FANUC故障實(shí)例

1、fanuc 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷與維修 fanuc公司生產(chǎn)的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，主要可以分為直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)兩大類(lèi)。直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常用于20世紀(jì)80年代以前的數(shù)控機(jī)床上，多與fanuc 5、6、7系統(tǒng)配套使用。此類(lèi)機(jī)床由于其使用時(shí)間己較長(zhǎng)，一般都到了故障多發(fā)期，但由于當(dāng)時(shí)數(shù)控機(jī)床的價(jià)格通常都比較昂貴，在用戶(hù)中屬于大型、精密、關(guān)鍵設(shè)備，保養(yǎng)、維護(hù)通常都較好，因此在企業(yè)中繼續(xù)使用的情況比較普遍，維修過(guò)程中遇到的也較多。在交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面，fanuc公司作為全世界最早開(kāi)發(fā)交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的廠家之一，自1980年成功開(kāi)發(fā)交流主軸系統(tǒng)以來(lái)，已經(jīng)生產(chǎn)了多個(gè)系列的交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)品。

2、作為數(shù)控機(jī)床維修中的常見(jiàn)產(chǎn)品，主要有以下幾種：1)a06b10*(ac model 1-40)系列交流主軸電動(dòng)機(jī)與a06b-6044系列交流主軸驅(qū)動(dòng)器配套組成的模擬式交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系列產(chǎn)品。該系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為fanuc公司80年代初期的常用產(chǎn)品，主要配套的系統(tǒng)有fanucll、fanuc0、fanuc 6等。該系列產(chǎn)品驅(qū)動(dòng)器主回路采用pwm控制、大功率晶體管驅(qū)動(dòng)的型式，輸出功率范圍為1.537kw。驅(qū)動(dòng)器采用了微處理器數(shù)字控制技術(shù)，帶有速度、方向、起?？刂菩盘?hào)接口與d/a轉(zhuǎn)換器、實(shí)際轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩信號(hào)輸出、電氣主軸定向準(zhǔn)停(附加功能)等功能。驅(qū)動(dòng)器具有良好的響應(yīng)特性，在整個(gè)速度范圍內(nèi)工作平穩(wěn)、

3、振動(dòng)和噪聲較小，其中5.5kw以上的驅(qū)動(dòng)器采用了回饋制動(dòng)技術(shù)，可有效節(jié)能。 主軸電動(dòng)機(jī)全封閉的結(jié)構(gòu)型式，硅鋼片直接空氣冷卻，結(jié)構(gòu)緊湊，可以在浮塵、切削液飛濺的場(chǎng)合安全、可靠地工作。2)a06b-10“(acmodell-40)系列交流主軸電動(dòng)機(jī)與a06-6055系列數(shù)字式交流主軸驅(qū)動(dòng)器配套組成的數(shù)字式交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品所使用的主軸電動(dòng)機(jī)與模擬式交流主軸系統(tǒng)相同，但驅(qū)動(dòng)器為數(shù)字式。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在攻螺紋、定位剛性、快速性與操作性能上有了較大的改進(jìn)，其余性能與模擬式交流主軸系統(tǒng)相似。3)a06b-07*系列交流主軸電動(dòng)機(jī)與a06-6059系列數(shù)字式交流主軸驅(qū)動(dòng)器配套組成的交流主軸驅(qū)動(dòng)系

4、統(tǒng)系列產(chǎn)品。該系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為fanuc公司20世紀(jì)80年代中期開(kāi)發(fā)的交流主軸改進(jìn)型產(chǎn)品，主要配套的系統(tǒng)有fanucll、fanuc0、fanucl5等。該系列產(chǎn)品可分為s系列(標(biāo)準(zhǔn)型)、p系列(廣域恒功率調(diào)速)、h系列(高速潤(rùn)滑脂)、vh系列(高速油霧潤(rùn)滑)、hv系列(高電壓輸入)等幾個(gè)系列。產(chǎn)品一般與a06-6059系列數(shù)字式交流主軸驅(qū)動(dòng)器配套使用，其中，s系列為常用產(chǎn)品，在數(shù)控機(jī)床上使用最廣。該系列產(chǎn)品主電動(dòng)機(jī)采用了電磁心定子直冷的冷卻型式，與早期的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，提高了輸出功率與轉(zhuǎn)速，減小了系統(tǒng)的體積與重量；驅(qū)動(dòng)器采用了更先進(jìn)的控制技術(shù)和電子元器件，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

5、功能強(qiáng)、可靠性好，在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛應(yīng)用，是數(shù)控機(jī)床維修過(guò)程中常見(jiàn)的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)之一。4)fanuc /ai系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它是fanuc公司的最新產(chǎn)品，其中i系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為本世紀(jì)初開(kāi)發(fā)的最新數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系列產(chǎn)品，是系列的改進(jìn)型。/i系列產(chǎn)品共有標(biāo)準(zhǔn)型/i系列、廣域恒功率輸出型p/pi系列、經(jīng)濟(jì)型c/ci系列、中空型(t/ti系列、強(qiáng)制冷卻型l/li系列、高電壓輸入型(hv)/(hv)i系列、高電壓輸入廣域恒功率輸出型p(hv)/p(hv)i系列、高電壓輸入中空型t(hv)/t(hv)i系列、高電壓輸入強(qiáng)制冷卻型l(hv)/l(hv)i系列等產(chǎn)品。其中l(wèi)i系列最高輸出轉(zhuǎn)速為2

6、0000r/min、(hv)i系列最大額定輸出功率可達(dá)l00kw，可滿(mǎn)足絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的主軸要求。該系列產(chǎn)品的主要特點(diǎn)如下：通過(guò)繞組轉(zhuǎn)換功能，進(jìn)一步增加了高速輸出范圍，縮短了加/減速時(shí)間，對(duì)于pi系列，其恒功率輸出范圍比系列擴(kuò)大了1.5倍。采用了最新的定子直接冷卻方式，進(jìn)一步減小了電動(dòng)機(jī)外型尺寸，提高了輸出功率和轉(zhuǎn)矩。通過(guò)精密的鋁合金轉(zhuǎn)子和嚴(yán)格的動(dòng)平衡，使電動(dòng)機(jī)在高速時(shí)振動(dòng)級(jí)達(dá)到了v3級(jí)?？梢赃x擇不同的排風(fēng)方向，盡可能減小機(jī)床熱變形，同時(shí)通過(guò)最優(yōu)的冷卻通道設(shè)計(jì)，進(jìn)一步改善了冷卻性能。根據(jù)不同的使用要求，主電動(dòng)機(jī)可以選用兩種不同類(lèi)型的內(nèi)裝式位置/速度測(cè)量裝置。即：具有a/b兩相輸出的mi型編碼

7、器與具有a/b兩相輸出及零脈沖輸出的mzi型編碼器，以滿(mǎn)足不同用戶(hù)的使用要求。i系列產(chǎn)品與系列相比，其主要性能在以下兩個(gè)方面作了改進(jìn)：通過(guò)使用高速繞組，提高了高速區(qū)的輸出功率，解決了系列在高速區(qū)域(8000-12000r/min)輸出功率下降的問(wèn)題。廣域恒功率輸出型(pi系列)的電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速由750r/min降至為500r/min，使恒功率調(diào)速范圍擴(kuò)大了1.5倍(從1:10.6提高到1:16)。fanuc /i系列數(shù)字式主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(驅(qū)動(dòng)器型號(hào)為a06-6078/6072系列)一般與fanuc 0c、fanuc l5、fanuc l6/18/20等系列數(shù)控系統(tǒng)配套使用。fanuc直流主軸驅(qū)動(dòng)

