數(shù)控車床主軸驅動系統(tǒng)故障分析與維修.

1、畢業(yè)論文（設計）數(shù)控車床主軸驅動系統(tǒng)故障分析與維修NC Lathe spindle driving system fault analysis and maintenance指導老師：班 級：高專數(shù)控設備應用與維護 08系（部）： 機電工程系專 業(yè)： 數(shù)控設備應用與維護答辯時間：數(shù)控車床主軸驅動系統(tǒng)故障分析與維修NC Lathe spindle driving system fault analysis and maintenance摘要數(shù)控機床是一種價格昂貴的精密設備，在日常工作出經(jīng)常出現(xiàn)故障，這會影響我們加工出來的工件的精度和工件是否合格！所以，對于機床的診斷與維修是很重要的數(shù)控機床的主軸

2、驅動系統(tǒng)也就是主傳動系統(tǒng)，它的性能直接決定了加工工件的表面質量 ，因此,在數(shù)控機床的維修和維護中，主軸驅動系統(tǒng)顯得很重要關鍵詞主軸驅動系統(tǒng)；故障;分析；維修SummaryCNCmachine tools is an expensive sophisticated equipment, often in their daily work out of trouble, which would affect our out of the workpiece machi ning accuracy and workpiece is qualified! Therefore,diag no sis a

3、nd maintenance of the mach ine is veryimporta nt.CNC machine tool spindle drive system is the main drive system, its performanee directly determ ines the surface quality of workpiece, therefore, the maintenance of CNC machine tools and maintenance, the spindle drive system is very important.Keywords

4、Spi ndle drive system Failure An alysis Maintenance目 錄摘 要 II關鍵詞 IISummary IIKeywords II緒論 11. 數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)組成及特點分類 11.1數(shù)控機床對主軸驅動系統(tǒng)的要求 11.1.1調速范圍寬并實現(xiàn)無極調速 11.1.2 恒功率范圍要寬 11.1.3具有4象限驅動能力 11.1.4 具有位置控制能力 11.1.5具有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪音低 11.2主軸系統(tǒng)分類及特點 11.2.1普通籠型異步電動機配齒輪變速箱 11.2.2普通籠型異步電動機配簡易型變頻器 21.2.3通籠型異步電動機配通用變

5、頻器 21.2.4專用變頻電動機配通用變頻器 21.2.5伺服主軸驅動系統(tǒng) 21.2.6電主軸 22. 直流主軸驅動系統(tǒng)的故障與維修 22.1直流主軸驅動系統(tǒng)的故障 22.2直流主軸驅動系統(tǒng)系統(tǒng)的故障維修實例 42.3直流主軸驅動系統(tǒng)日常維護 43. 交流伺服主軸驅動系統(tǒng)故障診斷與維修 43.1交流伺服主軸驅動系統(tǒng)常見故障診斷與維修 43.2.交流伺服主軸驅動系統(tǒng)常見故障的維修案列 83.3交流伺服主軸驅動系統(tǒng)日常維護 103.3.1日常檢查 103.3.2定期檢查 104. 主軸通用變頻器常見故障與維修 104.1變頻器的介紹 104.2變頻器的常見故障診斷與維修 114.3變頻器的常見故障

6、的維修案例 114.4變頻器的日常維護 12總結 12致謝 12參考文獻 13緒論數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)是數(shù)控機床的大功率執(zhí)行機構。它包括主軸驅動裝置、主軸電動機、主 軸位置檢測裝置、傳動機構及主軸。通常主軸驅動被加工工件旋轉的是車削加工，所對應的機床是 車床類；主軸驅動切削刀具旋轉的是銃削加工，所對應的機床是銃床類。1數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)組成及特點分類1.1數(shù)控機床對主軸驅動系統(tǒng)的要求1.1.1調速范圍寬并實現(xiàn)無極調速般過載目前主軸驅動裝置的恒轉矩調速范圍已可達1 ： 100,恒功率調速范圍也可達1 : 30, -1.5倍時可持續(xù)工作達到 30min。1.1.2恒功率范圍要寬主軸在全速范圍內均

