數(shù)控車(chē)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障分析與維修.

1、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）數(shù)控車(chē)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障分析與維修NC Lathe spindle driving system fault analysis and maintenance指導(dǎo)老師：_班 級(jí)：高專(zhuān)數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) 08系（部）： 機(jī)電工程系 _專(zhuān) 業(yè)： 數(shù)控設(shè)備應(yīng)用與維護(hù) _答辯時(shí)間： _數(shù)控車(chē)床主軸驅(qū)動(dòng)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(jī)床是一種價(jià)格昂貴的精密設(shè)備，在日常工作出經(jīng)常出現(xiàn)故障，這會(huì)影響我們加工出來(lái)的工件的精度和工件是否合格！所以，對(duì)于機(jī)床的診斷與維修是很重要的

2、數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也就是主傳動(dòng)系統(tǒng)，它的性能直接決定了加工工件的表面質(zhì)量 ，因此,在數(shù)控機(jī)床的維修和維護(hù)中，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)顯得很重要關(guān)鍵詞主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；故障;分析；維修SummarySummaryCNCmachine 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

3、,diag no sis and 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 impo

4、rtant.KeywordsKeywordsSpi ndle drive system Failure An alysis Maintenance目 錄摘 要. II關(guān)鍵詞. IISummary . IIKeywords . II緒論. 11.數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成及特點(diǎn)分類(lèi) . 1般過(guò)載1.1數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求 . 11.1.1調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速 . 11.1.2 恒功率范圍要寬 . 11.1.3具有4象限驅(qū)動(dòng)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(dòng)平穩(wěn)，噪音低 . 11.2主軸系統(tǒng)分類(lèi)及特點(diǎn) . 11.2.1普通籠型異步電動(dòng)機(jī)配

5、齒輪變速箱 . 11.2.2普通籠型異步電動(dòng)機(jī)配簡(jiǎn)易型變頻器 . 21.2.3通籠型異步電動(dòng)機(jī)配通用變頻器 . 21.2.4專(zhuān)用變頻電動(dòng)機(jī)配通用變頻器 . 21.2.5伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) . 21.2.6電主軸 . 22.直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障與維修 . 22.1直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障 . 22.2直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)的故障維修實(shí)例 . 42.3直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)日常維護(hù) . 43.交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修 . 43.1交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障診斷與維修 . 43.2.交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障的維修案列 . 83.3交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)日常維護(hù) . 103.3.1日常檢查 . 1

6、03.3.2定期檢查 . 104. .主軸通用變頻器常見(jiàn)故障與維修 . 104.1變頻器的介紹. 104.2變頻器的常見(jiàn)故障診斷與維修 . 114.3變頻器的常見(jiàn)故障的維修案例 . 114.4變頻器的日常維護(hù) . 12總結(jié). 12致謝. 12參考文獻(xiàn). 13緒論數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的大功率執(zhí)行機(jī)構(gòu)。它包括主軸驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電動(dòng)機(jī)、主 軸位置檢測(cè)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及主軸。通常主軸驅(qū)動(dòng)被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車(chē)削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是 車(chē)床類(lèi)；主軸驅(qū)動(dòng)切削刀具旋轉(zhuǎn)的是銃削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是銃床類(lèi)。11數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成及特點(diǎn)分類(lèi)1.1數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的要求.1調(diào)速范圍寬

7、并實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速目前主軸驅(qū)動(dòng)裝置的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍已可達(dá)1 ： 100,恒功率調(diào)速范圍也可達(dá)1 : 30, -1.5倍時(shí)可持續(xù)工作達(dá)到 30min。.2恒功率范圍要寬主軸在全速范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動(dòng)機(jī)的最大功 率。由于主軸電動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)裝置的限制，主軸在低速段均為恒轉(zhuǎn)矩輸出。為滿足數(shù)控機(jī)床低速、強(qiáng) 力切削的需要，常采用分級(jí)無(wú)級(jí)變速的方法，以擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩。.3具有4 4象限驅(qū)動(dòng)能力要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均可進(jìn)行自動(dòng)加、減速控制，并且加、減速時(shí)間要短。目前一般伺 服主軸可以在1秒內(nèi)從靜止加速到 6000r/min。.