8、系統(tǒng)的保護(hù)功能為了保證驅(qū)動(dòng)器的安全、可靠運(yùn)行，fanuc直流主軸伺服系統(tǒng)在出現(xiàn)故障和異常等情況時(shí)，設(shè)置了較多的保護(hù)功能，這些保護(hù)功能與直流主軸驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)與維修密切相關(guān)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)故障時(shí)，可以根據(jù)保護(hù)功能的情況，分析故障原因。(1)接地保護(hù) 在伺服單元的輸出線路以及主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)部等出現(xiàn)對(duì)地短路時(shí)，可以通過(guò)快速熔斷器瞬間切斷電源，對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行保護(hù)。(2)過(guò)載保護(hù) 當(dāng)驅(qū)動(dòng)器、電動(dòng)機(jī)負(fù)載超過(guò)額定值時(shí)，安裝在電動(dòng)機(jī)內(nèi)部的熱開(kāi)關(guān)或主回路的熱繼電器將動(dòng)作，對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。(3)速度偏差過(guò)大報(bào)警 當(dāng)主軸電動(dòng)機(jī)的速度由于某種原因，偏離了指令速度且達(dá)到一定的誤差后，將產(chǎn)生警報(bào)，并進(jìn)行保護(hù)。(4)瞬時(shí)

9、過(guò)電流報(bào)警 當(dāng)驅(qū)動(dòng)器中由于內(nèi)部短路、輸出短路等原因產(chǎn)生異常的大電流時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將發(fā)出報(bào)警并進(jìn)行保護(hù)。(5)速度檢測(cè)回路斷線或短路報(bào)警 當(dāng)測(cè)速發(fā)電機(jī)出現(xiàn)信號(hào)斷線或短路時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將產(chǎn)生報(bào)警并進(jìn)行保護(hù)。(6)速度超過(guò)報(bào)警 當(dāng)檢測(cè)出的主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速超過(guò)額定值的115時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將發(fā)出報(bào)警并進(jìn)行保護(hù)。(7)勵(lì)磁監(jiān)控 如果主軸電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流過(guò)低或無(wú)勵(lì)磁電流，為防止飛車(chē)，驅(qū)動(dòng)器將發(fā)出報(bào)警并進(jìn)行保護(hù)。(8)短路保護(hù) 當(dāng)主回路發(fā)生短路時(shí)，驅(qū)動(dòng)器可以通過(guò)相應(yīng)的快速熔斷器進(jìn)行短路保護(hù)。(9)相序報(bào)警 當(dāng)三相輸入電源相序不正確或缺相狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將發(fā)出報(bào)警。fanuc直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用注意點(diǎn)(1)安裝注意事項(xiàng) fanu

10、c直流主軸伺服系統(tǒng)對(duì)安裝有較高的要求，這些要求是保證驅(qū)動(dòng)器正常工作的前提條件，在維修時(shí)必須引起注意。1)安裝驅(qū)動(dòng)器的電柜必須密封。為了防止電柜內(nèi)溫度過(guò)高，電柜設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)將溫升控制在15c以下。電柜的外部空氣引入口，應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器，并防止從排氣口侵入塵埃或煙霧：電纜出入口、柜門(mén)等部分應(yīng)進(jìn)行密封，冷卻電扇不要直接吹向驅(qū)動(dòng)器，以免粉塵附著。維修過(guò)程中，必須保證以上部分的完好，確保機(jī)床長(zhǎng)期可靠工作。2)電動(dòng)機(jī)維修完成后，進(jìn)行重新安裝時(shí)，要遵循下列原則：電動(dòng)機(jī)安裝面要平，且有足夠的剛性。電刷應(yīng)定期維修及更換，安裝位置應(yīng)盡可能使其檢修容易。電動(dòng)機(jī)冷卻進(jìn)風(fēng)口的進(jìn)風(fēng)要充分，安裝位置要盡可能使冷卻部分的檢修容易。電

11、動(dòng)機(jī)應(yīng)安裝在灰塵少、濕度不高的場(chǎng)所，環(huán)境溫度應(yīng)在40c以下。電動(dòng)機(jī)應(yīng)安裝在切削液和油不能直接濺到的位置上。(2)使用檢查 在對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行維修前，應(yīng)進(jìn)行如下驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作前的檢查：檢查伺服單元和電動(dòng)機(jī)的信號(hào)線、動(dòng)力線等的連接是否正確、牢固，絕緣是否良好。驅(qū)動(dòng)器、電柜和電動(dòng)機(jī)是否可靠接地。電動(dòng)機(jī)電刷的安裝是否牢靠，電動(dòng)機(jī)安裝螺栓是否完全擰緊。在維修完成、動(dòng)作正常后，還應(yīng)對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行工作時(shí)的檢查：檢查速度指令與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是否一致，負(fù)載指示是否正常。電動(dòng)機(jī)是否有異常聲音和異常振動(dòng)。軸承溫度是否急劇上升等不正?，F(xiàn)象。電刷上是否有顯著的火花發(fā)生痕跡。對(duì)于工作正常的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)進(jìn)行如下日常維護(hù)

12、：電柜的空氣過(guò)濾器每月應(yīng)清掃一次。電柜及驅(qū)動(dòng)器的冷卻風(fēng)扇應(yīng)定期檢查。建議操作人員每天都應(yīng)注意主軸電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)速度、異常振動(dòng)、異常聲音、通風(fēng)狀態(tài)、軸承溫度、外表溫度和異常臭味。建議使用單位維護(hù)人員，每月應(yīng)對(duì)電刷、換向器進(jìn)行檢查。建議使用單位維護(hù)人員，每半年應(yīng)對(duì)測(cè)速發(fā)電機(jī)、軸承、熱管冷卻部分、絕緣電阻進(jìn)行檢測(cè)。3fanuc直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷(1)主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 引起主軸不轉(zhuǎn)的原因主要有：印制電路板不良或表面太臟。觸發(fā)脈沖電路故障，晶閘管無(wú)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生。主軸電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線斷線或電動(dòng)機(jī)與主軸驅(qū)動(dòng)器連接不良。機(jī)械聯(lián)接脫落，如高/氐檔齒輪切換用的離合器嚙合不良。機(jī)床負(fù)載太大?？刂菩盘?hào)未滿(mǎn)足主軸旋轉(zhuǎn)的

13、條件，如轉(zhuǎn)向信號(hào)、速度給定電壓未輸入。(2)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定 引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異常或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定的原因有：d/a轉(zhuǎn)換器故障。測(cè)速發(fā)電動(dòng)斷線或測(cè)速機(jī)不良。速度指令電壓不良。電動(dòng)機(jī)不良，如：勵(lì)磁喪失等。電動(dòng)機(jī)負(fù)荷過(guò)重。驅(qū)動(dòng)器不良。3)主軸電動(dòng)機(jī)振動(dòng)或噪聲太大引起主軸電動(dòng)機(jī)振動(dòng)或噪聲太大故障的原因有：電源缺相或電源電壓不正常。驅(qū)動(dòng)器上的電源開(kāi)關(guān)設(shè)定錯(cuò)誤(如：50/60hz切換開(kāi)關(guān)設(shè)定錯(cuò)誤等驅(qū)動(dòng)器上的增益調(diào)整電路或顫動(dòng)調(diào)整電路的調(diào)整不當(dāng)。電流反饋回路調(diào)整不當(dāng)。三相電源相序不正確。電動(dòng)機(jī)軸承存在故障。主軸齒輪嚙合不良或主軸負(fù)載太大。(4)發(fā)生過(guò)流報(bào)警 引起過(guò)流報(bào)警可能的原因有：驅(qū)動(dòng)器電流極限設(shè)定錯(cuò)

14、誤。觸發(fā)電路的同步觸發(fā)脈沖不正確。主軸電動(dòng)機(jī)的電樞線圈內(nèi)部存在局部短路。驅(qū)動(dòng)器的+15v控制電源存在故障。(5)速度偏差過(guò)大 引起速度偏差的原因有：機(jī)床切削負(fù)荷太重。速度調(diào)節(jié)器或測(cè)速反饋回路的設(shè)定調(diào)節(jié)不當(dāng)。主軸負(fù)載過(guò)大、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良或制動(dòng)器未松開(kāi)。電流調(diào)節(jié)器或電流反饋回路的設(shè)定調(diào)節(jié)不當(dāng)。(6)熔斷器熔絲熔斷 引起熔斷器熔絲熔斷的原因主要有：驅(qū)動(dòng)器控制印制電路板不良(此時(shí)，通常驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警指示燈ledl亮)。電動(dòng)機(jī)不良，如：電樞線短路、電樞繞組短路或局部短路，電樞線對(duì)地短路等等。測(cè)速發(fā)電機(jī)不良(此時(shí)，通常驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警指示燈ledl亮)。輸入電源相序不正確(此時(shí)，通常驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警指示燈led3

