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數(shù)控沖床伺服系統(tǒng)最終是以位置控制為目的,對于閉環(huán)控制的伺服系統(tǒng),位置檢測元件的精度將直接影響到機(jī)床的位置精度。目前,用于閉環(huán)控制的位置檢測元件多為光柵尺。用于半閉環(huán)控制的位置檢測元件多為光電編碼器。
一、故障形式
當(dāng)位置控制出現(xiàn)故障時(shí),往往在CRT上顯示報(bào)警號及報(bào)警信息。大多數(shù)情況下,若正在運(yùn)動的軸實(shí)際位置誤差超過機(jī)床參數(shù)所設(shè)定的允差值,則產(chǎn)生輪廓誤差監(jiān)視報(bào)警;若機(jī)床坐標(biāo)軸定位時(shí)的實(shí)際位置與給定位置之差起過機(jī)床參數(shù)設(shè)定的允差值,則產(chǎn)生靜態(tài)誤差監(jiān)視報(bào)警;若位置測量硬件有故障,則產(chǎn)生測量裝置監(jiān)控報(bào)警。
二、位直檢測元件的維護(hù)
1.光柵
光柵有兩種形式,一是透射光柵,即在一條透明玻璃片上刻有一系列等間隔密集線紋。二是反射光柵,即在長條形金屬鏡麗上制成全反射或漫反射間隔相等的密集線紋。光柵輸出信號有:兩個(gè)相位信號輸出,用于辨向;一個(gè)零標(biāo)志信號,用于機(jī)床回參考點(diǎn)的控制。對光柵尺的維護(hù)要注意以下兩點(diǎn)。
(1)防污。光柵尺由于直接安裝于工作臺和機(jī)床床身上,因此,極易受到冷卻液的污染,從而造成信號丟失,影響位置控制精度。機(jī)床運(yùn)行中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
①冷卻液在使用過程中會產(chǎn)生輕微結(jié)晶,這種結(jié)晶在掃描頭上形成一層薄膜且透光性差,不易消除,故在選用冷卻液時(shí)要慎重。
②加工過程中.冷卻液的壓力不要太大,流量不要過大,以免形成大量的水霧進(jìn)入光柵。
③光柵最好通入低壓壓縮空氣(1000Pa左右),以免掃描頭運(yùn)動時(shí)形成的負(fù)壓把污物吸入光柵,壓縮空氣必須凈化,潑、芯應(yīng)保持清潔并定期更換。
④光柵上的污物可以用脫脂棉蘸無水酒精輕輕擦除。
(2)防振。光柵拆裝時(shí)要用靜力,不能用硬物敲擊,以免引起光學(xué)元件的損壞。 2.光電脈沖編碼榻光電脈沖編碼器是在一個(gè)圓盤的邊緣上開有間距相等的縫隙,在其兩邊分別裝有光源和光敏元件。當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時(shí),光線的明晴變化,經(jīng)光敏元件變成電信號的強(qiáng)弱,從而得到脈沖信號。編碼稽的輸出信號有:兩個(gè)相位信號輸出,用于辨向;一個(gè)零標(biāo)志信號(又稱一轉(zhuǎn)信號),用于數(shù)控沖床回參考點(diǎn)的控制。另外,還有+5V電源和接地端。編碼器的維護(hù)主要注意兩個(gè)問題:
(1)防振和防污。由于編碼器是精密測量元件,使用環(huán)境或拆裝時(shí)要與光柵一樣注意防振和防污問題。污染容易造成信號丟失,振動容易使編碼器內(nèi)的緊固件松動脫落,造成內(nèi)部電源短路。
(2)連接松動。脈沖編碼器用于位置檢測時(shí)有兩種安裝形式,一種是與伺服電動機(jī)同軸安裝,稱為內(nèi)裝式編碼器;另一種是編碼器安裝子傳動鏈末端,稱為外裝式編碼糕,當(dāng)傳動鏈較長時(shí),這種安裝方式可以減小傳動鏈累積誤差對位置檢測精度的影響。不管是哪種安裝方式,都要注意編碼器連接松動的問題。由于連接松動,往往會影響位置控制精度。另外,在有些交流伺服電動機(jī)中,內(nèi)裝式編碼器除了位置檢測外,同時(shí)還具有測速和交流伺服電動機(jī)轉(zhuǎn)子位置檢測的作用,如三菱HA系列交流伺服電動機(jī)中的編碼器(ROTARY ENCODER OSE253S)。因此,編碼器連接松動還會引起進(jìn)給運(yùn)動的不穩(wěn)定,影響交流伺服電動機(jī)的換向控制,從而引起機(jī)床的振動。
3.感應(yīng)同步器
感應(yīng)同步器是一種電磁感應(yīng)式的高精度位移檢測元件,它由定尺和滑尺兩部分組成,兩者相對平行安裝,定尺和滑尺上的繞組均為矩形繞組,其中定尺繞組是連續(xù)的.滑尺上分布著兩個(gè)勵(lì)磁繞組,即正弦繞組和余弦繞組,分別接入交流電。對感應(yīng)同步器的維護(hù)應(yīng)注意:
①安裝時(shí),必須保持定尺和滑尺相對平行,且定尺固定螺栓不得超過尺面,調(diào)整間隙在0.09 - 0.15mm為宜;
②不要損壞定尺表面耐切削液涂層和滑尺表團(tuán)一層帶絕緣層的鋁筒,否則會腐蝕厚度較小的電解銅捕;
③接線時(shí)要分清滑尺的正弦繞組和余弦繞組,其阻值基本相同,這兩個(gè)繞組必須分別接人勵(lì)磁電壓。
4.旋轉(zhuǎn)變壓器
旋轉(zhuǎn)變壓器輸出電壓與轉(zhuǎn)子的角位移有固定的函數(shù)關(guān)系,可用作角度檢測元件,一般用于精度要求不高或大型機(jī)床的粗測及中測系統(tǒng)。對旋轉(zhuǎn)變壓器的維護(hù)應(yīng)注意,
①接線時(shí),定子上有相等臣數(shù)的勵(lì)磁繞組和補(bǔ)償繞組,轉(zhuǎn)子上也有相等阻數(shù)的正弦繞組和余弦繞組,但轉(zhuǎn)子和定子的繞組阻值卻不同,一般定子電阻阻值稍大,有時(shí)補(bǔ)償
繞組自行短接或接入一個(gè)阻抗;
②由于結(jié)構(gòu)上與繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)相似,因此,電刷磨損到一定程度后要更換。
5.磁柵尺
磁柵尺是由磁性標(biāo)尺、磁頭和檢測電路三部分組成的。磁性標(biāo)尺是在非導(dǎo)磁材料(如玻璃、不銹鋼等)的基體上,覆蓋上一層10 - 20μm厚的磁性材料,形成一層均勻有規(guī)則的磁性膜。
對磁柵尺的維護(hù)應(yīng)注意:
①不能將磁性膜刮壞,防止鐵屑和洶污落在磁性標(biāo)尺和磁頭上,要用脫脂棉蘸酒精輕輕地擦其表面;
②不能用力拆裝和撞擊磁性標(biāo)尺和磁頭,否則會使磁性減弱或使磁場紊亂;
③接線時(shí)要分清磁頭上激磁繞組和輸出繞組,前者繞在磁路截面尺寸較小的橫臂上,后者繞在磁路截面尺寸較大的豎桿上。
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