7、能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內提供主軸電動機的最大功 率。由于主軸電動機與驅動裝置的限制，主軸在低速段均為恒轉矩輸出。為滿足數(shù)控機床低速、強 力切削的需要，常采用分級無級變速的方法，以擴大輸出轉矩。1.1.3具有4象限驅動能力要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。目前一般伺 服主軸可以在1秒內從靜止加速到 6000r/min。1.1.4具有位置控制能力即進給功能（C軸功能）和定向功能（準停功能），以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺 紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。1.1.5具有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪音低為了提高傳動件的制造精度與剛度

8、，采用齒輪傳動時齒輪齒面應采用高頻感應加熱淬火工藝以 增加耐磨性。最后一級一般用斜齒輪傳動，使傳動平穩(wěn)。采用帶傳動時應采用齒型帶。應采用精度 高的軸承及合理的支撐跨距，以提高主軸的組件的剛性。在結構允許的條件下，應適當增加齒輪寬 度，提高齒輪的重疊系數(shù)。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動，采用內徑定心。側面定心的花鍵對降 低噪聲更為有利，因為這種定心方式傳動間隙小，接觸面大，但加工需要專門的刀具和花鍵磨床。1.1.6良好的抗振性和熱穩(wěn)定性數(shù)控機床加工時，可能由于持續(xù)切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自 振等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產(chǎn)生振動，影響加工精度和表面粗糙度，嚴重時甚至

9、可能損 壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件，使其無法工作。主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中的零部件產(chǎn)生熱變形，降低傳 動效率，影響零部件之間的相對位置精度和運動精度，從而造成加工誤差。因此，主軸組件要有較 高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進行循環(huán)潤滑。1.2主軸系統(tǒng)分類及特點1.2.1普通籠型異步電動機配齒輪變速箱這是最經(jīng)濟的一種方法主軸配置方式，但只能實現(xiàn)有級調速，由于電動機始終工作在額定轉速 下，經(jīng)齒輪減速后，在主軸低速下輸出力矩大，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。 如果加工產(chǎn)品比較單一，對主軸轉速沒有太高的要求，配置在數(shù)控機床上也能起到很好的效果；它 的缺點是噪音比較大，

10、由于電機工作在工頻下，主軸轉速范圍不大，不適合有色金屬和需要頻繁變 換主軸速度的加工場合。1.2.2普通籠型異步電動機配簡易型變頻器可以實現(xiàn)主軸的無級調速，主軸電動機只有工作在約500轉/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉的情況，一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只 能工作在中高速范圍，另外因為受到普通電動機最高轉速的限制，主軸的轉速范圍受到較大的限制。1.2.3通籠型異步電動機配通用變頻器目前進口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調節(jié)，一般還具有無反饋矢量控制功能，會對電動機的低速特性有所改善，配合兩級齒輪變速，基本上可以滿足車床低速（100 200轉/分鐘

11、）小加工余量的加工，但同樣受最高電動機速度的限制。這是目前經(jīng)濟型數(shù)控機床比較常用的主軸驅動系 統(tǒng)。1.2.4專用變頻電動機配通用變頻器一般采用有反饋矢量控制，低速甚至零速時都可以有較大的力矩輸出，有些還具有定向甚至分 度進給的功能，是非常有競爭力的產(chǎn)品。中檔數(shù)控機床主要采用這種方案，主軸傳動兩擋變速甚至 僅一擋即可實現(xiàn)轉速在100 200r/min左右時車、銃的重力切削。一些有定向功能的還可以應用與要求精鏜加工的數(shù)控鏜銃床，若應用在加工中心上，還不很理想，必須采用其他輔助機構完成定向 換刀的功能，而且也不能達到剛性攻絲的要求。1.2.5伺服主軸驅動系統(tǒng)伺服主軸驅動系統(tǒng)具有響應快、速度高、過載能