15、亮)。輸入電源存在缺相。(7)熱繼電器保護(hù) 這時(shí)驅(qū)動(dòng)器的led4燈亮，表示電動(dòng)機(jī)存在過(guò)載。(8)電動(dòng)機(jī)過(guò)熱 這時(shí)驅(qū)動(dòng)器的led4燈亮，表示電動(dòng)機(jī)連續(xù)過(guò)載，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)溫升超過(guò)。(9)過(guò)電壓吸收器燒壞 通常情況下，它是由于外加電壓過(guò)高或瞬間電網(wǎng)電壓干擾弓起的。(10)運(yùn)轉(zhuǎn)停止 這時(shí)驅(qū)動(dòng)器的led5燈亮，可能的原因有電源電壓太低、控制電源存在故障等。(11)led2燈亮 驅(qū)動(dòng)器的led2燈亮，表示主電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁喪失，可能的原因是勵(lì)磁斷線、勵(lì)磁回路不良等。(12)速度達(dá)不到最高轉(zhuǎn)速 引起電動(dòng)機(jī)速度達(dá)不到最高轉(zhuǎn)速的原因主要有：電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)整過(guò)大。勵(lì)磁控制回路存在不良。晶閘管整流部分太臟，造成直流母線電

16、壓過(guò)低或絕緣性能降低。(13)主軸在加/減速時(shí)工作不正常 造成此故障的原因主要有以下幾種：電動(dòng)機(jī)加/減速電流極限設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)。電流反饋回路設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)。加/減速回路時(shí)間常數(shù)設(shè)定不當(dāng)或電動(dòng)機(jī)/負(fù)載間的慣量不匹配。機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良。(14)電動(dòng)機(jī)電刷磨損嚴(yán)重或電刷面上有劃痕造成電動(dòng)機(jī)電刷磨損嚴(yán)重或電刷面上有劃痕的原因有：主軸電動(dòng)機(jī)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載工作。主軸電動(dòng)機(jī)換向器表面太臟或有傷痕。電刷上有切削液進(jìn)入。驅(qū)動(dòng)器控制回路的設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)。6sc650系列產(chǎn)品簡(jiǎn)介6sc650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是siemens公司20世紀(jì)80年代末開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品，p它與1ph5/6系列三相感應(yīng)式主軸電動(dòng)機(jī)配套，可組成完

17、整的數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變速，主軸定向準(zhǔn)?？刂坪蚦軸控制功能。6sc650系列主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用數(shù)字控制、閉環(huán)調(diào)節(jié)，并通過(guò)磁場(chǎng)定向、矢量變換控制系統(tǒng)，將電動(dòng)機(jī)的三相定子電流解耦成勵(lì)磁電流和轉(zhuǎn)矩電流，進(jìn)行獨(dú)立的閉環(huán)控制，使之具有與直流電動(dòng)機(jī)控制系統(tǒng)相媲美的準(zhǔn)確、快速穩(wěn)定的控制特性。驅(qū)動(dòng)器通過(guò)選擇功能組件還可以實(shí)現(xiàn)c軸的進(jìn)給控制和獨(dú)立的主軸定向準(zhǔn)?？刂啤ｒ?qū)動(dòng)器可以直接連接三相380v，50/60hz電源。整流主回路由6只晶閘管，組成三相全控橋式整流電路，通過(guò)對(duì)晶閘管導(dǎo)通角的控制，可以工作在整流方式，向直流母線供電；制動(dòng)時(shí)也可工作于逆變方式，實(shí)現(xiàn)能量回饋電網(wǎng)的再生制動(dòng)。驅(qū)動(dòng)器正常工作時(shí)，控

18、制電路將整流直流母線電壓調(diào)節(jié)在575v2范圍，在再生制動(dòng)逆變工作時(shí)，由控制電路完成對(duì)整流電路的極性變換，實(shí)現(xiàn)能量的回饋。逆變主回路采用6只反并聯(lián)帶續(xù)流二極管的功率晶體管，通過(guò)控制電路對(duì)磁場(chǎng)矢量的運(yùn)算與控制，可輸出具有精確的頻率、幅值和相位的三相正弦波脈寬調(diào)制(spwm)電壓，使主電動(dòng)機(jī)獲得所需的轉(zhuǎn)矩電流和勵(lì)磁電流。輸出的三相spwm電壓的幅值范圍為0430v，頻率控制范圍為0300hz。在再生制動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)能量通過(guò)該變流器的6只續(xù)流二極管對(duì)直流母線的耦合電容充電，當(dāng)電容上的電壓超過(guò)600v時(shí)，就通過(guò)控制調(diào)節(jié)器和整流主回路觸發(fā)角，使整流回路工作在逆變狀態(tài)上的電能逆變回饋到電網(wǎng)。6只逆變晶體管有獨(dú)

19、立的驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)對(duì)各只功率管的uce：和ube：進(jìn)行監(jiān)控，可以有效防止電動(dòng)機(jī)超載并對(duì)電動(dòng)機(jī)繞組短路進(jìn)行保護(hù)。驅(qū)動(dòng)器的閉環(huán)轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩控制由兩只16位微處理器(80186)為核心控制組件完成，動(dòng)機(jī)的實(shí)際轉(zhuǎn)速檢測(cè)通過(guò)裝在電動(dòng)機(jī)軸上的編碼器進(jìn)行。6sc650系列主軸驅(qū)動(dòng)器主要組成部件6sc650系列交流主軸驅(qū)動(dòng)器對(duì)于不同的規(guī)格，其主要組件基本相同，但在結(jié)構(gòu)上，根據(jù)其功率大小分為兩種規(guī)格，即小功率的6sc6502/3(輸出電流20/30a)系列，其功率部件直接安裝在功率模塊a1上；大功率的6sc6504至6sc6520系列(輸出電流40-200a)，其功率部件安裝在散熱器上，散熱器直接裝配在機(jī)柜內(nèi)壁。

20、整個(gè)驅(qū)動(dòng)器主要由以下模塊構(gòu)成。(1)控制器模塊n1 它用于對(duì)驅(qū)動(dòng)器的調(diào)節(jié)與控制，主要包括兩只cpu (80186)，以及必要的軟件(5片eprom)。在驅(qū)動(dòng)器中，控制器模塊的作用主要是形成整流主回路的觸發(fā)脈沖控制信號(hào)，以及進(jìn)行矢量變換計(jì)算，產(chǎn)生pwm調(diào)制信號(hào)。(2)輸入/輸出(i/o)模塊u1 此模塊通過(guò)u/f轉(zhuǎn)換器用于進(jìn)行各種模擬信號(hào)的處理。(3)電源模塊g01和電源控制模塊g02 g01和g02用于產(chǎn)生控制電路所需的各種輔助電源電壓，在g02上還可以輸出各種繼電器信號(hào)(如超溫、速度、監(jiān)視等信號(hào))，以便nc或plc進(jìn)行控制。(4) c軸驅(qū)動(dòng)模塊選件a73 通過(guò)此選擇功能，可以控制交流主軸驅(qū)動(dòng)

21、系統(tǒng)在低速下(0.01375r/min)進(jìn)行位置控制，此時(shí)主軸電動(dòng)機(jī)必須裝備18000脈沖/r的正、余弦編碼器。(5)主軸定向準(zhǔn)停模塊a74(選件) 使用本功能，可以使主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在不使用nc的位置控制功能的前提下，實(shí)現(xiàn)主軸的定向準(zhǔn)?？刂啤Ｖ鬏S位置給定可由內(nèi)部參數(shù)設(shè)定或通過(guò)接口從外部輸入16位位置給定信號(hào)。(6)主軸定向準(zhǔn)停與定位模塊a75(選件) 它是集成了a73與a74功能的組件，同時(shí)具有以上a73與a74的功能。(7)整流模塊a0 該模塊安裝在機(jī)架上，主要為主電路晶閘管及相應(yīng)的阻容保護(hù)電路。(8)功率晶體管模塊a1 該模塊安裝在機(jī)架上，主要為逆變晶體管及相應(yīng)的阻容保護(hù)電路。6sc650系

