障排除。世豢I豁0等＼¨／’zu u平幂MCNC semi加，数控专栏

　　例5：机床z轴在做快速移动时，伺服电动机出力不足。无法进行加工操作。

　　此故障属于参数设置不当问题。

　　故障分析：电动机出力不足往往是电压不足造成的。用万用表量三相输入电压，发现输入电压在正常范围内。检查接地线连接情况，接地线也连接很好，并无松动。调节伺服增益，问题也没解决。最后检查与电动机转矩有关的参数，发现转矩限制参数PA-16设置值为20 000。此值正常范围应在22 000～28 000以内。改大此值到23 000后，电动机动作恢复正常，能够进行加工，故障排除。

　　例6：机床各个伺服轴运行时出现爬行现象。

　　此故障属于机械连接与参数调整不当问题。

　　故障分析：首先查找连接伺服电动机和滚珠丝杠的联轴器，因为联轴器松动或存在缺陷的话，会造成滚珠丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而会使机床床鞍或载重物进给运动后速度不均匀。检查后发现联轴器确实有些松动。拧紧后，再运行机床，效果好了很多，但速度还有些慢。调出伺服参数检查速度比例增益参数PA-2，其值为1 600，数值过小，最佳值为2 500。将其改为最佳值后，观察速度积分时间参数PA-3，其值为10，最佳值为20，改为最佳值后，运行机床，各个轴的速度恢复正常，故障排除。

6 结语

　　伺服驱动进给装置是数控装置与主机之间的连接环节，它是接收数控装置插补生成的进给脉冲信号，经过信号放大后，驱动机床主机的执行机构，实现机床的运动进给。同时对机床实际位置的信号进行采集，插补运算后带动机床轴做加工操作。它的稳定性和运算能力直接影响到机床的实际加工性能。操作者除了要对伺服驱动装置进行深入的了解，还应对其做好日常保养工作，从而保证机床能够实现良好的加工精度。