12、力強的特點，還可以實現(xiàn)定向和進給功能，當 然價格也是最高的.1.2.6電主軸電主軸是主軸電動機的一種結構形式，驅動器可以是變頻器或主軸伺服，也可以不要驅動器。 電主軸由于電機和主軸合二為一，沒有傳動機構，因此，大大簡化了主軸的結構，并且提高了主軸 的精度，但是抗沖擊能力較弱，而且功率還不能做得太大，一般在10KW以下。由于結構上的優(yōu)勢，電主軸主要向高速方向發(fā)展，一般在10000r/mi n以上。2.直流主軸驅動系統(tǒng)的故障與維修2.1直流主軸驅動系統(tǒng)的故障 盡管直流主軸驅動系統(tǒng)在目前已應用不多，逐步為交流主軸驅動系統(tǒng)取代，但現(xiàn)有系統(tǒng)的維修還有 不少，在此也總結它的故障特點。1主軸電動機轉引起主軸

13、不不轉的原因主要有： 印制電路板不良或表面太臟。 觸發(fā)脈沖電路故障，晶閘管無觸發(fā)脈沖產(chǎn)生。 主軸電動機動力線斷線或電動機與主軸驅動器連接不良。 機械聯(lián)接脫落，如高/低檔齒輪切換用的離合器嚙合不良。 機床負載太大。 控制信號未滿足主軸旋轉的條件，如轉向信號、速度給定電壓未輸入。2、 電動機轉速異?；蜣D速不穩(wěn)定引起電動機轉速異?；蜣D速不穩(wěn)定的原因有： D/ A轉換器故障。 測速發(fā)電動斷線或測速機不良。 速度指令電壓不良。 電動機不良，如：勵磁喪失等。 電動機負荷過重。 驅動器不良。3、 主軸電動機振動或噪聲太大引起主軸電動機振動或噪聲太大故障的原因有： 電源缺相或電源電壓不正常。 驅動器上的電源開

14、關設定錯誤 （如：50/ 60Hz切換開關設定錯誤等 驅動器上的增益調整電路或顫動調整電路的調整不當。 電流反饋回路調整不當。 三相電源相序不正確。 電動機軸承存在故障。 主軸齒輪嚙合不良或主軸負載太大。4、發(fā)生過流報警引起過流報警可能的原因有： 驅動器電流極限設定錯誤。 觸發(fā)電路的同步觸發(fā)脈沖不正確。 主軸電動機的電樞線圈內部存在局部短路。 驅動器的+15V控制電源存在故障。5、 速度偏差過大引起速度偏差的原因有： 機床切削負荷太重。 速度調節(jié)器或測速反饋回路的設定調節(jié)不當。 主軸負載過大、機械傳動系統(tǒng)不良或制動器未松開。 電流調節(jié)器或電流反饋回路的設定調節(jié)不當。6、 熔斷器熔絲熔斷引起熔斷

15、器熔絲熔斷的原因主要有： 驅動器控制印制電路板不良（此時，通常驅動器的報警指示燈LED I亮）。 電動機不良，如：電樞線短路、電樞繞組短路或局部短路，電樞線對地短路等等。 測速發(fā)電機不良（此時，通常驅動器的報警指示燈LED I亮）。 輸入電源相序不正確（此時，通常驅動器的報警指示燈LED3亮）。 輸入電源存在缺相。7、 熱繼電器保護這時驅動器的LED4燈亮，表示電動機存在過載。&電動機過熱 這時驅動器的LED 4燈亮，表示電動機連續(xù)過載，導致電動機溫升超過。9、 過電壓吸收器燒壞通常情況下，它是由于外加電壓過高或瞬間電網(wǎng)電壓干擾引起的。10、運轉停止 這時驅動器的LED5燈亮，可能的原因有電源

16、電壓太低、控制電源存在故障等。11、LED2燈亮 驅動器的LED2燈亮，表示主電動機勵磁喪失，可能的原因是勵磁斷線、勵磁回路 不良等。12、 速度達不到最高轉速引起電動機速度達不到最高轉速的原因主要有： 電動機勵磁電流調整過大。 勵磁控制回路存在不良。13、主軸在加/減速時工作不正常造成此故障的原因主要有以下幾種: 電動機加/減速電流極限設定、調整不當。 電流反饋回路設定、調整不當。/負載間的慣量不匹配。造成電動機電刷磨損嚴重或電刷面上有劃痕的原因有: 加/減速回路時間常數(shù)設定不當或電動機 機械傳動系統(tǒng)不良。14、電動機電刷磨損嚴重或電刷面上有劃痕 主軸電動機連續(xù)長時間過載工作。 主軸電動機換

