机床过载报警的故障维修故障现象-中国工控网-中国自动化企

机床过载报警的故障维修故障现象：某配套FANUC-0M系统的数控立式加工中心，在加工中经常出现过载报警，报警号为434，表现形式为Z轴电动机电流过大，电动机发热，停上40min左右报警消失，接着再工作一阵，又出现同类报警。分析及处理过程：经检查电气伺服系统无故障，估计是负载过重带不动造成。为了区分是电气故障还是机械故障，将Z轴电动机拆下与机械脱开，再运行时该故障不再出现。由此确认为机械丝杠或运动部位过紧造成。调整Z轴丝杠防松螺母后，效果不明显，后来又调整Z轴导轨镶条，机床负载明显减轻，该故障消除、软件数控（SoftCNC）可以认为是开放式数控的高级阶段，它不仅强调核心控制策略的用户开放性，对智能控制也有充分的考虑；而且更加注重标准化核集成性，兼容数控领域主要标准的同时，更加向计算机技术靠拢。系统的主要功能部件均表现为应用软件的形式，而硬件部分仅是计算机与伺服驱动和外部I/O之间的标准化通用接口。就像计算机中可以安装各种品牌的声卡、CD-ROM和相应的驱动程序一样。用户可以在Windows平台上，利用开放的CNC内核开发所需的各种功能，构成各种类型的高性能数控系统。这种实现形式上的变革使得系统可以更方便、更广泛地应用计算机技术得先进成果，大幅度提升数控系统得控制性能，简化系统实现难度，缩短研发周期；大大增强了系统得伸缩性和可扩展性。最近看到不少人提出控制卡与伺服电机连接时的基本问题，这些显然都是应该由控制卡的技术支持人员来解答的。下面是我给我的客户写的《控制卡以速度方式控制伺服电机的一般步骤》，为了避免广告的效果，尽量不涉及卡的具体型号，而且控制卡的品牌型号不同，具体的接线和指令也不同，甚至某些功能，不一定每种控制卡都支持，大家参考吧。运动控制卡连接伺服电机的一般步骤1、初始化参数在接线之前，先初始化参数。在控制卡上：选好控制方式；将PID参数清零；让控制卡上电时默认使能信号关闭；将此状态保存，确保控制卡再次上电时即为此状态。在伺服电机上：设置控制方式；设置使能由外部控制；编码器信号输出的齿轮比；设置控制信号与电机转速的比例关系。一般来说，建议使伺服工作中的最大设计转速对应9V的控制电压。比如，松下是设置1V电压对应的转速，出厂值为500，如果你只准备让电机在1000转以下工作，那么，将这个参数设置为1112、接线将控制卡断电，连接控制卡与伺服之间的信号线。以下的线是必须要接的：控制卡的模拟量输出线、使能信号线、伺服输出的编码器信号线。复查接线没有错误后，电机和控制卡（以及PC）上电。此时电机应该不动，而且可以用外力轻松转动，如果不是这样，检查使能信号的设置与接线。用外力转动电机，检查控制卡是否可以正确检测到电机位置的变化，否则检查编码器信号的接线和设置3、试方向对于一个闭环控制系统，如果反馈信号的方向不正确，后果肯定是灾难性的。通过控制卡打开伺服的使能信号。这是伺服应该以一个较低的速度转动，这就是传说中的“零漂”。一般控制卡上都会有抑制零漂的指令或参数。使用这个指令或参数，看电机的转速和方向是否可以通过这个指令（参数）控制。如果不能控制，检查模拟量接线及控制方式的参数设置。确认给出正数，电机正转，编码器计数增加；给出负数，电机反转转，编码器计数减小。如果电机带有负载，行程有限，不要采用这种方式。测试不要给过大的电压，建议在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制卡或电机上的参数，使其一致。4、抑制零漂在闭环控制过程中，零漂的存在会对控制效果有一定的影响，最好将其抑制住。使用控制卡或伺服上抑制零飘的参数，仔细调整，使电机的转速趋近于零。由于零漂本身也有一定的随机性，所以，不必要求电机转速绝对为零。5、建立闭环控制再次通过控制卡将伺服使能信号放开，在控制卡上输入一个较小的比例增益，至于多大算较小，这只能凭感觉了，如果实在不放心，就输入控制卡能允许的最小值。