8、4具有位置控制能力即進(jìn)給功能（C軸功能）和定向功能（準(zhǔn)停功能），以滿足加工中心自動(dòng)換刀、剛性攻絲、螺 紋切削以及車(chē)削中心的某些加工工藝的需要。.5具有較高的精度與剛度，傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音低為了提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動(dòng)時(shí)齒輪齒面應(yīng)采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝以 增加耐磨性。最后一級(jí)一般用斜齒輪傳動(dòng)，使傳動(dòng)平穩(wěn)。采用帶傳動(dòng)時(shí)應(yīng)采用齒型帶。應(yīng)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(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)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(dòng)，采用內(nèi)徑定心。側(cè)面定心的花鍵對(duì)降 低噪聲更為有利，因?yàn)檫@種定心方式傳動(dòng)間隙小，接觸面大

9、，但加工需要專(zhuān)門(mén)的刀具和花鍵磨床。.6良好的抗振性和熱穩(wěn)定性數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，可能由于持續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)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(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)甚至可能損 壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件，使其無(wú)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(dòng)效率，影響零部件之間的相對(duì)位置精度和運(yùn)動(dòng)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(dòng)平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)潤(rùn)滑。1.2主軸系統(tǒng)分類(lèi)及特點(diǎn).1普通籠型異步電動(dòng)機(jī)配齒輪變速箱這是最經(jīng)濟(jì)的一種方法主軸配置方式

10、，但只能實(shí)現(xiàn)有級(jí)調(diào)速，由于電動(dòng)機(jī)始終工作在額定轉(zhuǎn)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(qiáng)，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(duì)主軸轉(zhuǎn)速?zèng)]有太高的要求，配置在數(shù)控機(jī)床上也能起到很好的效果；它 的缺點(diǎn)是噪音比較大，由于電機(jī)工作在工頻下，主軸轉(zhuǎn)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(chǎng)合。.2普通籠型異步電動(dòng)機(jī)配簡(jiǎn)易型變頻器可以實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速，主軸電動(dòng)機(jī)只有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車(chē)床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況，一般會(huì)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?yàn)槭艿狡胀?/p>

11、電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。.3通籠型異步電動(dòng)機(jī)配通用變頻器目前進(jìn)口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調(diào)節(jié)，一般還具有無(wú)反饋矢量控制功能，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的低速特性有所改善，配合兩級(jí)齒輪變速，基本上可以滿足車(chē)床低速（100 200轉(zhuǎn)/分鐘）小加工余量的加工，但同樣受最高電動(dòng)機(jī)速度的限制。這是目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床比較常用的主軸驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)。.4專(zhuān)用變頻電動(dòng)機(jī)配通用變頻器一般采用有反饋矢量控制，低速甚至零速時(shí)都可以有較大的力矩輸出，有些還具有定向甚至分 度進(jìn)給的功能，是非常有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。中檔數(shù)控機(jī)床主要采用這種方案，主軸傳動(dòng)兩擋變速甚至 僅一擋即可實(shí)現(xiàn)

12、轉(zhuǎn)速在100 200r/min左右時(shí)車(chē)、銃的重力切削。一些有定向功能的還可以應(yīng)用與要求精鏜加工的數(shù)控鏜銃床，若應(yīng)用在加工中心上，還不很理想，必須采用其他輔助機(jī)構(gòu)完成定向 換刀的功能，而且也不能達(dá)到剛性攻絲的要求。.5伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有響應(yīng)快、速度高、過(guò)載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)定向和進(jìn)給功能，當(dāng) 然價(jià)格也是最高的..6電主軸電主軸是主軸電動(dòng)機(jī)的一種結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動(dòng)器可以是變頻器或主軸伺服，也可以不要驅(qū)動(dòng)器。 電主軸由于電機(jī)和主軸合二為一，沒(méi)有傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，因此，大大簡(jiǎn)化了主軸的結(jié)構(gòu)，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，