17、向器表面太臟或有傷痕。 電刷上有切削液進入。 驅動器控制回路的設定、調整不當。2.2直流主軸驅動系統(tǒng)系統(tǒng)的故障維修實例1 :配套SIEMENS 6RA26XX系列直流主軸驅動器，開機后顯示主軸報警。分析與處理過程：檢查SIEMENS 6RA26XX系列直流主軸驅動器，發(fā)現(xiàn)報警的含義與提示是電源故障”，其可能的原因有： 電源相序接反。 電源缺相，相位不正確。 電源電壓低于額定值的 80%。測量驅動器輸入電壓正常，相序正確但主驅動仍有報警，因此可能的原因是電源板存在故障。根據(jù)SIEMENS 6RA26XX系列直流主軸驅動器原理圖，逐級測量各板的電源回路，發(fā)現(xiàn)觸發(fā)板的同步電源中有一相低于正常電壓。檢

18、查確認故障原因為印制電路板存在虛焊，導致了同步電源的電壓降低，引起了電源報警。重新焊 接后電壓恢復正常，報警消失，機床恢復正常。2.3直流主軸驅動系統(tǒng)日常維護對于工作正常的主軸驅動系統(tǒng)1電柜的空氣過濾器每月清掃一次2電柜及驅動器的冷卻風扇定期檢查3建議操作人員每天注意主軸的旋轉速度，異常振動，異常聲音，通風狀態(tài)，軸承溫度，外表溫度， 異常臭味4建議維護人員每月對電刷，換向器進行檢查5建議維護人緣沒半年對測速發(fā)電機，軸承，熱管冷卻部分，絕緣電阻進行檢測3交流伺服主軸驅動系統(tǒng)故障診斷與維修3.1交流伺服主軸驅動系統(tǒng)常見故障診斷與維修交流主軸驅動系統(tǒng)按信號形式又可分為交流模擬型主軸驅動單元和交流數(shù)字

19、型主軸驅動單元。交流主軸驅動除了有直流主軸驅動同樣的過熱、過載、轉速不正常報警或故障外，還有另外的故障條 目，總結如下：1.主軸不能轉動，且無任何報警顯示。產(chǎn)生此故障的可能原因及排除方法見表2. 1?？赡茉驒z杳步驟排除措施機械負載過大- 一盡量減輕機械負載主軸與電動機連接皮r帶在停機的狀態(tài)下，查看皮帶的松 緊程度 二維,cad,機械，技術,汽車H, 一調整皮帶主軸中的拉桿未拉緊 夾持刀具的拉釘（在車 床上就疋卡盤未夾糸 工件）三1- 11） j*有的機床會設置敏感元件的反饋 信號，檢查次反饋信號是否到位 三維,cad,機械，技重新裝夾好刀具或工件-&-系統(tǒng)處在急停狀態(tài)檢查主軸單元的主交流接觸

20、器是 否吸合更具實際情況下，松開急停機械準備好信號斷路-排查機械準好信號電路主軸動力線斷線用萬用表測量動力線電壓確保電源輸入正常電源缺相。-正反轉信號同時輸入利用PLC監(jiān)查功能查看相應信號-無正反轉信號通過PLC監(jiān)視畫面，觀察正反轉指示信號是否發(fā)出www.3dportal一般為數(shù)控裝置的輸出有冋 題，排查系統(tǒng)的主軸信號輸出 端子使能信號沒有接通通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機 床PLC梯形圖（或流程圖），以 確定主軸的啟動條件，如潤滑、 冷卻等是否滿足一檢查外部啟動的條件是否符合主軸驅動裝置故障有條件的話，利用交換法，確定 是否有故障更換主軸驅動裝置汽主軸電動機故障三維 |cad|機械|汽車|