将控制卡和伺服的使能信号打开。这时，电机应该已经能够按照运动指令大致做出动作了。6、调整闭环参数细调控制参数，确保电机按照控制卡的指令运动，这是必须要做的工作，而这部分工作，更多的是经验，这里只能从略了。在驱动器内的Pilz安全技术Ostfildern2007年3月16号消息——来自皮尔磁的安全解决方案现在也包含安全驱动技术。公司已经扩展了其运动控制的范围推出了新的安全伺服放大器PMCprotegoD，即使是基础版本也有符合EN954-1安全等级三级，同时还可以较经济地解决相关的要求因为安全功能是直接集成在驱动内的。安全卡的卡槽已经集成好，因此伺服放大器PMCprotegoD可以进行升级，使其应用于其他的一些安全功能如安全减速，安全操作性急停或安全静止等。伺服放大器PMCprotegoD能够为所有的相关安全功能提供一个灵活的可升级的解决方案，在驱动内直接集成安全功能可以带来好处，装置执行任务更加地迅速，简单而且反应时间短，由于内部评估，反应时间只有1ms，这点在要求动力驱动的应用里面的优势会更加地明显。一个应用的要求能够超过EN954-1安全等级3级的要求吗？PMCprotegoD的安全卡有冗余的测量和关闭路径以及精密的制动管理，这就要求可以在电机放大器内直接执行安全层。面向单独客户要求的产品PMCprotegoD通过安全的输入输出进行控制，这保证了向标准市场系统的开放性，安全功能是独立于电机和使用的编码器的类型的，这就使得使用者有机会根据自己的要求来配置其自己的机器，利用扩展卡槽可以实现与许多总线的连接，因此PMCprotegoD的应用甚至是在和第三方产品的应用上面也可以很单独很灵活。满足所有要求的安全安全运动解决方案的基础是标准集成的安全急停。控制系统PMCprimoDrive3,伺服放大器PMCtendoDD5和新的伺服放大器PMCprotegoD全部包括这个特性。插入的安全卡将提供全部单轴应用的附加安全功能，采用以太网系统的SafetyNETp的网络解决方案计划用于多轴的应用。完整的解决方案有了PMCprotego的加入，皮尔磁极大地扩充了其运动控制产品群，除了伺服放大器，其他还有以驱动集成和控制器为基础的控制系统，伺服电机PMCtendoAC使得运动控制的解决方案趋于完美。运动控制，传感器技术和控制技术类产品之间互相兼容，皮尔磁可以为各种应用提供完整的解决方案。“随着安全运动产品的不断完善，皮尔磁的目标是成为安全解决方案的供应商，长久以来我们一直为这个目标而奋斗，安全运动产品的不断完善就是一个最好的例子”RenatePilz说道“对我们来讲，运动控制是我们整个控制结构中一个重要的部分”。使用伺服时的一些注意事项1.请不要将电源线和信号线从同一管道内穿过，也不要将其绑扎在一起。配线时，电源线与信号线应离开30CM以上。2.信号线、编码器（PG）反馈线请使用多股绞合线以及多芯绞合屏蔽线。对于配线长度，指令输入线最长为3M，PG反馈线最长为20M。3.即使关闭电源，伺服单元内也可能残留有高电压。在5分钟之内不要接触电源端子。请在确认CHARGE指示灯熄灭以后，再进行检查作业。4.请勿频繁ON/OFF电源。在需要反复地连续ON/OFF电源时，请控制在1分钟内1次以下。由于在伺服单元的电源部分带有电容，所以在ON电源时，会流过较大充电电流（充电时间0.2秒）。因此，如果频繁地ON/OFF电源，则会造成伺服单元内部的主电路元件性能下降.5.请务必在发出伺服ON信号之后再发出输入指令以起动/停止伺服电机。请不要先发出输入指令，然后再使用/S-ON信号起动/停止伺服电机。如果重复进行AC电源的ON与OFF，则会使内部元件老化，导致事故发生保养一般说来伺服机并不需要特别的保养，只要注意下列重点，就可使您的伺服机长命百岁：不要随意改变电源电压，例如接收机用4.8V，请勿为了提升伺服机的性能而改用6.0V避免伺服机过度负载，依照工作的性质与摆臂的长度，决定扭力的大小。