伺服环的工作过程是一个“动态平衡”的过程。
当系统没有移动指令时:
情况1:机床比较稳定,伺服轴没有任何移动
指令脉冲=0 反馈脉冲数=0 误差值=0 VCMD=0 电机静止
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情况2:机床受外界影响(如震动、重力等),伺服轴移动。
指令脉冲=0 反馈脉冲数≠0 误差值≠0 VCMD≠0 电机调整
直到指令脉冲=0 反馈脉冲数=0 误差值=0 VCMD=0 电机静止
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当系统有移动指令时
初始状态——机床待启动
指令脉冲=一周期分配脉冲数 反馈脉冲数=0 误差值=一周期分配脉冲数 VCMD输出指令电压 电机启动
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电机运行
指令脉冲=一周期分配脉冲数 反馈脉冲数=一周期反馈读书 误差值=指令脉冲-反馈买冲 VCMD输出指令电压 电机继续转动
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指令脉冲数=0 反馈脉冲数=0 误差值=0 VCMD=0 电机停止
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定位完成
通过上面的分析我们可以看出,每当伺服使能接通时,或者轴定位完成时,都要进行上述的调整。当上面的调整失败后,就会出现410#报警——停止时的误差过大。
当伺服轴执行插补指令时,指令值随时分配脉冲,反馈值随时读入脉冲,误差计数器随时计算实际误差值。当指令值、反馈值其中之一不能够正常工作时,均会导致误差计数器数值过大,即产生411#移动中误差过大。
那么哪个环节会导致上述两种情况发生呢?通过我们维修记录的统计,多数情况是发生在反馈环节上。另外机械过载、全闭环震荡等都容易导致上述报警发生,现将典型情况归纳如下:
⑴ 编码器损坏
⑵ 光栅尺脏或损坏
⑶ 光栅尺放大器故障
⑷ 反馈电缆损坏,断线、破皮等
⑸ 伺服放大器故障,包括驱动晶体管击穿、驱动电路故障、动力电缆断线虚接等。
⑹ 伺服电机损坏,包括电机进油、进水,电机匝间短路等
⑺ 机械过载,包括导轨严重缺油,导轨损伤、丝杠损坏、丝杠两端轴承损坏,连轴节松动或损坏。
作为维修工程师应该通过上述现象看本质,上述的典型故障现象其实说明一个问题,即:指令脉冲与反馈脉冲两者之一出现了问题。上面⑴~⑷是由于反馈环节不良导致反馈信息不能准确传递到系统。 ⑸~⑺反映的是虽然指令已经发出,但是在执行过程中出现了问题,有可能是在系统内部,也有可能是出在伺服放大器上,还有可能是由于机械负载阻止电机正常转动。
下面我们通过几个实例分析,加深对位置误差控制的理解。
实例分析:牧野Professonal-3立式加工中心(全闭环)低速运行时无报警,但是无论在哪种方式下高速移动X轴时(包括JOG方式、自动方式、回参考点方式)出现411#报警。
通过前面的介绍,我们了解到411#报警是轴移动时,指令值与反馈值的差,超过了1828#参数中设定的极限值(参照第三章3-6节常用伺服参数设置⑷中说明),在这种情况下一般不要怀疑参数问题,除非人为修改过机床参数。我们重点需要检查的是①反馈信号②驱动输出。由于该机床采用的是全闭环控制,考虑光栅尺容易受污染,所以首先采用“排它法”排除光栅尺损坏的可能。具体步骤,将全闭环修改为半闭环进行试验。
修改方法我们在第三章3-6节,常用伺服参数设置⑹中进行了介绍,本节再结
合实例进行说明如下;
⑴ 将参数1815# b2(OPTx)=0 (半闭环控制)
⑵ 进入伺服参数画面,参见下图7-11