22、列主軸驅(qū)動(dòng)器的故障診斷及其維修(1)開(kāi)機(jī)時(shí)顯示器無(wú)任何顯示 6sc650交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通?？梢酝ㄟ^(guò)驅(qū)動(dòng)器面板上的數(shù)碼管顯示器顯示故障代碼，根據(jù)故障代碼，即可判斷故障原因(詳見(jiàn)下述)。若接通電源后，顯示器上所有數(shù)碼管均不亮，則可能的故障原因如下1)主電路進(jìn)線斷路器跳閘。2)主回路進(jìn)線電源至少有兩相以上存在缺相。3)驅(qū)動(dòng)器至少有兩個(gè)以上的輸入熔斷器熔斷。4)電源模塊ao中的電源熔斷器熔斷。5)顯示模塊h1和控制器模塊n1之間連接故障。6)輔助控制電壓中的5伏電源故障。7)控制模塊n1故障。(2)開(kāi)機(jī)時(shí)顯示器顯示888888 若接通電源時(shí)，數(shù)碼管上所有數(shù)碼位均顯示8，即顯示狀態(tài)為888

23、888，則可能的故障原因有：1)控制器模塊n1故障。2)控制模塊n1上的eprom安裝不良或軟件出錯(cuò)3)輸入/輸出模塊中的“復(fù)位”信號(hào)為“1”。(3)根據(jù)報(bào)警號(hào)的故障診斷與維修 對(duì)于數(shù)碼管顯示的報(bào)警信號(hào)，可以按表fanuc主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修22例例301機(jī)床劇烈抖動(dòng)、驅(qū)動(dòng)器顯示al-04報(bào)警故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 6系統(tǒng)的立式加工中心, 在加工過(guò)程中，機(jī)床出現(xiàn)劇烈抖動(dòng)、交流主軸驅(qū)動(dòng)器顯示al-04報(bào)警。分析與處理過(guò)程：fanuc交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)al-04報(bào)警的含義為“交流輸入電路中的p1、f2、f3熔斷器熔斷”，故障可能的原因有：1)交流電源輸出阻抗過(guò)高。2)逆變晶體管模塊不良。3)整

24、流二極管(或晶閘管)模塊不良。4)浪涌吸收器或電容器不良。針對(duì)上述故障原因，逐一進(jìn)行檢查。檢查交流輸入電源，在交流主軸驅(qū)動(dòng)器的輸入電源，測(cè)得r、s相輸入電壓為220v，但t相的交流輸入電壓僅為120v，表明驅(qū)動(dòng)器的三相輸入電源存在問(wèn)題。進(jìn)一步檢查主軸變壓器的三相輸出，發(fā)現(xiàn)變壓器輸入、輸出，機(jī)床電源輸入均同樣存在不平衡，從而說(shuō)明故障原因不在機(jī)床本身。檢查車(chē)間開(kāi)關(guān)柜上的三相熔斷器，發(fā)現(xiàn)有一相阻抗為數(shù)百歐姆。將其拆開(kāi)檢查，發(fā)現(xiàn)該熔斷器接線螺釘松動(dòng)，從而造成三相輸入電源不平衡；重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。例302驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)報(bào)警“a”的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 0t的數(shù)控車(chē)床，開(kāi)機(jī)后，系統(tǒng)處在

25、“急?！睜顟B(tài)，顯示“notready”，操作面板上的主軸報(bào)警指示燈亮。分析與處理過(guò)程：根據(jù)故障現(xiàn)象，檢查機(jī)床交流主軸驅(qū)動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器顯示為“a”。根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警顯示，由本章前述可知，驅(qū)動(dòng)器報(bào)警的含義是“驅(qū)動(dòng)器軟件出錯(cuò)”，這一報(bào)警在驅(qū)動(dòng)器受到外部偶然干擾時(shí)較容易出現(xiàn)，解決的方法通常是對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行初始化處理。在本機(jī)床按如下步驟進(jìn)行了參數(shù)的初始化操作：1)切斷驅(qū)動(dòng)器電源，將設(shè)定端s1置test。2)接通驅(qū)動(dòng)器電源。3)同時(shí)按住mode、up、down、dataset4個(gè)鍵4)當(dāng)顯示器由全暗變?yōu)椤癴ffff”后，松開(kāi)全部鍵, 并保持1s以上。5)同時(shí)按住mode、up鍵，使參數(shù)顯示fc-22。6)

26、按住dataset鍵1s以上，顯示器顯示“good”，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)寫(xiě)入完成。7)切斷驅(qū)動(dòng)器電源，將s1(sh)重新置“drive” 。通過(guò)以上操作，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)正常，報(bào)警消失，機(jī)床恢復(fù)正常工作。例303驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)過(guò)電流報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 11m系統(tǒng)的臥式加工中心，在加工時(shí)主軸運(yùn)行突然停止，驅(qū)動(dòng)器顯示過(guò)電流報(bào)警。分析與處理過(guò)程：經(jīng)查交流主軸驅(qū)動(dòng)器主回路，發(fā)現(xiàn)再生制動(dòng)回路、主回路的熔斷器均熔斷，經(jīng)更換后機(jī)床恢復(fù)正常。但機(jī)床正常運(yùn)行數(shù)天后，再次出現(xiàn)同樣故障。由于故障重復(fù)出現(xiàn)，證明該機(jī)床主軸系統(tǒng)存在問(wèn)題，根據(jù)報(bào)警現(xiàn)象，分析可能存在的主要原因有：1)主軸驅(qū)動(dòng)器控制板不良。2)電動(dòng)機(jī)連續(xù)

27、過(guò)載。3)電動(dòng)機(jī)繞組存在局部短路。在以上幾點(diǎn)中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加工情況，電動(dòng)機(jī)過(guò)載的原因可以排除?？紤]到換上元器件后，驅(qū)動(dòng)器可以正常工作數(shù)天，故主軸驅(qū)動(dòng)器控制板不良的可能性亦較小。因此，故障原因可能性最大的是電動(dòng)機(jī)繞組存在局部短路。維修時(shí)仔細(xì)測(cè)量電動(dòng)機(jī)繞組的各相電阻，發(fā)現(xiàn)u相對(duì)地絕緣電阻較小，證明該相存在局部對(duì)地短路。拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)檢查發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組與引出線的連接處絕緣套已經(jīng)老化；經(jīng)重新連接后，對(duì)地電阻恢復(fù)正常。再次更換元器件后，機(jī)床恢復(fù)正常，故障不再出現(xiàn)。例304主軸驅(qū)動(dòng)器al-12報(bào)警的維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 11m系統(tǒng)的臥式加工中心, 在加工過(guò)程中，主軸運(yùn)行突然停止，驅(qū)動(dòng)器顯示

28、12號(hào)報(bào)警。分析與處理過(guò)程：交流主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)12號(hào)報(bào)警的含義是“直流母線過(guò)電流”，由本章前述可知，故障可能的原因如下：1)電動(dòng)機(jī)輸出端或電動(dòng)機(jī)繞組局部短路。2)逆變功率晶體管不良。3)驅(qū)動(dòng)器控制板故障。 根據(jù)以上原因，維修時(shí)進(jìn)行了仔細(xì)檢查。確認(rèn)電動(dòng)機(jī)輸出端、電動(dòng)機(jī)饒組無(wú)局部短路。然后斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)器(機(jī)床)電源，檢查了逆變晶體管組件。通過(guò)打開(kāi)驅(qū)動(dòng)器，拆下電動(dòng)機(jī)電樞線，用萬(wàn)用表檢查逆變晶體管組件的集電極(c1、c2)和發(fā)射極(e1、e2)、基極(b1、b2)之間，以及基極(b1、b2)和發(fā)射極(el、e2)之間的電阻值，與正常值(表7-25所示)比較，檢查發(fā)現(xiàn)c1-e1之間短路，即晶體管組件己損壞。