13、一般在10KW以下。由于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢(shì)，電主軸主要向高速方向發(fā)展，一般在10000r/mi n以上。2.2.直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障與維修2.1直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障 盡管直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在目前已應(yīng)用不多，逐步為交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代，但現(xiàn)有系統(tǒng)的維修還有 不少，在此也總結(jié)它的故障特點(diǎn)。1主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)引起主軸不不轉(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/低檔齒輪切換用的離合器嚙合不良。 機(jī)床負(fù)載太大。 控制信號(hào)未滿足主軸旋轉(zhuǎn)的條件，如轉(zhuǎn)向信號(hào)、速度給定電壓未輸入。2、 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異常

14、或轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定引起電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速異?；蜣D(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：/負(fù)載間的慣量不匹配。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: 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

15、報(bào)警可能的原因有： 驅(qū)動(dòng)器電流極限設(shè)定錯(cuò)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LED I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LED I亮

16、）。 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。&電動(dòng)機(jī)過(guò)熱 這時(shí)驅(qū)動(dòng)器的LED 4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)電壓干擾引起的。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

17、。 勵(lì)磁控制回路存在不良。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) 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 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)。2.2直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)系統(tǒng)的故障維修實(shí)例1 :配套SIEMENS 6RA26XX系列直流主軸驅(qū)動(dòng)器，開(kāi)機(jī)后顯示主軸報(bào)警。分析與處理過(guò)程：檢查SIEMENS 6RA26XX系列直流主軸驅(qū)動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)報(bào)警的含義與提示是電源故

18、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(cè)量驅(qū)動(dòng)器輸入電壓正常，相序正確但主驅(qū)動(dòng)仍有報(bào)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(qū)動(dòng)器原理圖，逐級(jí)測(cè)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。檢查確認(rèn)故障原因?yàn)橛≈齐娐钒宕嬖谔摵?，?dǎo)致了同步電源的電壓降低，引起了電源報(bào)警。重新焊 接后電壓恢復(fù)正常，報(bào)警消失，機(jī)床恢復(fù)正常。2.3直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)日常維護(hù)對(duì)于工作正常的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)1電柜的空氣過(guò)濾器每月清掃一次2電柜及驅(qū)動(dòng)器的冷卻風(fēng)扇定期檢查3建議操作人員每天注意主軸的旋轉(zhuǎn)速度，異常振動(dòng)，異

19、常聲音，通風(fēng)狀態(tài)，軸承溫度，外表溫度， 異常臭味4建議維護(hù)人員每月對(duì)電刷，換向器進(jìn)行檢查5建議維護(hù)人緣沒(méi)半年對(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)33交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修3.1交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障診斷與維修交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按信號(hào)形式又可分為交流模擬型主軸驅(qū)動(dòng)單元和交流數(shù)字型主軸驅(qū)動(dòng)單元。交流主軸驅(qū)動(dòng)除了有直流主軸驅(qū)動(dòng)同樣的過(guò)熱、過(guò)載、轉(zhuǎn)速不正常報(bào)警或故障外，還有另外的故障條 目，總結(jié)如下：1.主軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)，且無(wú)任何報(bào)警顯示。產(chǎn)生此故障的可能原因及排除方法見(jiàn)表2. 1?？赡茉驒z杳步驟排除措施機(jī)械負(fù)載過(guò)大-. 一盡量減輕機(jī)械負(fù)載主軸與電動(dòng)機(jī)連接皮r帶在停機(jī)的狀態(tài)

