毕业设计----伺服系统故障实例与诊断

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1、 毕业设计 毕业设计题目：伺服系统故障实例与诊断 系 别: 专 业: 学生姓名: 班级学号: 指导教师: 2011 年 10 月 13 日 2 目 录 摘要 1、绪论.3 11 引言3 1. 2 课题研究背景.3 2、数控机床基本概念.5 2. 1 突出性能 .7 22 疑问解答10 23 典型机型11 24 私服系统机型种类11 25 优势劣势11 26 应用趋势.13 27 伺服电动机的概念.14 28 伺服电动机的分类.14 29 伺服电动机的特点15 3、伺服进给系统常见故障形式16 31 超导.16 32 爬行 17 33 窜动.17 34 过载.17 35 伺服电动机不转.17 3

2、6 伺服进给系统常见故障典型案例分析.18 4、设计小结.28 5、参考文献29 6、致谢.30 3 摘 要： 数控机床和数控系统在工作时常出现由于伺服进给系统原因造成的机床故障， 此类故障出 现的常见形式有超程、过载、工件尺寸无规律偏差等。针对这些典型故障现象，采用一定的机床维修 技术，减少此类故障的发生率。 一一、绪论绪论 1.1 引言 数控机床伺服进给系统由各坐标轴的进给驱动装置、位置检测装置及机床进给传动链等组成，其 任务是要实现各坐标轴的位置控制因此做好进给伺服系统的故障诊断和处理工作是数控机床维护和维 修工作的关键。 1.2 课题研究背景 伺服源自英文单词“Servo”，顾名思义，

3、就是指系统跟随外部指令进行人们所期望的运动，而 其中的运动要素包括位置、速度和力矩等物理量。回顾伺服系统的发展历程，从最早的液压、气动到 如今的电气化，由伺服电机、反馈装置与控制器组成的伺服系统已经走过了近 50 个年头。 伺服系统的发展经历了由液压到电气的过程,电气伺服系统根据所驱动电机类型分为直流(DC)伺 服系统和交流(AC)伺服系统。 交流伺服系统按其采用的驱动电机类型又可分为永磁同步(SM 型)电动机 交流伺服系统和感应式异步(IM 型)电动机交流伺服系统。 由于直流伺服电动机存在机械结构复杂, 维修工作量大包括电刷、 换向器等则成为直流伺服驱 动技术发展的瓶颈。 随着微处理技术、

4、大功率电力电子技术的成熟和电机永磁材料的发展和成本降低, 交流伺服系统得到长足发展并将逐步取代直流伺服系统。 1990 年以前，由于技术成本等原因，国内伺服电机以直流永磁有刷电机和步进电机为主，而 且主要集中在机床和国防军工行业。1990 年以后，进口永磁交流伺服电机系统逐步进入中国，此期间 得益于稀土永磁材料的发展、电力电子及微电子技术日新月异的进步，交流伺服电机的驱动技术也很 快从模拟式过渡到全数字式。由于交流伺服电机的驱动装置采用了先进全数字式驱动控制技术，硬件 结构简单，参数调整方便，产品生产的一致性可靠性增加，同时可集成复杂的电机控制算法和智能化 控制功能，如增益自动调整、网络通讯功

5、能等，大大拓展了交流伺服电机的适用领域；另外随着各行 业，如机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、激光加工设备、机器人、自动化生产线等，对工艺精 度、加工效率和工作可靠性等要求不断提高，这些领域对交流伺服电机的需求将迅猛增长，交流伺服 将逐步替代原有直流有刷伺服电机和步进电机。 正弦波交流伺服系统综合了伺服电动机、 角速度和角位移传感器的最新成就， 与采用新型电力 电子器件、 专用集成电路和专用控制算法的交流伺服驱动器相匹配， 组成新型高性能机电一体化产品。 使原有的直流伺服系统面临淘汰的危机，成为当今世界伺服驱动的主流及发展方向。正弦波交流伺服 广泛使用于航空、航天、兵器、船舶、电子及核工业等领域，如自行火炮、卫星姿态控制、雷达驱动、 机载吊舱