29、為確定故障原因，又對(duì)驅(qū)動(dòng)器控制板上的晶體管驅(qū)動(dòng)回路進(jìn)行了進(jìn)一步的檢查。檢查方法如下：1)取下直流母線熔斷器f7，合上交流電源，輸入旋轉(zhuǎn)指令。2)按表7-26、表7-27的引腳，通過(guò)驅(qū)動(dòng)器的連接插座cn6、cn7，測(cè)定8個(gè)晶體管(型號(hào)為etl91)的基極b與發(fā)射極e間的控制電壓，并根據(jù)cn6、cn7插腳與各晶體管管腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系逐一檢查(以發(fā)射極為參考，測(cè)量b-e正常值一般在2v左右)。檢查發(fā)現(xiàn)1clb之間電壓為0v，證明cb極擊穿，同時(shí)發(fā)現(xiàn)二極管d27也被擊穿。在更換上述部件后，再次起動(dòng)主軸驅(qū)動(dòng)器，顯示報(bào)警成為al-19。根據(jù)本章前述，驅(qū)動(dòng)器al-19報(bào)警為u相電流檢測(cè)電路過(guò)流報(bào)警。為了進(jìn)一步檢

30、查al-19報(bào)警的原因，維修時(shí)對(duì)控制回路的電源進(jìn)行了檢查。檢查驅(qū)動(dòng)器電源測(cè)試端子，交流輸入電源正常；直流輸出+24v、+15v、+5v均正常，但-15v電壓為“0”。進(jìn)一步檢查電源回路，發(fā)現(xiàn)集成穩(wěn)壓器(型號(hào)：7915)損壞。更換7915后，-15v輸出電壓正常，主軸al-19報(bào)警消除，機(jī)床恢復(fù)正常。例305主軸驅(qū)動(dòng)器al-01報(bào)警的維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 21系統(tǒng)的立式加工中心，在加工過(guò)程中，主軸運(yùn)行突然停止，系統(tǒng)顯示alm2001、alm4 09報(bào)警，交流主軸驅(qū)動(dòng)器顯示al-01報(bào)警。分析與處理過(guò)程：該機(jī)床配套的系統(tǒng)為fanuc 21系統(tǒng)，crt上顯示的報(bào)警含義如下：alm2001

31、：spdl servoal (主軸驅(qū)動(dòng)器報(bào)警)。alm409：servo alarm (seriac err)(伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警)。主軸驅(qū)動(dòng)器al-01：主軸電動(dòng)機(jī)過(guò)熱報(bào)警。上述報(bào)警可以通過(guò)復(fù)位鍵清除，清除后系統(tǒng)能夠起動(dòng)，主軸無(wú)報(bào)警，但在正常執(zhí)行各軸的手動(dòng)參考點(diǎn)返回動(dòng)作后，當(dāng)z軸向下移動(dòng)時(shí)，又發(fā)生上述報(bào)警。由于實(shí)際機(jī)床發(fā)生報(bào)警時(shí)，只是z軸向下移動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)并沒(méi)有旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也不發(fā)熱?？紤]到主軸電動(dòng)機(jī)是伴隨著z軸一起上下移動(dòng)，據(jù)此可以大致判定故障是由于z軸移動(dòng)，引起主軸電動(dòng)機(jī)電纜彎曲，產(chǎn)生接觸不良所致。打開(kāi)主軸電動(dòng)機(jī)接線盒檢查，發(fā)現(xiàn)接線盒內(nèi)插頭上的主軸電動(dòng)機(jī)熱敏電阻接線松動(dòng)；重新連接后，故障排除，

32、機(jī)床恢復(fù)正常。例306主軸高速出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障維修故障現(xiàn)象：某配套fanuc 0ta2系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，當(dāng)主軸在高速(3000r/min以上)旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)床出現(xiàn)異常振動(dòng)。 分析與處理過(guò)程：數(shù)控機(jī)床的振動(dòng)與機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)整以及機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率等因素有關(guān)，其原因通常比較復(fù)雜。但在本機(jī)床上，由于故障前交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作正常，可以在高速下旋轉(zhuǎn)；且主軸在超過(guò)3000r/min時(shí)，在任意轉(zhuǎn)速下振動(dòng)均存在，可以排除機(jī)械共振的原因。檢查機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝與連接，未發(fā)現(xiàn)異常，且在脫開(kāi)主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)床主軸的連接后，從控制面板上觀察主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩顯示，發(fā)現(xiàn)其值有較大的變化，因

33、此初步判定故障在主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的電氣部分。經(jīng)仔細(xì)檢查機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，最終發(fā)現(xiàn)該機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)器的接地線連接不良，將接地線重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。例307主軸聲音沉悶并出現(xiàn)過(guò)電流報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fidia l2系統(tǒng)、fanuc l5型直流主軸驅(qū)動(dòng)的數(shù)控仿型銑床，主軸在起動(dòng)后，運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中聲音沉悶；當(dāng)主軸制動(dòng)時(shí)，crt顯示“feed hold”，主軸驅(qū)動(dòng)裝置的“過(guò)電流”報(bào)警指示燈亮。分析與處理過(guò)程：為了判別主軸過(guò)電流報(bào)警產(chǎn)生的原因，維修時(shí)首先脫開(kāi)了主軸電動(dòng)機(jī)與主軸間的聯(lián)接，檢查機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，未發(fā)現(xiàn)異常，因此排除了機(jī)械上的原因。接著又測(cè)量、檢查了電動(dòng)機(jī)的繞組、對(duì)地電阻及電動(dòng)機(jī)的

34、連接情況，在對(duì)換向器及電刷進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分電刷已到達(dá)使用極限，換向器表面有嚴(yán)重的燒熔痕跡。針對(duì)以上問(wèn)題，維修時(shí)首先更換了同型號(hào)的電刷；并拆開(kāi)電動(dòng)機(jī)，對(duì)換向器的表面進(jìn)行了修磨處理，完成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的維修。重新安裝電動(dòng)機(jī)后再進(jìn)行試車(chē)，當(dāng)時(shí)故障消失；但在第二天開(kāi)機(jī)時(shí)，又再次出現(xiàn)上述故障，并且在機(jī)床通電約30min之后，故障就自動(dòng)消失。根據(jù)以上現(xiàn)象，由于排除了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、主軸電動(dòng)機(jī)、連接方面的原因，故而可以判定故障原因在主軸驅(qū)動(dòng)器上。 對(duì)照主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖，重點(diǎn)針對(duì)電流反饋環(huán)節(jié)的有關(guān)線路，進(jìn)行了分析檢查；對(duì)電路板中有可能虛焊的部位進(jìn)行了重新焊接，對(duì)全部接插件進(jìn)行了表面處理，但故障現(xiàn)象仍然不

35、變。由于維修現(xiàn)場(chǎng)無(wú)驅(qū)動(dòng)器備件，不可能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器的電路板互換處理，為了確定故障的大致部位，針對(duì)機(jī)床通電約30min后，故障可以自動(dòng)消失這一特點(diǎn)，維修時(shí)采用局部升溫的方法。通過(guò)吹風(fēng)機(jī)在距電路板810cm處，對(duì)電路板的每一部分進(jìn)行了局部升溫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)對(duì)觸發(fā)線路升溫后，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可以馬上恢復(fù)正常。由此分析，初步判定故障部位在驅(qū)動(dòng)器的觸發(fā)線路上。通過(guò)示波器觀察觸發(fā)部分線路的輸出波形，發(fā)現(xiàn)其中的一片集成電路在常溫下無(wú)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生，引起整流回路u相的4只晶閘管(正組與反組各2只)的觸發(fā)脈沖消失：更換此芯片后故障排除。維修完成后，進(jìn)一步分析故障原因，在主軸驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，三相全控橋整流主回路，有一相無(wú)觸發(fā)脈沖，