21、技.更換電動機2.主軸速度指令無效，轉速僅有12r/min ?？赡艿脑蛞姳? . 2可能原因檢杳步驟排除措施動力線接線錯誤檢查主軸伺服與電動機之間的UVW連線三維|cad|機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|i nven tor|solided ge|solidworks|caxa4A/ G6 u4 x; i7Y8 c確保連線對應三維,cad,機 械，技術，汽車w1 D2 B; P5RCNC模擬量輸出（D/A） 轉換電路故障用交換法判斷是否有故障|8 N0 t2z2 g- G0 Y3 r8 _更換相應電路板)w: S! l: n% l) GO u3 D: y+ FCNC速度輸出模

22、擬量與 驅動器連接不良或斷線測量相應信號，是否有輸出且是否正 常 *m; _2 m9_% C!x更換指令發(fā)送口或更換數(shù)控 裝置三維|cad|機械|汽車| 技術|catia|pro/e|ug|i nven tor |solidedge|solidworks|caxa6 IO l# H) u; J/主軸驅動器參數(shù)設定不當 # u0V) B, r. W/ g9 Gw查看驅動器參數(shù)，是否正常 V4 6 x! E0 w依照說明書，正確設置參數(shù)反饋線連接不正常* yO Y83 H; l( t) a4 d% O查看反饋連線確保反饋連線正常反饋信號不正常三 維,cad,機械,技術,汽車,catia,pro/e

23、,ug,i nv en tor,solidedge,solid works,caxa, 時空，鎮(zhèn)江3 Y- r p& N2 o* d3 U$ b檢查反饋信號的波形 三維網(wǎng)技術論壇0 a+ v（ O. M W# x5 L- h調整波形至正確或更換編碼 器三維,cad,機械,技術,汽 車,catia,pro/e,ug,i nvent or,solidedge,solidworks, caxa,時空，鎮(zhèn)江，、4 n2 P2 VO p7 |3.速度偏差過大，指的是主軸電機的實際速度與指令速度的誤差值超過允許值，一般是啟動時電機 沒有轉動或速度上不去。引起此故障的原因見表2. 3可能原因檢杳步驟排除措施

24、反饋連線不良不啟動主軸，用手盤動主軸使主軸電 動機以較快速度轉起來，估計電機的 實際速度，監(jiān)視反饋的實際轉速確保反饋連線正確三維網(wǎng)技術論壇，g# o3 s _4 r!k+ v反饋裝置故障三維網(wǎng)技術論壇 9 w: b& C9 n! A更換反饋裝置www.3dportal.c n; T. w;I. |# w; a動力線連接不正常三維網(wǎng) 技術論壇-0 18 R,L% Gb用萬用表或兆歐表檢查電動機或動力 線是否正常（包括相序不正常）確保動力線連接正常三維網(wǎng)技術論壇 % e$ t m7 T9 z& Z5 z動力電壓不正常確保動力線電壓正常機床切削負何太重，切削 條件惡劣* V#F（ p s: # F三

25、維|cad|機械|汽重新考慮負載條件，減輕負 載，調整切削參數(shù)三維網(wǎng)技術論壇 $ b+ g# f! O; n#j（ 1 R+ l機械傳動系統(tǒng)不良三維|cad|機械|汽車|技術 |catia|pro/e|ug|i nvent or|solidedge|solidwork s|caxa3 yO E& v7 E, F7 K% W F三維,cad,機械,N1 m7|. P$ H3 P%X改善機械傳動系統(tǒng)條件制動器未松開查明制動器為松開的原因 三維|cad| 機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|i nven tor|solided ge|solidworks|caxa0r+ F1 z4 j6

26、 WW/ a； o# - d確保制動電路正常三維網(wǎng) 技術論壇（fm$ O;M1 * q6 s% L7 e驅動器故障利用交換法，判斷是否有故障更換出錯單元電流調節(jié)器控制板故障電動機故障4.過載報警。削用量過大，頻繁正、反轉等均可引起過載報警。具體表現(xiàn)為主軸過熱、主軸驅動裝置顯示過電流報警等造成此故障的可能原因見表2. 4可能原因檢查步驟排除措施長時間開機后再 出現(xiàn)此故障負載太大檢查機械負載 三2 - f5 e; A7 f u. r/ Y調整切削參數(shù)，干山切 削條件，減輕負載頻繁正、反轉三 維網(wǎng)技術論壇2 x; + E! h4 m Y一減少頻繁正、翻轉次數(shù): |8 a$ J, b x0 開機后即出

