電火花成形加工機(jī)床伺服電動(dòng)機(jī)主軸頭的工作原理在前面章節(jié)已經(jīng)作過(guò)介紹。無(wú)論是步進(jìn)、直流或交流伺服電動(dòng)機(jī),它們的正確運(yùn)行還與其本身驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之外的一些因素有關(guān),了解這些關(guān)系,對(duì)發(fā)現(xiàn)及排除故障是很有用的。
(1)影響伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的某些因素和關(guān)系 圖為間隙電壓檢測(cè)環(huán)節(jié)和伺服信號(hào)比較(和較大)環(huán)節(jié)的電路圖。VD為間隙電壓整流橋,經(jīng)R1、R2、R3、R4進(jìn)行分壓,當(dāng)間隙處于空載狀態(tài),電壓較高,穩(wěn)壓管VD1被擊穿,限制電壓約為8V左右,加到VD3光電耦合器。當(dāng)間隙電壓分壓后小于8V時(shí),穩(wěn)壓管VD1不起作用,這時(shí)VD3光電耦合器的輸入電壓隨間隙電壓的大小而變化,其輸出端導(dǎo)通程也就不同,將按間隙電壓的大小正比輸出一個(gè)平均電壓U,也就是加工間隙的變化通過(guò)光耦隔離后傳送到伺服比較放大環(huán)節(jié)。μA741為一集成運(yùn)算放大器,其集成塊μA741的2腳(間隙電壓U)和3腳(伺服參考電壓Sv,)為集號(hào)輸入端,相比較后進(jìn)行放大,由6腳輸出,經(jīng)信號(hào)處理后最終用以控制直流伺服機(jī)的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)角大。┖头较颉
實(shí)際的工作狀態(tài)介于間隙開(kāi)路空載狀態(tài)(U> Sv,快速向下進(jìn)給)和間隙短路狀態(tài)(U=0<Sv,快速向上回退)兩種極端狀態(tài)之間,理想狀態(tài)時(shí)應(yīng)使U≈Sv,緩慢向下進(jìn)給,進(jìn)給速度vd≈工件蝕除速度vw。圖中RP2電位器用以調(diào)節(jié)比較放大器的放大倍數(shù)(靈敏度),它影響主軸電機(jī)進(jìn)給與回退的速度。
1)伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)與間隙電壓信號(hào)的關(guān)系 從圖可以看出,伺服電動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)可以使主軸快升、快降和調(diào)節(jié)伺服進(jìn)給的快慢(進(jìn)給電位器),都與間隙平均電壓U和伺服進(jìn)給電壓(伺服參考電壓Sv)有關(guān)。當(dāng)Sv<U時(shí),主軸向下進(jìn)給,當(dāng)Sv>U時(shí),主軸向上回退。如果間隙電壓失壓或過(guò)低,或電極工件間短路,則主軸只能回升,不會(huì)下降工。
2)電動(dòng)機(jī)運(yùn)行信號(hào)與轉(zhuǎn)接環(huán)節(jié)密切關(guān)系 為了各種加工過(guò)程控制和顯示環(huán)節(jié)的需要,電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行信號(hào)從印制板上接出后,通過(guò)電纜線(xiàn)進(jìn)入操作面板,再進(jìn)入開(kāi)關(guān)盒而后又轉(zhuǎn)回印制板。在這個(gè)轉(zhuǎn)接過(guò)程中,如有接觸不良、脫焊、斷線(xiàn),均會(huì)造成電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),如加工深度控制開(kāi)關(guān)有故障或線(xiàn)路不通,則主軸所有功能將受影響。所以要注意整個(gè)線(xiàn)路過(guò)程的焊或斷線(xiàn),或者印制板接插件接觸不良(用手加壓或稍搖晃,可發(fā)現(xiàn)故障)。
