数控设备调试与维护-实训指导书

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实训六数控系统进给系统构成、调整及使用

1、熟悉HED—21S数控系统的进给方式及驱动。

2、了解进给系统驱动器设置和调整

3、进一步熟悉驱动器的连接

HNC-21TF数控系统综合实验台

57HS13型步进电机、M533两相双极性细分驱动器

MSMA 022A 1A型交流伺服电动机、MSDA 023A 1A型伺服驱动器

1、步进电机概述

步进电机是一种将数字脉冲输入转换成增量运动的电磁执行元件，每输入一个脉冲，转轴步进一个步矩角增量，具有定位精度高、无漂移、无积累误差的优点，广泛用于数控设备进给系统进行开环控制。

2、交流伺服电机

常用于数控设备进给机构闭环控制。

1、步进电机控制回路

按接线图接线，设置M535步进电机驱动器细分数为2，、额定电流设置为57HS13步进电机额定电流，通电运行。用手摇脉冲器发送脉冲，步进控制电机正、反转，并变速。

步进电机、驱动器与HNC—21数控系统的连接

2、伺服电机控制回路

伺服系统主回路连接

按图接线，检查r、t及L1、L2、L3与电源接线，；连接伺服驱动器U、V、W，与伺服电机A、B、C之间接线；连接和检查伺服电机位置传感器与伺服驱动器的连接；连接检查伺服ON控制线及开关，观察运行情况。

3、通过程序设置，改变运行速度和位置，并观察进给变化。

1、绘制步进电机控制系统电气连接图。

2、绘制步进电机控制系统电气连接图。

3、比较闭环控制与开环控制的特点个区别。

附录 1 步进电机控制系统主要故障及诊断（表 6 — 1 ）

附录 2 交流伺服系统主要故障及原因（表 6 — 2 、表 6 — 3 ）

表 6 — 1 步进电机控制系统主要故障及诊断

故障现象	故障原因
电动机不运转	①驱动器无直流供电电压； ②驱动器保险丝熔断； ③驱动器报警 (过电压、欠电压、过电流、过热) ④驱动器与电动机连线断开； ⑤ HNC—21TF数控系统轴参数设置不当； ⑥驱动器使能信号被封锁；⑦接口信号线接触不良； ⑧指令脉冲太窄、频率过高、脉冲电平太低
电动机启动后堵转	①指争频率太高， ②负载转矩太大； ③ 加速时间太短；④负载惯量太大； ⑤直漉电源电压降低
电动机运转不均匀，有抖动	①指令脉冲不均匀； ② 指令脉冲太窄； ③指令脉冲电平不正确； ④指令脉冲电平与驱动器不匹配； ⑤脉冲信号存在噪声； ⑥脉冲频率与机械发生共振
电动机运转不规则，正、反转地摇摆	指令脉冲频率与电动机发生共振
电动机定位不准	①加、减速时间太短 ②存在干扰噪声； ③系统屏蔽不良

表 6 — 2 交流伺服系统主要故障及原因

报警号	报警内容	主要原因
12	过电压	①输入的交流电电压过高 ②再生放电电路故障； ③驱动器内部电路故障
13	欠电压	①输入的交流电电压过低； ②电源容量太小 ③伺服 ON 信号提前有效
14	过电流	①电动机接线短路；②电动机接线对地短路；③驱动器的 IGBT 器件损坏；④电动机与驱动器不匹配
15	过热	①驱动功率元件过热； ②温度传感器电路故障
15	过热	①驱动功率元件过热； ②温度传感器电路故障
18	制动过压	①放电电阻开路或阻值太大； ②负载惯量太大； ③电动机转速太高； ④减速时问太短
20 21 22 23	编码器出错	①无 A 相和 B 相脉冲； ②引线电缆短路； ③噪声干扰； ④接地、屏蔽不良
24	位置偏差过大	①指令脉冲频率太高；②转矩限制太低； ③位置增益太小
38	限位保护	①限位开关动作； ②限位开关电路开路

表 6 — 3 交流伺服系统的主要故障及原因

序号	故障现象	主要原因
1	电动机不转	①控制模式选择不当；②信号源选择不当； ③转矩限制禁止设定不当；④转矩限制被设置成 0 ； ⑤零速箝位被接通；⑥限位开关开路，驱动禁止； ⑦投有伺服 ON 信号；⑧指令脉冲禁止有效； ◎轴承锁死
2	转速不均匀	①增益时间常数选择不当；②速度或位置指令不稳定， ③伺服 ON 、转矩限制、指令脉冲禁止信号有抖动；④速度指令包含噪声； ⑤信号线接触不良
3	定位精度不好	①指令脉冲波形不好，变形或太窄； ②指令脉冲上有噪声干扰； ③位置环增益太小； ④指令脉冲频率过高； ⑤伺服 ON 、转矩限制、指令脉冲禁止信号有抖动
4	初始位置变动	① Z 相脉冲丢失； ②回归速度太高； ③原点接近开关，输出抖动； ④编码器信号有噪声
5	电动机异常响声＼振动	①速度指令包含噪声； ②增益太高； ⑧机械共振； ④电动机的机械故障
6	电动机过热	①增益不当； ②驱动器与电动机配合不当； ③电动机轴承故障； ④驱动器故障