27、現(xiàn)此 報警熱控開關壞了用萬用表測量相應管腳更換熱控開關控制板有故障用交換分判斷是否有故障如有故障，更換控制板表2 . 45. 主軸振動或噪聲過大，首先要區(qū)別異常噪聲及振動發(fā)生在主軸機械部分還是在電氣驅動部分。檢 查方法： 若在減速過程中發(fā)生，一般是由驅動裝置造成的，如交流驅動中的再生回路故障若在恒轉速時 產(chǎn)生，可通過觀察主軸由停車過程中是否有噪聲和振動來區(qū)別，如存在，則主軸機械部分有問題 查振動周期是否與轉速有關，如無關，一般是主軸驅動裝置未調整好；如有關系，應檢查主軸機械 部分是否良好，測速裝置是否不良。造成這類故障的原因及排除見表：2 . 5故障部位可能原因檢杳步驟排除措施電氣部分 故障系

28、統(tǒng)電源缺相、相序不正確 或電壓不正常測量輸入的系統(tǒng)電源三維 網(wǎng)技術論壇& 7 dO V2 f3 n q% q4 E確保電源正確三維網(wǎng)技術 論壇 3 q1 _5 bO a% _# elB反饋不正確測量反饋信號確保接線正確，且反饋裝置正常驅動器異常，如：增益調整 電路或顫動調整電路的調 整不當三維網(wǎng)技術論壇 5、1 Jm4 l% j6 根據(jù)參數(shù)說明書，設置好 相關參數(shù)三相輸入的相序不對三維 網(wǎng)技術論壇 % c0 TO 1 v（ S用萬用表測量輸入電源確保電源正確三維|cad| 機械|汽車|技術|catia|pro/e|ug|i nventor|solidedge|solidwork s|caxa3

29、 0 Y# d% F) w機械部分 故障主軸負何過大二維網(wǎng)技術論壇：?. hY! O3n$ W| p% J& j重新考慮負載條件，減輕 負載潤滑不良是否缺潤滑油，三維網(wǎng)技 術論壇！ f& V P%G4 % h.力口注潤滑油 2 C0 a5 A W# 2 e是否潤滑電路或電機故障，! d, ?. 7 # y+ r檢修潤滑電路三維網(wǎng)技術論壇 * b+ Y |5 Z% i/ |是否潤滑漏油更換潤滑導油管主軸與主軸電動機的連接皮帶過緊三維網(wǎng)技術論壇0L, L6 su. w在停機的情況下，檢查皮 帶松緊程度調整皮帶的連接三維|cad|機械|汽車|技術|cV7 t5 F1 N. j. f軸承故障、主軸和主

30、軸電動 機之間離合器故障三 維,cad,機械,技術,汽% t& t: ?% g） e目測，可判斷這個機械連 接是否正常調整軸承軸承拉毛或損壞4C& / i&! v9 + M! S) O可拆開相關機械結構后目 測三維|cad|機械|汽車| 技術|catia|pro/e|ug|i nvent or|solidedge|solidwork s|caxa1 B, 4W3n0 m3 更換軸承www.3dportal.c n6 g* x5 4 g/ f# I/ Z# H& y$ i齒輪有嚴重損傷更換齒輪主軸部件上動平衡不好（叢 最咼速度向下時發(fā)生次此 故障）當主軸電機最高速度時， 關掉電源，慣性運轉時是

31、否仍有聲音校核主軸部件上的動平衡 條件，調整機械部分軸承預緊力不夠或預緊螺 釘松動調緊預緊螺釘三維|cad|機械 | B3 O: P, F游隙過大或齒輪嚙合間隙 過大三維|cad|機械|汽車| 技術|catia|pro/e|ug|i nvento r|solidedge|solidworks| caxal H, c# U5 E1 Z3 0 三維網(wǎng)技術論壇 % i! I!o9 j ml 0 5 w調整機床間隙表2 . 53.2.交流伺服主軸驅動系統(tǒng)常見故障的維修案列例：一臺配套某系統(tǒng)的立式加工中心，主軸在低速時（低于120r/min ）時，S指令無效，主軸固定以120r/min轉速運轉。y分析與