36、導(dǎo)致直流母線整流電壓波形脈動(dòng)變大，諧波分量提高，產(chǎn)生電動(dòng)機(jī)換向困難，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行聲音沉悶。當(dāng)主軸制動(dòng)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)器采用的是回饋制動(dòng)，控制線路首先要關(guān)斷正組的觸發(fā)脈沖，并觸發(fā)反組的晶閘管，使其逆變。逆變時(shí)同樣由于缺一相觸發(fā)脈沖，使能量不能及時(shí)回饋電網(wǎng)，因此電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生過(guò)流，驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生過(guò)流報(bào)警，保護(hù)電路動(dòng)作。例308例311主軸只有漂移轉(zhuǎn)速的故障維修例308故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 7系統(tǒng)的數(shù)控銑床，主軸在自動(dòng)或手動(dòng)操作方式下，轉(zhuǎn)速達(dá)不到指令轉(zhuǎn)速，僅有12r/min，正、反轉(zhuǎn)情況相同，系統(tǒng)無(wú)任何報(bào)警。分析與處理過(guò)程：由于本機(jī)床具有主軸換檔功能，為了驗(yàn)證機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作，維修時(shí)在mdi方式下進(jìn)行了高

37、、低換檔動(dòng)作試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床動(dòng)作正常，說(shuō)明機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的變速機(jī)構(gòu)工作正常，排除了檔位嚙合產(chǎn)生的原因。檢查主軸驅(qū)動(dòng)器的電纜連接以及主軸驅(qū)動(dòng)器上的狀態(tài)指示燈，都處于正常工作狀態(tài)，可以初步判定主軸驅(qū)動(dòng)器工作正常。進(jìn)一步測(cè)量主軸驅(qū)動(dòng)器的指令電壓輸入vcmd，發(fā)現(xiàn)在任何s指令下，vcmd總是為“0”，即驅(qū)動(dòng)器無(wú)轉(zhuǎn)速指令輸入。檢查cnc控制柜，發(fā)現(xiàn)位置控制板上的主軸模擬輸出的插頭xn松動(dòng)；重新安裝后，機(jī)床恢復(fù)正常。例309故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc ll系統(tǒng)的進(jìn)口臥式加工中心，s指令無(wú)效，主軸轉(zhuǎn)速僅為12r/min，無(wú)任何報(bào)警。分析與處理過(guò)程：測(cè)量主軸驅(qū)動(dòng)器的速度指令pcmd信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在o-4500r/m

38、in的任何s指令下，vcmd總是為0，進(jìn)一步測(cè)量cnc的s模擬輸出，其值亦為“0”，表明cnc的主軸速度控制指令未輸出。由于cnc無(wú)報(bào)警顯示，故主軸速度控制指令未輸出可能的原因是主軸未滿(mǎn)足轉(zhuǎn)速輸出的條件。對(duì)照系統(tǒng)的接口信號(hào)，通過(guò)對(duì)plc程序梯形圖的分析發(fā)現(xiàn)：plc程序中主軸高/低速換檔的標(biāo)志位、機(jī)床的高/低落速檔檢測(cè)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)均為“0”，這與實(shí)際情況不符。通過(guò)手動(dòng)控制電磁閥，使機(jī)床換到低速檔后，機(jī)床的低速檔檢測(cè)開(kāi)關(guān)輸入信號(hào)正確，plc中主軸低速換檔的標(biāo)志位隨之變?yōu)檎_的狀態(tài)，滿(mǎn)足了主軸條件。在此條件下再次啟動(dòng)主軸，機(jī)床恢復(fù)正常。為了進(jìn)一步判斷機(jī)床故障的原因，通過(guò)mdi方式，執(zhí)行m42(換高速

39、檔指令)后，發(fā)現(xiàn)m42指令不能完成。檢查高速檔電磁閥已經(jīng)得電，但高速檔到位信號(hào)為“0”，由此判定故障原因在機(jī)床的機(jī)械或液壓部分。檢查主軸箱內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)機(jī)床的換檔機(jī)構(gòu)的撥叉松動(dòng)，在低速檔時(shí)，由于撥叉向下動(dòng)作，可以通過(guò)自重落下，因此機(jī)床可以正常工作；換高速檔時(shí)，撥叉向上運(yùn)動(dòng)，拔出后不能插入齒輪。經(jīng)重新安裝后，機(jī)床恢復(fù)正常。例310故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 0m的二手?jǐn)?shù)控銑床，采用fanuc s系列主軸驅(qū)動(dòng)器，開(kāi)機(jī)后，不論輸入s*m03或s*m04指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，實(shí)際轉(zhuǎn)速無(wú)法達(dá)到指令值。分析與處理過(guò)程：在數(shù)控機(jī)床上，主軸轉(zhuǎn)速的控制，一般是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)不同的s代碼，輸出不同的主軸轉(zhuǎn)速模擬

40、量值，通過(guò)主軸驅(qū)動(dòng)器實(shí)現(xiàn)主軸變速的。在本機(jī)床上，檢查主軸驅(qū)動(dòng)器無(wú)報(bào)警，且主軸出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，可以基本確認(rèn)主軸驅(qū)動(dòng)器無(wú)故障。根據(jù)故障現(xiàn)象，為了確定故障部位，利用萬(wàn)用表測(cè)量系統(tǒng)的主軸模擬量輸出，發(fā)現(xiàn)在不同的s*指令下，其值改變，由此確認(rèn)數(shù)控系統(tǒng)工作正常。分析主軸驅(qū)動(dòng)器的控制特點(diǎn)，主軸的旋轉(zhuǎn)除需要模擬量輸入外，作為最基本的輸入信號(hào)還需要給定旋轉(zhuǎn)方向。在確認(rèn)主軸驅(qū)動(dòng)器模擬量輸入正確的前提下，進(jìn)一步檢查主軸轉(zhuǎn)向信號(hào)，發(fā)現(xiàn)其輸入模擬量的極性與主軸的轉(zhuǎn)向輸入信號(hào)不一致；交換模擬量極性后重新開(kāi)機(jī)，故障排除，主軸可以正常旋轉(zhuǎn)。例311故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 0t的二手?jǐn)?shù)控車(chē)床，采用fanuc s系列主軸驅(qū)動(dòng)

41、器，開(kāi)機(jī)后，不論輸入s*m03或s*m04指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速無(wú)法達(dá)到指令值。分析與處理過(guò)程：由于主軸驅(qū)動(dòng)器無(wú)報(bào)警顯示，故故障分析過(guò)程同上例。在本機(jī)床上，經(jīng)測(cè)量主軸模擬量輸入、主軸轉(zhuǎn)向信號(hào)輸入正確，因此排除了系統(tǒng)不良、主軸輸入模擬量的極性與主軸的轉(zhuǎn)向輸入信號(hào)不一致的可能性?？紤]到本機(jī)床為二手機(jī)床，機(jī)床的主軸出廠設(shè)定參數(shù)已經(jīng)遺失，在主軸調(diào)試前已經(jīng)進(jìn)行了參數(shù)的初始化處理，因此主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定不當(dāng)?shù)目赡苄暂^大。對(duì)照主軸驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際連接，檢查主軸參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該主軸中驅(qū)動(dòng)器在未使用外部“主軸倍率”調(diào)整電位器的情況下，主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)上卻設(shè)定了外部“主軸倍率”生效，因此主軸轉(zhuǎn)速倍率被固定在“0”

42、，引起了上述故障。修改參數(shù)后，主軸工作恢復(fù)正常，故障排除。例312主軸不能旋轉(zhuǎn)的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 6m系統(tǒng)的臥式加工中心, 手動(dòng)、自動(dòng)方式下，主軸均不旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動(dòng)器、cnc無(wú)報(bào)警顯示。分析與處理過(guò)程：用mdi方式，執(zhí)行s100m03指令，系統(tǒng)“循環(huán)起動(dòng)”指示燈亮，檢查nc診斷參數(shù)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)正常輸出s代碼與sf信號(hào)，說(shuō)明nc工作正常。檢查plc程序，對(duì)照主軸起動(dòng)條件以及內(nèi)部信號(hào)的狀態(tài)，主軸起動(dòng)的條件已滿(mǎn)足。進(jìn)一步檢查主軸驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)輸入，亦已經(jīng)滿(mǎn)足正常工作的條件。因此可以確認(rèn)故障在主軸驅(qū)動(dòng)器本身。根據(jù)主軸驅(qū)動(dòng)器的測(cè)量、檢測(cè)端的信號(hào)狀態(tài)，逐一對(duì)照檢查信號(hào)的電壓與波形，最后發(fā)現(xiàn)