20、下，查看皮帶的松 緊程度 二維,cad,機(jī)械，技術(shù),汽車(chē)H, 一調(diào)整皮帶主軸中的拉桿未拉緊 夾持刀具的拉釘（在車(chē) 床上就疋卡盤(pán)未夾糸 工件）三1- 11） j*有的機(jī)床會(huì)設(shè)置敏感元件的反饋 信號(hào)，檢查次反饋信號(hào)是否到位 三維,cad,機(jī)械，技 .重新裝夾好刀具或工件-&-系統(tǒng)處在急停狀態(tài)更具實(shí)際情況下，松開(kāi)急停機(jī)械準(zhǔn)備好信號(hào)斷路-檢查主軸單元的主交流接觸器是 否吸合排查機(jī)械準(zhǔn)好信號(hào)電路主軸動(dòng)力線斷線 .電源缺相。-用萬(wàn)用表測(cè)量動(dòng)力線電壓確保電源輸入正常正反轉(zhuǎn)信號(hào)同時(shí)輸入利用PLC監(jiān)查功能查看相應(yīng)信號(hào)-無(wú)正反轉(zhuǎn)信號(hào)通過(guò)PLC監(jiān)視畫(huà)面，觀察正反轉(zhuǎn)指示信號(hào)是否發(fā)出www.3dportal.一般為數(shù)控

21、裝置的輸出有冋 題，排查系統(tǒng)的主軸信號(hào)輸出 端子使能信號(hào)沒(méi)有接通通過(guò)CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī) 床PLC梯形圖（或流程圖），以 確定主軸的啟動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、 冷卻等是否滿足一檢查外部啟動(dòng)的條件是否符合主軸驅(qū)動(dòng)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(qū)動(dòng)裝置汽主軸電動(dòng)機(jī)故障三維 |cad|機(jī)械|汽車(chē)|技.更換電動(dòng)機(jī)2.主軸速度指令無(wú)效，轉(zhuǎn)速僅有12r/min 。可能的原因見(jiàn)表2 . 2可能原因檢杳步驟排除措施動(dòng)力線接線錯(cuò)誤檢查主軸伺服與電動(dòng)機(jī)之間的UVW連線三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|i nven tor|solided ge|solidwor

22、ks|caxa4A/ G6 u4 x; i7Y8 c確保連線對(duì)應(yīng)三維,cad,機(jī) 械，技術(shù)，汽車(chē)w1 D2 B; P5RCNC模擬量輸出（D/A） 轉(zhuǎn)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(yīng)電路板)w: S! l: n% l) GO u3 D: y+ FCNC速度輸出模擬量與 驅(qū)動(dòng)器連接不良或斷線測(cè)量相應(yīng)信號(hào)，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(jī)械|汽車(chē)| 技術(shù)|catia|pro/e|ug|i nven tor |solidedge|solidworks|caxa6 IO l# H

23、) u; J/主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定不當(dāng) # u0V) B, r. W/ g9 Gw查看驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，是否正常 V4 6 x! E0 w依照說(shuō)明書(shū)，正確設(shè)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(hào)不正常三 維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽車(chē),catia,pro/e,ug,i nv en tor,solidedge,solid works,caxa, 時(shí)空，鎮(zhèn)江3 Y- r p& N2 o* d3 U$ b檢查反饋信號(hào)的波形 三維網(wǎng)技術(shù)論壇0 a+ v（ O. M W# x5 L- h調(diào)整波形至正確或更換編碼 器三維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽

24、車(chē),catia,pro/e,ug,i nvent or,solidedge,solidworks, caxa,時(shí)空，鎮(zhèn)江，、4 n2 P2 VO p7 |3.速度偏差過(guò)大，指的是主軸電機(jī)的實(shí)際速度與指令速度的誤差值超過(guò)允許值，一般是啟動(dòng)時(shí)電機(jī) 沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)或速度上不去。引起此故障的原因見(jiàn)表2. 3可能原因檢杳步驟排除措施反饋連線不良確保反饋連線正確三維網(wǎng)技術(shù)論壇，g# o3 s _4 r!k+ v反饋裝置故障三維網(wǎng)技術(shù)論壇 9 w: b& C9 n! A不啟動(dòng)主軸，用手盤(pán)動(dòng)主軸使主軸電 動(dòng)機(jī)以較快速度轉(zhuǎn)起來(lái)，估計(jì)電機(jī)的 實(shí)際速度，監(jiān)視反饋的實(shí)際轉(zhuǎn)速更換反饋裝置www.3dportal.c n; T