32、處理過程：由于主軸在低速時固定以120r/mi n 轉速運轉，可能的原因是主軸驅動器有120r/min的轉速模擬量輸入，或是主軸驅動器控制電路存在不良。三維網(wǎng)技術論壇9 K. _/ h6 A0 h）為了判定故障原因，檢查CNC內部S代碼信號狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)它與S指令值一一對應；但測量主軸驅動器的數(shù)模轉換輸出（測兩端CH2,發(fā)現(xiàn)即使是在 S為0時，D/A轉換器雖然無數(shù)字輸入信號，但其輸出仍然為0.5V左右的電壓。 三維網(wǎng)技術論壇）V（ B* h$ L& e3 M由于本機床的最高轉速為2250r/min，對照下表看出，當 D/A轉換器輸出0.5V左右時，轉速應為120r/min左右，因此可以判定故障原因

33、是D/A轉換器（型號：DAC80損壞引起的。，d e/ L u-U更換同型號的集成電路后，機床恢復正常。二進制轉速指令S模擬輸出/V轉速 / (r/min )0000 0000 0000000000 0101 10110.222500000 1011 01100.4441001111 1111 11119.9992250例：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車床， 使用安川變頻器作為主軸驅動裝置，當輸入指令S*M03后，主軸旋轉,但轉速不能改變。分析與處理過程：由于該機床主軸采用的是變頻器調速，在自動方式下運行時，主軸轉速是通過系 統(tǒng)輸出的模擬電壓控制的。利用萬用表測量變頻器的模擬電壓輸入，發(fā)現(xiàn)在不同轉速下，模

34、擬電壓 有變化，說明CNCT作正常。進一步檢查主軸的方向輸入信號正確，因此初步判定故障原因是變頻器的參數(shù)設定不當或外部信號 不正確所引起的。經(jīng)檢查變頻器參數(shù)設定，發(fā)現(xiàn)參數(shù)設定正確；檢查外部控制信號，發(fā)現(xiàn)在主軸正 傳時，變頻器的多級固定速度控制輸入信號中有一個被固定為“1”，斷開此信號后，主軸恢復正常。檢查故障的具體步驟可分為：表2. 6可能原因檢杳步驟排除措施主軸編碼器“零位脈沖”不 良或受到干擾用萬用表測量編碼器反饋 信號，檢查是否正常更換編碼器主軸編碼器聯(lián)軸器松動或斷 裂檢查編碼器連線確實反饋回路正常編碼器信號線接地、屏蔽不 良，被干擾按上面的“外部干擾”故障處理主軸轉速不穩(wěn)，有抖動按上面

35、提到的“主軸轉速不穩(wěn)” 解決加工程序有問題如：主軸轉速 尚未穩(wěn)定，就執(zhí)行了螺紋加工 指令（G32）,導致了主軸 Z 軸進給不能實現(xiàn)同步，造成“亂牙”。空運行程序，判斷是否有此 現(xiàn)象發(fā)生修改加工程序如：在用（G32前 加G04延時指令或更改螺紋加工 程序的起始點，使其離開工件一 段距離，保證在主軸速度穩(wěn)定后， 再開始螺紋加工，即可實現(xiàn)正常 的螺紋加工。表2 . 6例：三菱FR主軸驅動器主軸噪聲大的故障維修故障現(xiàn)象：一臺使用MELDAS M3控制器和三菱FR-SF-22K主軸控制器的數(shù)控機床，出現(xiàn)主軸噪聲較大，且在主軸空載情況下，負載表指示超過40%。分析與處理過程：考慮到主軸負載在空載時已經(jīng)達到