43、驅(qū)動(dòng)器d/a轉(zhuǎn)換器有數(shù)字信號(hào)輸入，但其輸出電壓為“0”。將d/a轉(zhuǎn)換器集成電路芯片(芯片型號(hào)：dac80-0b1)拔下后檢查，發(fā)現(xiàn)有一插腳已經(jīng)斷裂：修復(fù)后，機(jī)床恢復(fù)正常。例313主軸引起的程序段無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 6系統(tǒng)的臥式加工中心，在進(jìn)行自動(dòng)加工時(shí)，程序執(zhí)行到m03s*程序段后，主軸能起動(dòng)，轉(zhuǎn)速正確，但無(wú)法繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器無(wú)任何報(bào)警。分析與處理過(guò)程：現(xiàn)場(chǎng)檢查，該機(jī)床在mdi方式下，手動(dòng)輸入m03或m04指令，主軸可以正常旋轉(zhuǎn)，但修改s指令值，新的s指令無(wú)法生效；而用m05指令停止主軸或按復(fù)位鍵清除后，可執(zhí)行任何轉(zhuǎn)速的指令。檢查機(jī)床診斷參數(shù)dg

44、n700.0=1，表明機(jī)床正在執(zhí)行m、s、t功能；進(jìn)一步檢查plc程序梯形圖，發(fā)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)信號(hào)sfr或主軸反轉(zhuǎn)信號(hào)srv可以為“1”，即：m指令已經(jīng)正常輸出，但s功能完成信號(hào)sfin(診斷號(hào)為dgn208.3)為0，導(dǎo)致了機(jī)床處于等待狀態(tài)。繼續(xù)檢查梯形圖，發(fā)現(xiàn)該機(jī)床sfin=1的條件是：s功能選通信號(hào)sf(診斷號(hào)為dgn66.2)為“1”、主軸速度到達(dá)信號(hào)sar(診斷號(hào)為dgn35.7)為“1”、主軸變速完成信號(hào)spe(診斷號(hào)為dgn208.1)為“1”。而實(shí)際狀態(tài)是sf=1，sar=0，spe=0，故sfin=0。從系統(tǒng)手冊(cè)可知sf、spe、sfln為cnc到plc的內(nèi)部信號(hào)，sar與外部條

45、件有關(guān)。檢查sar信號(hào)輸入發(fā)現(xiàn)，故障時(shí)驅(qū)動(dòng)器“主軸速度到達(dá)”信號(hào)輸出為高電平，但數(shù)控系統(tǒng)i/o板上對(duì)應(yīng)的sar信號(hào)卻為低電平。檢查信號(hào)連接發(fā)現(xiàn)電纜中存在斷線，重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。例314機(jī)床無(wú)法完成“換檔”的故障維修故障現(xiàn)象：某配套fanuc 0ta2系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，在機(jī)床執(zhí)行主軸傳動(dòng)級(jí)交換指令m41/42時(shí)，主軸一直處于抖動(dòng)狀態(tài)，無(wú)法完成“換檔”動(dòng)作。 分析與處理過(guò)程：根據(jù)故障現(xiàn)象，很容易判定故障是由于主軸傳動(dòng)級(jí)交換指令m41/42無(wú)法執(zhí)行完成引起的。檢查電磁閥信號(hào)與液壓缸動(dòng)作，發(fā)現(xiàn)換檔動(dòng)作實(shí)際已經(jīng)完成，但滑移齒輪換檔到位信號(hào)仍然為“0”，原因是檢測(cè)用無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)不良。通過(guò)更換無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)

46、后，機(jī)床恢復(fù)正常。例315螺紋加工出現(xiàn)“亂牙”的故障維修故障現(xiàn)象：某配套大森r2j50l系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，在g32車(chē)螺紋時(shí)，出現(xiàn)起始段螺紋“亂牙”的故障。分析與處理過(guò)程：數(shù)控車(chē)床加工螺紋，其實(shí)質(zhì)是主軸的角位移與z軸進(jìn)給之間進(jìn)行的插補(bǔ)，“亂牙”是由于主軸與z軸進(jìn)給不能實(shí)現(xiàn)同步引起的。由于該機(jī)床使用的是變頻器作為主軸調(diào)速裝置，主軸速度為開(kāi)環(huán)控制，在不同的負(fù)載下，主軸的起動(dòng)時(shí)間不同，且起動(dòng)時(shí)的主軸速度不穩(wěn)，轉(zhuǎn)速亦有相應(yīng)的變化，導(dǎo)致了主軸與z軸進(jìn)給不能實(shí)現(xiàn)同步。解決以上故障的方法有如下兩種：1)通過(guò)在主軸旋轉(zhuǎn)指令(m03)后、螺紋加工指令(g32)前增加g04延時(shí)指令，保證在主軸速度穩(wěn)定后，再開(kāi)始螺紋加

47、工。2)更改螺紋加工程序的起始點(diǎn)，使其離開(kāi)工件一段距離，保證在主軸速度穩(wěn)定后，再真正接觸工件，開(kāi)始螺紋的加工。通過(guò)采用以上方法的任何一種都可以解決該例故障，實(shí)現(xiàn)正常的螺紋加工。例316表面出現(xiàn)周期性振紋的故障維修故障現(xiàn)象：某配套fanuc ot-a2系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，在加工過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在端面加工時(shí)，表面出現(xiàn)周期性波紋。分析與處理過(guò)程：數(shù)控車(chē)床端面加工時(shí)，表面出現(xiàn)振紋的原因很多，在機(jī)械方面如：刀具、絲杠、主軸等部件的安裝不良、機(jī)床的精度不足等等都可能產(chǎn)生以上問(wèn)題。但該機(jī)床為周期性出現(xiàn)，且有一定規(guī)律，根據(jù)通常的情況，應(yīng)與主軸的位置檢測(cè)系統(tǒng)有關(guān)，但仔細(xì)檢查機(jī)床主軸各部分，卻未發(fā)現(xiàn)任何不良。仔細(xì)觀察振紋

48、與x軸的絲杠螺距相對(duì)應(yīng)，因此維修時(shí)再次針對(duì)x軸進(jìn)行了檢查。檢查該機(jī)床的機(jī)械傳動(dòng)裝置，其結(jié)構(gòu)是伺服電動(dòng)機(jī)與滾珠絲杠間通過(guò)同步齒形帶進(jìn)行聯(lián)接，位置反饋編碼器采用的是分離型布置。檢查發(fā)現(xiàn)x軸的分離式編碼器安裝位置與絲杠不同心，存在偏心，即：編碼器軸心線與絲杠中心不在同一直線上，從而造成了x軸移動(dòng)過(guò)程中的編碼器的旋轉(zhuǎn)不均勻，反映到加工中，則是出現(xiàn)周期性波紋。重新安裝、調(diào)整編碼器后，機(jī)床恢復(fù)正常。例317不執(zhí)行螺紋加工的故障維修故障現(xiàn)象：某配套fanuc 0-td系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，在自動(dòng)加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床不執(zhí)行螺紋加工程序。分析與處理過(guò)程：數(shù)控車(chē)床加工螺紋，其實(shí)質(zhì)是主軸的轉(zhuǎn)角與z軸進(jìn)給之間進(jìn)行的插補(bǔ)。主軸的