25、. w;I. |# w; a動(dòng)力線連接不正常三維網(wǎng) 技術(shù)論壇-0 18 R,L% Gb確保動(dòng)力線連接正常三維網(wǎng)技術(shù)論壇 % e$ t m7 T9 z& Z5 z動(dòng)力電壓不正常用萬(wàn)用表或兆歐表檢查電動(dòng)機(jī)或動(dòng)力 線是否正常（包括相序不正常）確保動(dòng)力線電壓正常機(jī)床切削負(fù)何太重，切削 條件惡劣* V#F（ p s: # F三維|cad|機(jī)械|汽重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù) 載，調(diào)整切削參數(shù)三維網(wǎng)技術(shù)論壇 $ b+ g# f! O; n#j（ 1 R+ l機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù) |catia|pro/e|ug|i nvent or|solidedge|solidwork s|caxa

26、3 yO E& v7 E, F7 K% W F三維,cad,機(jī)械,N1 m7|. P$ H3 P%X改善機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)條件制動(dòng)器未松開(kāi)查明制動(dòng)器為松開(kāi)的原因 三維|cad| 機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|i nven tor|solided ge|solidworks|caxa0r+ F1 z4 j6 WW/ A； o# - d確保制動(dòng)電路正常三維網(wǎng) 技術(shù)論壇（fm$ O;M1 * q6 s% L7 e驅(qū)動(dòng)器故障電流調(diào)節(jié)器控制板故障利用交換法，判斷是否有故障更換出錯(cuò)單元電動(dòng)機(jī)故障4.過(guò)載報(bào)警。削用量過(guò)大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過(guò)載報(bào)警。具體表現(xiàn)為主軸過(guò)熱、主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過(guò)電流

27、報(bào)警等造成此故障的可能原因見(jiàn)表2. 4可能原因檢查步驟排除措施負(fù)載太大檢查機(jī)械負(fù)載 三2 - f5 e; A7 f u. r/ Y調(diào)整切削參數(shù)，干山切 削條件，減輕負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)機(jī)后再 出現(xiàn)此故障頻繁正、反轉(zhuǎn)三 維網(wǎng)技術(shù)論壇2 x; + E! h4 m Y一減少頻繁正、翻轉(zhuǎn)次數(shù): |8 a$ J, b x0 熱控開(kāi)關(guān)壞了用萬(wàn)用表測(cè)量相應(yīng)管腳更換熱控開(kāi)關(guān)開(kāi)機(jī)后即出現(xiàn)此 報(bào)警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(dòng)或噪聲過(guò)大，首先要區(qū)別異常噪聲及振動(dòng)發(fā)生在主軸機(jī)械部分還是在電氣驅(qū)動(dòng)部分。檢 查方法：若在減速過(guò)程中發(fā)生，一般是由驅(qū)動(dòng)裝置造成的，如交流驅(qū)動(dòng)中的再生回

28、路故障若在恒轉(zhuǎn)速時(shí) 產(chǎn)生，可通過(guò)觀察主軸由停車(chē)過(guò)程中是否有噪聲和振動(dòng)來(lái)區(qū)別，如存在，則主軸機(jī)械部分有問(wèn)題 查振動(dòng)周期是否與轉(zhuǎn)速有關(guān)，如無(wú)關(guān)，一般是主軸驅(qū)動(dòng)裝置未調(diào)整好；如有關(guān)系，應(yīng)檢查主軸機(jī)械 部分是否良好，測(cè)速裝置是否不良。造成這類(lèi)故障的原因及排除見(jiàn)表：2 . 5故障部位可能原因檢杳步驟排除措施系統(tǒng)電源缺相、相序不正確 或電壓不正常測(cè)量輸入的系統(tǒng)電源三維 網(wǎng)技術(shù)論壇& 7 dO V2 f3 n q% q4 E確保電源正確三維網(wǎng)技術(shù) 論壇 3 q1 _5 bO a% _# elB反饋不正確測(cè)量反饋信號(hào)確保接線正確，且反饋裝置正常驅(qū)動(dòng)器異常，如：增益調(diào)整 電路或顫動(dòng)調(diào)整電路的調(diào) 整不當(dāng)三維網(wǎng)技術(shù)

