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三菱CNC伺服系统常见故障及排除方法

三菱CNC伺服系统常见故障及排除方法

案例一

 1.1故障现象:上电后伺服电机电流持续上升直至报警有很多例这样的情况。开机不久,某一伺服电机出现“过载”或“过电流”报警,有几例是如果不驱动伺服轴,该轴不报警,一旦仅作点动运行,也发生“过载”或“过电流”报警。而实际情况是电机空载运行。

1.2分析及处理

瓦房店机床厂既然是“过载”,“过电流”报警,应该是伺服电机带上了很大负载,但电机现在是空载,为什么会出现这种故障现象呢?

打开CNC上的“伺服监视”画面,观察到下列现象:

只要发出“点动”信号,伺服电机转动后即使立即停止点动,电机电流还是会持续上升,直到超过设定的极限后发出报警。

1.3调试阶段

a.检查电机型号参数2225(参数2225设置错误也会出现上述故障现象);

b.检查电机与驱动器的三相电源U,V,W是否对应,若相序错误会引起此类故障;

c.机械安装有问题:如伺服电机轴受到了来自机械方面过大的扭矩,伺服电机的工作特性是保持在NC系统的“指令位置”,而来自机械方面的过大的扭矩迫使伺服电机离开其“指令位置”,两方面相互作用,使伺服电机一直在工作,所以在“伺服监视”画面就看到“电流持续上升”;

d.如果“反向间隙”2011,2012设置过大也会加剧由于机械安装不当引起的这类过载现象。

1.4故障排除

要求厂家将伺服电机拆下,检查安装的同心度及其他影响伺服电机轴受力的情况。重新安装后,该故障排除。

也有几例是工作过一段时间后电机仍然出现上述故障现象,经过重新拆装电机后故障消除。

案例二

      2.1故障现象:上电后运行,伺服电机发热直至冒烟

某公司大型压力机数控系统为三菱M64,伺服电机7.5 kW,交付使用三个月后,点动运行时,该电机出现发热,手摸上去烫手,甚至冒烟。但并未出现“过载”,“过电流”报警。

2.2观察和分析

在显示屏的“伺服监视”画面,电流偏高。用手摸伺服电机,电机发热烫手。该电机带有抱闸,其电机发热部位正是抱闸处,其余部位不发热。金机通提示,因此判断是抱闸未打开,电机强制运行而引起的摩擦发热。

三菱伺服电机抱闸电压是DC24 V,不分极性,用万用表检查控制柜内的DC24 V电源,电压为DC24 V,而且上电后已经发出打开抱闸信号,电机是新电机,(先假设电机不存在问题),到底是那个环节出了问题呢?

仔细观察该设备,该设备是大型压力机,从控制柜到伺服电机距离约10 m,这段距离可能造成电压降。用万用表检查伺服电机的抱闸接头,其电压只有DC22 V,而标准要求为DC24×(1±5%)V,即抱闸电压在DC22.8 V~DC 25.2 V。很可能是由于抱闸接头处的DC电压过低,造成了抱闸不能打开。

2.3故障排除

将控制柜内的DC24 V电源电压调高,使抱闸处电压达到DC24 V,这样抱闸就可以打开,电机就可以正常运行了。

运行中电机无故出现抖动,运行不畅,电机电流升高甚至过热过载也应该首先检查抱闸是否打开,三菱伺服电机的电动运行能力较强,金机通抚顺插床提示,即使带抱闸运行,有时也未必报警,但可以观察到运行不畅,电机电流升高,因此,凡是出现电机运行不畅,检查抱闸是必须的。而且该抱闸对电压的要求较高,如果达不到DC 24 V就可能时断时续,引起电机运行的抖动。引起电机运行不畅的第二个原因是相序不对,相序不对会引起电机颤动、闷响,这是必须注意的。

案例三

      3.1故障现象:伺服轴一运行就出现“过极限报警”

基本配置:数控热处理机床,三菱数控C64系统 NC轴: 5轴,使用绝对值检测系统。

5个轴的绝对值原点全部能正常设置,无报警;但点动试运行时,第1~第4轴能正常运行,第5轴不能正常运行,一运行就出现“过极限报警”

3.2检查

第5轴软极限参数2013,2014 设置正常,该参数没有问题。

将第5轴改为“相对值检测系统” ,可点动运行。不出现“过极限报警”。该系统参数是直接从另一多轴(8轴)系统复制过来。

3.3分析

如果该现象与“绝对值检测系统”有关,为何其他4轴能在“绝对值检测系统”下正常工作?如果与轴数有关,同样系统已使用多次,如果与参数有关,为何在“相对值检测系统”下能够点动?这使人感到迷惑。