49、角度位移是通過(guò)主軸編碼器進(jìn)行測(cè)量的。在本機(jī)床上，由于主軸能正常旋轉(zhuǎn)與變速，分析故障原因主要有以下幾種：1)主軸編碼器與主軸驅(qū)動(dòng)器之間的連接不良。2)主軸編碼器故障。3)主軸驅(qū)動(dòng)器與數(shù)控之間的位置反饋信號(hào)電纜連接不良。經(jīng)查主軸編碼器與主軸驅(qū)動(dòng)器的連接正常，故可以排除第1項(xiàng)；且通過(guò)crt的顯示，可以正常顯示主軸轉(zhuǎn)速，因此說(shuō)明主軸編碼器的a、*a、b、*b信號(hào)正常；再利用示波器檢查z、*z信號(hào)，可以確認(rèn)編碼器零脈沖輸出信號(hào)正確。根據(jù)檢查，可以確定主軸位置檢測(cè)系統(tǒng)工作正常。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的說(shuō)明書(shū)，進(jìn)一步分析螺紋加工功能與信號(hào)的要求，可以知道螺紋加工時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給動(dòng)作，因此它與主軸的速度到達(dá)

50、信號(hào)有關(guān)。在fanuc 0-td系統(tǒng)上，主軸的每轉(zhuǎn)進(jìn)給動(dòng)作與參數(shù)prm24.2的設(shè)定有關(guān)，當(dāng)該位設(shè)定為“0”時(shí)，z軸進(jìn)給時(shí)不檢測(cè)“主軸速度到達(dá)”信號(hào)；設(shè)定為“1”時(shí)，z軸進(jìn)給時(shí)需要檢測(cè)“主軸速度到達(dá)”信號(hào)。在本機(jī)床上，檢查發(fā)現(xiàn)該位設(shè)定為“1”，因此只有“主軸速度到達(dá)”信號(hào)為“1”時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)進(jìn)給。通過(guò)系統(tǒng)的診斷功能，檢查發(fā)現(xiàn)當(dāng)實(shí)際主軸轉(zhuǎn)速顯示值與系統(tǒng)的指令值一致時(shí)，“主軸速度到達(dá)”信號(hào)仍然為“0”。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)，該信號(hào)連接線斷開(kāi)；重新連接后，螺紋加工動(dòng)作恢復(fù)正常。例318主軸慢轉(zhuǎn)、“定向準(zhǔn)?！辈荒芡瓿傻墓收暇S修故障現(xiàn)象：一臺(tái)采用fanuc 10t系統(tǒng)的數(shù)據(jù)車(chē)床，在加工過(guò)程中，主軸不能按指令要

51、求進(jìn)行正常的“定向準(zhǔn)?！保鬏S驅(qū)動(dòng)器“定向準(zhǔn)停”控制板上的error(錯(cuò)誤)指示燈亮，主軸一直保持慢速轉(zhuǎn)動(dòng)，定位不能完成。分析與處理過(guò)程：由于主軸在正常旋轉(zhuǎn)時(shí)動(dòng)作正常，故障只是在進(jìn)行主軸“定向準(zhǔn)停”時(shí)發(fā)生，由此可以初步判定主軸驅(qū)動(dòng)器工作正常，故障的原因通常與主軸“定向準(zhǔn)?！睓z測(cè)磁性傳感器、主軸位置編碼器等部件，以及機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝聯(lián)接等因素有關(guān)。根據(jù)機(jī)床與系統(tǒng)的維修說(shuō)明書(shū)，對(duì)照故障的診斷流程，檢查了plc梯形圖中各信號(hào)的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在主軸360范圍旋轉(zhuǎn)時(shí)，主軸“定向準(zhǔn)?！睓z測(cè)磁性傳感器信號(hào)始終為“0”，因此，故障原因可能與此信號(hào)有關(guān)。檢查該磁性傳感器，用螺釘旋具作為“發(fā)信擋鐵”進(jìn)行試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)信

52、號(hào)動(dòng)作正常，但在實(shí)際發(fā)信擋鐵靠近時(shí)，檢測(cè)磁性傳感器信號(hào)始終為“0”。重新進(jìn)行檢測(cè)磁性傳感器的檢測(cè)距離調(diào)整后，機(jī)床恢復(fù)正常，例319“定向準(zhǔn)?！笨刂瓢迦蹟嗥魅蹟嗟墓收暇S修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 6m系統(tǒng)的臥式加工中心，在正常加工時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)主軸驅(qū)動(dòng)器上的熔斷器s3.2a熔斷現(xiàn)象。 分析與處理過(guò)程：該機(jī)床使用的是fanuc模擬式交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，且具有主軸“定向準(zhǔn)停”(定位)選擇功能，主軸驅(qū)動(dòng)器上的熔斷器s3.2a為主軸“定向準(zhǔn)?！边x擇功能板的外部5v保護(hù)熔斷器。考慮到機(jī)床上主軸“定向準(zhǔn)?！睓z測(cè)磁性傳感器隨機(jī)床主軸箱頻繁上下運(yùn)動(dòng)，是最容易引起故障的部位，若連接不良較容易引起磁性傳感器的5v短

53、路，并引起集成電路損壞，導(dǎo)致s3.2熔斷器的熔斷。維修時(shí)經(jīng)過(guò)認(rèn)真檢查，逐一測(cè)量5v回路，最終發(fā)現(xiàn)主軸驅(qū)動(dòng)器中的一片sn74148n集成電路已經(jīng)損壞。在對(duì)磁性傳感進(jìn)行重新連接，測(cè)量無(wú)短路后，更換sn74148n集成電路，故障排除。例320主軸定位速度偏差過(guò)大的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc llm系統(tǒng)的臥式加工中心，當(dāng)執(zhí)行m06換刀指令時(shí)，在主軸定向過(guò)程中，主軸驅(qū)動(dòng)器發(fā)生al-02報(bào)警。分析與處理過(guò)程：主軸驅(qū)動(dòng)器al-02報(bào)警的含義是“速度偏差過(guò)大”。為了判定故障原因，在mdi方式下，單獨(dú)執(zhí)行m19主軸定向準(zhǔn)停指令，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器也存在同樣故障。據(jù)操作者介紹，此機(jī)床在不同的y軸位置，故障發(fā)生的

54、情況有所不同；通常在y軸的最低點(diǎn)，故障不容易發(fā)生。為了驗(yàn)證，維修時(shí)把主軸箱下降到了最低點(diǎn)，在mdi方式下，執(zhí)行m19定向準(zhǔn)停指令，發(fā)現(xiàn)確實(shí)主軸工作正常。根據(jù)以上現(xiàn)象分析，可以初步判定故障可能的原因是驅(qū)動(dòng)器與電動(dòng)機(jī)之間的信號(hào)電纜連接不良的可能性較大。維修時(shí)拆下電動(dòng)機(jī)編碼器的連接器檢查，發(fā)現(xiàn)接頭松動(dòng)，內(nèi)部有部分線連接不良。經(jīng)重新焊接后，主軸恢復(fù)正常。例321主軸不能進(jìn)行變速的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套fanuc 6系統(tǒng)的立式加工中心，主軸在低速時(shí)(低于120r/min)時(shí)，s指令無(wú)效，主軸固定以120r/min轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)。分析與處理過(guò)程：由于主軸在低速時(shí)固定以120r/min轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，可能的原因是主

55、軸驅(qū)動(dòng)器有120r/min的轉(zhuǎn)速模擬量輸入，或是主軸驅(qū)動(dòng)器控制電路存在不良。為了判定故障原因，檢查cnc內(nèi)部s代碼信號(hào)狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)它與s指令值一一對(duì)應(yīng)；但測(cè)量主軸驅(qū)動(dòng)器的數(shù)摸轉(zhuǎn)換輸出(測(cè)量端ch2)，發(fā)現(xiàn)即使是在s為0時(shí)，d/a轉(zhuǎn)換器雖然無(wú)數(shù)字輸入信號(hào)，但其輸出仍然有0.5v左右的電壓。由于本機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速為2250 r/min，對(duì)照表7-28可以看出，當(dāng)d/a轉(zhuǎn)換器輸出0.5v左右時(shí)，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速應(yīng)在120r/min左右，因此可以判定故障原因是d/a轉(zhuǎn)換器(型號(hào)：dac80)損壞引起的。例322變頻器出現(xiàn)過(guò)壓報(bào)警的維修故障現(xiàn)象：某配套fanuc 0-td系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)采用三菱公司的e540變