36、40%以上，初步認為機床機械傳動系統(tǒng)存在故障。維修的第一步是脫開主軸的運轉情況。經(jīng)試驗，發(fā)現(xiàn)主軸負載表指示已恢復正常，但主軸仍有 噪聲，由此判定該主軸系統(tǒng)的機械、電氣兩方面都存在故障。在機械方面，檢查了主軸機械傳動系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸轉動明顯過緊，進一步檢查發(fā)現(xiàn)主軸軸承已經(jīng)損 壞，更換后，主軸機械傳動系統(tǒng)恢復正常。在電氣方面，首先檢查了主軸驅動器的參數(shù)設定，包括驅動放大器的型號，的型號以及伺服環(huán)增益 等參數(shù)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)機床參數(shù)設定無誤，由此判定故障原因是驅動系統(tǒng)硬件存在故障。為了進一步分析原因，維修時將主軸驅動器的00號參數(shù)設定為1，讓主軸驅動系統(tǒng)進行開環(huán)運行，轉動主軸后，發(fā)現(xiàn)噪聲消失，運行平穩(wěn)，由

37、此可以判定故障原因是在速度檢測器件PLG上。進一步檢查發(fā)現(xiàn) PLG的安裝位置不正確，重新調整PLG安裝位置后，在進行閉環(huán)運行，噪聲消失。重新安裝與機械傳動系統(tǒng)，機床恢復正常工作。3.3交流伺服主軸驅動系統(tǒng)日常維護3.3.1日常檢查 運行性能是否符合標準規(guī)范 周圍環(huán)境是否符合標準規(guī)范 鍵盤面板顯示是否正常 有沒有異常的噪聲，振動和氣味 有沒有過熱或變色等異常情況3.3.2定期檢查 維修檢查時，先切斷輸入變頻器（T,S,R）的電源 確定變頻器電源切斷，顯示消失后，等到內部高壓指示燈熄滅后，才可實施維護檢查 在檢查過程中，絕對不可以將內部電源及線材，排線拔起及誤配，否則會造成變頻器不工作或損 壞 安

38、裝時，螺絲等配件不可置留在變頻器內部，以免電路板造成短路現(xiàn)象 安裝后保持變頻器的干凈，避免塵埃，油霧，濕氣侵入4.主軸通用變頻器常見故障與維修4.1變頻器的介紹變頻器是利用電力半導體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置.是把工頻電源（50Hz或60Hz）變換成各種頻率的交流電源，以實現(xiàn)機電的變速運行的設備，其中節(jié)制電路完成對主電路的節(jié)制，整流電路將交流電變換成直流電，直流中間電路對整流電路的輸出進行平滑濾 波，逆變電路將直流電再逆變成交流電。變頻器的分類變頻器的分類方法有多種，按照主電路工作方式分類，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開關方式分類，可以分為PAM節(jié)制變頻器

39、、PWM節(jié)制變頻器和高載頻 PWM節(jié)制變頻器；按照工作原理分類，可以分為 V/f節(jié)制變頻器、轉差頻率節(jié)制變頻器和矢量節(jié)制變頻器等；按照用途分類， 可以分為通用變頻器、高性能專用變頻器、高頻變頻器、單相變頻器和三相變頻器等。接線圖某系列變頻器接線圖表4.1表4.14.2變頻器的常見故障診斷與維修變頻器無輸出電壓。故障原因為：主回路不通。重點檢查主回路通道中所有開關、熔斷器、接觸器及電力電子器件是否完好，導線接頭有無接觸不良或松脫?？刂苹芈方泳€錯誤，變頻器未正常啟動。以說明書為依據(jù)，認真核對控制回路接線，找出錯誤處并加以糾正。(2) 電動機不能升速。主要原因為：交流電源或變頻器輸出缺相。電源缺相使變頻器輸出電壓降低，變頻器輸出缺相造成三相電壓不對稱而產(chǎn)生負序轉矩，都使電動機電磁轉矩變小，不能 驅動負載加速。應檢查熔絲有無熔斷，導線接頭有無松脫斷路，逆變橋開關管是否損壞和有無觸發(fā)脈沖等。頻率或電流設定值偏小。頻率設定在低值點上使頻率受到限制無法升高而不能加速。電流值設定偏小，則