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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,往往在CRT上顯示報警號及報警信息。大多數(shù)情況下,若正在運動的軸實際位置誤差超過機床參數(shù)所設(shè)定的允差值,則產(chǎn)生輪廓誤差監(jiān)視報警;若機床坐標(biāo)軸定位時的實際位置與給定位置之差起過機床參數(shù)設(shè)定的允差值,則產(chǎn)生靜態(tài)誤差監(jiān)視報警;若位置測量硬件有故障,則產(chǎn)生測量裝置監(jiān)控報警。
二、位直檢測元件的維護
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:兩個相位信號輸出,用于辨向;一個零標(biāo)志信號,用于機床回參考點的控制。對光柵尺的維護要注意以下兩點。
(1)防污。光柵尺由于直接安裝于工作臺和機床床身上,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。機床運行中應(yīng)注意以下幾點:
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),以免掃描頭運動時形成的負(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,光線的明晴變化,經(jīng)光敏元件變成電信號的強弱,從而得到脈沖信號。編碼稽的輸出信號有:兩個相位信號輸出,用于辨向;一個零標(biāo)志信號(又稱一轉(zhuǎn)信號),用于數(shù)控沖床回參考點的控制。另外,還有+5V電源和接地端。編碼器的維護主要注意兩個問題:
(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有兩種安裝形式,一種是與伺服電動機同軸安裝,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,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中,內(nèi)裝式編碼器除了位置檢測外,同時還具有測速和交流伺服電動機轉(zhuǎn)子位置檢測的作用,如三菱HA系列交流伺服電動機中的編碼器(ROTARY ENCODER OSE253S)。因此,編碼器連接松動還會引起進給運動的不穩(wěn)定,影響交流伺服電動機的換向控制,從而引起機床的振動。
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.滑尺上分布著兩個勵磁繞組,即正弦繞組和余弦繞組,分別接入交流電。對感應(yīng)同步器的維護應(yīng)注意:
①安裝時,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,這兩個繞組必須分別接人勵磁電壓。
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床的粗測及中測系統(tǒng)。對旋轉(zhuǎn)變壓器的維護應(yīng)注意,
①接線時,定子上有相等臣數(shù)的勵磁繞組和補償繞組,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,有時補償
繞組自行短接或接入一個阻抗;
②由于結(jié)構(gòu)上與繞線轉(zhuǎn)子異步電動機相似,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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