3.4判断

既然第5轴在“绝对值检测系统”下点动出现“过极限报警”,而在“相对值检测系统”又可正常工作,该系统可控制NC轴为8轴,所以可判定系统硬件无问题,问题仍然是参数问题,要么有某一参数在起作用,要么有参数互相冲突。

3.5处理

继续检查参数,特别是检查“绝对值检测系统”与软极限有关的参数, 当检查到参数8024时,发现第5轴参数与其他轴不同, 将其修改后,第5轴能够正常运行;参数8024的含义是—行程极限负值。参数8202,8203,8204,8205都与行程范围有关。参数8204,8205规定了第2类行程限制范围。

而参数8202,8203规定了对第2类行程限制范围的检查是有效还是无效,一般默认值是有效,所以一旦对第2类行程限制范围设定了数值(参数8204,8205的数值),上电后就进行检查。

对于上述的故障现象而言:在使用“绝对值检测系统”时,系统在上电后就已经建立了坐标系,如果对第2类行程极限也进行了设置,系统一直在进行检测,当行程极限很小时,一点动就会出现报警。

而使用“相对值检测系统”时,上电后并未马上进行回原点操作,系统尚未建立坐标系,所以可进行点动操作而不报警。这就是造成令人迷惑的原因。

案例四

 4.1故障现象:伺服轴运行出现闷响

某配用三菱M64系统的加工中心经过搬迁后重新安装,客户报告开机运行时X轴工作台运行出现极大的闷响声。而在原厂运行时一切正常。原参数未修改过。

4.2分析

伺服电机运行出现闷响是振动的一种,一般是如果伺服电机的运行频率区域与机床的固有频率区重合,就会形成共振而表现成剧烈的振动。由于该加工中心经过搬迁后重装,其固有频率可能发生改变而形成了共振。

4.3处理

建议客户修改参数2238。

该参数的作用是设定“共振频率”,即使电机运行时避开这一频率。金机通提示,如果机床的安装比以前更紧固,共振频率会降低,则降低该参数值,反之升高。

客户照此建议修改参数后,振动消除。

案例五

  5.1故障现象:伺服电机运行时有闷响声,电机有发热现象

5.2基本配置

立式淬火机床,E60数控系统,运动轴为垂直轴;该机床刚交付使用。

5.3分析与处置

建议客户先检查参数,发现速度环增益参数2205=60,远小于标准值,要求客户将2205参数设置为适当值2205=150 后,故障消除。

当2205参数设置过小时,会出现上电后颤动,抖动,巨大噪声等现象。

对于成批交货的机床,可能会出现参数未正确设定的现象。速度环增益参数2205是重要参数。

5.4问题的处理

对立式淬火机床而言,其伺服电机带动垂直轴运行,垂直方向带有平衡配重,如果平衡配重不合理,就会造成电机上、下行的工作负载相差过大,造成电机某一方向运行时电流过大,电机就会发热。

简易的调整方法是:打开“伺服电机诊断画面”,观察伺服电机上、下行运行时的电流,先调整稳态时的电流,通过加减配重块使上、下行稳态时的电流大致相等。再观察加减速时的电流是否有超过额定电流3倍的情况,金机通提示,如果有这种情况,就将加减速时间延长。使最大电流减小。

 

案例六

  6.1故障现象:上电后,系统总是出现“S01 0052”系统过载报警数控车床配三菱E60数控系统,上电后,系统总是出现“S01 0052”系统过载报警。

发生时段:交付使用一年后。

6.2分析与判断

上电后机床没有动作就出现“过载”显然不是正常报警。先检查外围的问题,如接地,动力电的绝缘。最后查明是伺服驱动器上的三相电源线有一相松动,这是一个很隐蔽的故障。系统也没有发出“电源断相”报警,而发出“过载报警”。本例可作为一案例参考。

 

 

案例七

   7.1故障现象:Z轴一移动就“过载报警”

大型热处理机床,数控系统为三菱E68系统Z轴一移动就出现“过载”报警。

发生时段:交付使用3个月。

7.2观察与分析

电机已经脱开负载,独立运行,用手轮移动该轴,观察到显示屏上Z轴位置数据变化,电机无反应,操作2.3 s就发生“过载报警”。复位后系统又正常。

7.3分析

用手轮移动观察到显示屏上Z轴位置数据变化说明系统正常,2.3 s后报警,而电机又不带负载,因此判断:

a.外围配线的接地,绝缘有故障;

b.抱闸未打开;

c.驱动器及电机有故障。

检查到抱闸时,发现电机上的抱闸电源插头松动,而且抱闸电源线太细,按要求应该0.5 mm2,线径太细造成压降大,要求厂家更换抱闸电源插头和电源线后,故障消除。


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