3)與各直流電源的控制環(huán)節(jié)關(guān)系 電路中常用繼電器控制電源輸出和各種功能,應(yīng)注意繼電器可能產(chǎn)生故障,例如機(jī)床有“對(duì)刀”、“打表”、“加工”及“夜間操作”等功能,繼電器如果觸點(diǎn)燒傷、接觸不良或觸點(diǎn)燒熔粘接在一起,或控制線(xiàn)圈斷路,或供電電壓失常,都會(huì)影響正?刂,在判斷故障時(shí),應(yīng)注意這一環(huán)節(jié)。
(2)伺服電動(dòng)機(jī)電控失靈常見(jiàn)故障
1)電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn),如果電動(dòng)機(jī)不運(yùn)行,請(qǐng)查如下環(huán)節(jié)。
間隙電壓的有無(wú)及大;
信號(hào)轉(zhuǎn)接點(diǎn)是否有線(xiàn);
直流電源是否供電,+12V、-12V、+40V,熔絲是否燒斷;
繼電器是否吸合,接點(diǎn)是否可靠;
其他線(xiàn)路轉(zhuǎn)點(diǎn)有無(wú)故障;
控制板元件有無(wú)損壞。如果成芯片放大器Μa741、時(shí)基電路555等;
電機(jī)故障。電刷卡殼、炭粉過(guò)多形成短路、磁鋼脫落、繞組短路、軸承損壞、轉(zhuǎn)子不同心、接線(xiàn)落及電流過(guò)大燒險(xiǎn),造成電動(dòng)機(jī)停轉(zhuǎn)。
2)電動(dòng)機(jī)單方向運(yùn)行 這種故障的現(xiàn)象是電動(dòng)機(jī)只能向一個(gè)方向運(yùn)轉(zhuǎn)。使主軸只向上或只向下運(yùn)動(dòng)。原因是功率級(jí)橋式驅(qū)動(dòng)電路單臂功率管擊穿斷路,使電動(dòng)機(jī)只能單向通電,因而只能單向運(yùn)行。如圖所示為臂橋式功放電路,自前置級(jí)給出的進(jìn)給與回退兩組調(diào)制脈沖信號(hào)(U01、U02、U03、U04)分別加到雙臂橋式功率放大器的四個(gè)輸入端,其中有一只功率管損壞,就會(huì)造成電動(dòng)機(jī)單方向運(yùn)行,因此只能更換功率管,使故障排除。
除上述原因,也可能前級(jí)推動(dòng)損壞,造成功放級(jí)橋式驅(qū)動(dòng)電路中單臂導(dǎo)通。則要逐級(jí)檢查前置放大電路上相應(yīng)的三極管等,是否燒斷或短路。
3)加工狀態(tài)不夠穩(wěn)定 如果加工狀態(tài)不穩(wěn)定,可能是控制信號(hào)Sv工作點(diǎn)發(fā)生偏移,各控制點(diǎn)電壓Sv′、U也可能發(fā)生變化偏離,而造成加工狀態(tài)不穩(wěn)定,這種故障應(yīng)找有經(jīng)驗(yàn)的工程技術(shù)人員重新進(jìn)行調(diào)試。千萬(wàn)不能亂調(diào),一旦調(diào)亂很難恢復(fù)正常。
(3)排除主軸頭電控失靈的一般方法
1)是否存在元器件損壞性故障
如果有明顯的元器件損壞,要觀(guān)察有無(wú)放電火花燒傷的痕跡、冒煙、燒煳、燒焦的氣味等,可根據(jù)現(xiàn)象直接發(fā)現(xiàn)故障部位。在元件排列很擠的印刷電路板上,可用放大鏡加以觀(guān)察,常能發(fā)現(xiàn)焊接點(diǎn)開(kāi)路或搭接形成短路等異,F(xiàn)象。
2)注意指示器件與儀表的工作狀態(tài),來(lái)分析某些故障和失常。
有時(shí)元器件無(wú)明顯損壞,但某些功能失常,或懷疑某元件可能已損壞,這類(lèi)故障不應(yīng)急于動(dòng)手拆件,要細(xì)心觀(guān)察有關(guān)指示燈、電壓表和電流表等的指示是否正常。如“對(duì)刀”無(wú)電壓,又無(wú)報(bào)警聲,則很有可能24V直流電源有問(wèn)題。交流指示燈不亮,也證明電源部分有問(wèn)題。當(dāng)然,對(duì)電路了解得越清楚,觀(guān)察越深入細(xì)致,則排除故障越及時(shí)越準(zhǔn)確。