善用避振垫圈来保护伺服机，安装伺服机时不可过度锁紧，造成避振垫圈变形。更换伺服机齿轮时必须使用陶瓷系润滑油，请勿使用矿物系润滑油，以免造成塑胶齿轮变质，容易断裂。若您的伺服机没有防水防尘的功能，请避免让水或尘土跑进伺服机内。伺服电机的几种制动方式伺服电机的几种制动方式有时候我们容易对电磁制动再生制动动态制动的作用混淆选择了错误的配件。动态制动器由动态制动电阻组成在故障急停电源断电时通过能耗制动缩短伺服电机的机械进给距离.再生制动是指伺服电机在减速或停车时将制动产生的能量通过逆变回路反馈到直流母线经阻容回路吸收.电磁制动是通过机械装置锁住电机的轴.三者的区别(1)再生制动必须在伺服器正常工作时才起作用在故障急停电源断电时等情况下无法制动电机.动态制动器和电磁制动工作时不需电源.(2)再生制动的工作是系统自动进行而动态制动器和电磁制动的工作需外部继电器控制.(3)电磁制动一般在SVOFF后启动否则可能造成放大器过载.动态制动器一般在SVOFF或主回路断电后启动否则可能造成动态制动电阻过热.选择配件的注意事项(1)有些系统如传送装置升降装置等要求伺服电机能尽快停车.而在故障急停电源断电时伺服器没有再生制动无法对电机减速.同时系统的机械惯量又较大这时需选用动态制动器动态制动器的选择要依据负载的轻重电机的工作速度等.(2)有些系统要维持机械装置的静止位置需电机提供较大的输出转矩且停止的时间较长如果使用伺服的自锁功能往往会造成电机过热或放大器过载.这种情况就要选择带电磁制动的电机.(3)有的伺服器有内置的再生制动单元但当再生制动较频繁时可能引起直流母线电压过高这时需另配再生制动电阻.再生制动电阻是否需要另配配多大的再生制动电阻可参照相应样本的使用说明.需要注意的是一般样本列表上的制动次数是电机在空载时的数据.实际选型中要先根据系统的负载惯量和样本上的电机惯量算出惯量比.再以样本列表上的制动次数除以(惯量比+1).这样得到的数据才是允许的制动次数.数控机床伺服控制系统的构成数控机床伺服控制系统由计算机数字控制(CNC)、伺服驱动器(SD)、永磁同步伺服电动机(SM)及位置(速度)传感器(S)等组成。CNC用来存储零件加工程序、进行各种插补运算和软件实时控制，向各坐标轴的伺服驱动系统发出各种控制命令。SD和SM接收到CNC的控制命令后，快速平滑调节运动速度并精确地进行位置控制。S代表位置和速度传感器(或检测器)目前AC伺服系统常用的位置和速度检测器有光电式和电磁式两种。例如光电编码器、磁编码器、旋转变压器(BR)以及多转式绝对值编码器。后面二种，可作多种检测功能应用，既可检测系统位置和转子速度，又可检测系统位置和转子速度，又可检测转子磁极位置。它坚固耐用，不怕震动，耐高温，惟存在信号处理电路复杂缺点。无刷直流电动机(BL、DCM)中转子磁极位置检测方法，一般都做到无接触式，常用的有电磁式、光电式和间接检测方式。(1)电磁式:a.差动变压器式;b.接近开关式;(2)磁敏式:霍尔元件集成电路及模快;(3)光电式:a.简单光电式(光敏晶体管);b.绝对式光电编码盘;c.增量式光电编码盘。(4)间接式:利用电枢绕组的感应电动势(电压)间接检测转子磁极位置。它用于精度要求不高的场合。数控机床用于精密机械加工，所以对伺服系统的动态和静态精度有很高的要求，并具有宽广的调速范围和定位精度而工业机器人的伺服系统结构类似，但伺机服电动机SM作为工业机器人手臂和腰、腿的驱动执行元件，要求其体积小，重量轻，且能产生大转距。又由于工业机器人不同的运动姿态，伺服电机轴上惯量和力矩将发生很大变化，因此，适应性有更高要求。交流电机的数学模型是非线性多变量的，其输入变量是定子电压和频率，输出变量是转速和磁链(定子磁链或转子磁链、或气隙磁链)，要获得高动态性能，就必须依据电动机的动态数学模型，就必须对数学模型加以改造，使之解耦和线性化。按转子磁链定向的矢量控制矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电