29、論壇 5、1 Jm4 l% j6 根據(jù)參數(shù)說(shuō)明書(shū)，設(shè)置好 相關(guān)參數(shù)電氣部分 故障三相輸入的相序不對(duì)三維 網(wǎng)技術(shù)論壇 % c0 TO 1 v（ S用萬(wàn)用表測(cè)量輸入電源確保電源正確三維|cad| 機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|catia|pro/e|ug|i nventor|solidedge|solidwork s|caxa3 0 Y# d% F) w主軸負(fù)何過(guò)大二維網(wǎng)技術(shù)論壇：?. hY! O3n$ W| p% J& j重新考慮負(fù)載條件，減輕 負(fù)載是否缺潤(rùn)滑油，三維網(wǎng)技 術(shù)論壇！ f& V P%G4 % h.力口注潤(rùn)滑油 2 C0 a5 A W# 2 e是否潤(rùn)滑電路或電機(jī)故障，! d, ?. 7 # y+

30、 r檢修潤(rùn)滑電路三維網(wǎng)技術(shù)論壇 * b+ Y |5 Z% i/ |潤(rùn)滑不良是否潤(rùn)滑漏油更換潤(rùn)滑導(dǎo)油管主軸與主軸電動(dòng)機(jī)的連接皮帶過(guò)緊三維網(wǎng)技術(shù)論壇0L, L6 su. w在停機(jī)的情況下，檢查皮 帶松緊程度調(diào)整皮帶的連接三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)|技術(shù)|cV7 t5 F1 N. j. f軸承故障、主軸和主軸電動(dòng) 機(jī)之間離合器故障三 維,cad,機(jī)械,技術(shù),汽% t& t: ?% g） e目測(cè)，可判斷這個(gè)機(jī)械連 接是否正常調(diào)整軸承軸承拉毛或損壞4C& / i&! v9 + M! S) O更換軸承www.3dportal.c n6 g* x5 4 g/ f# I/ Z# H& y$ i齒輪有嚴(yán)重?fù)p傷可拆

31、開(kāi)相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)后目 測(cè)三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)| 技術(shù)|catia|pro/e|ug|i nvent or|solidedge|solidwork s|caxa1 B, 4W3n0 m3 更換齒輪主軸部件上動(dòng)平衡不好（叢 最咼速度向下時(shí)發(fā)生次此 故障）當(dāng)主軸電機(jī)最高速度時(shí)， 關(guān)掉電源，慣性運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)是 否仍有聲音校核主軸部件上的動(dòng)平衡 條件，調(diào)整機(jī)械部分軸承預(yù)緊力不夠或預(yù)緊螺 釘松動(dòng)調(diào)緊預(yù)緊螺釘三維|cad|機(jī)械 | B3 O: P, F機(jī)械部分 故障游隙過(guò)大或齒輪嚙合間隙 過(guò)大三維|cad|機(jī)械|汽車(chē)| 技術(shù)|catia|pro/e|ug|i nvento r|solidedge|solidwo

32、rks| caxal H, c# U5 E1 Z3 0 三維網(wǎng)技術(shù)論壇 % i! I!o9 j ml 0 5 w調(diào)整機(jī)床間隙表2 . 53.2.交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障的維修案列例：一臺(tái)配套某系統(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)。y分析與處理過(guò)程：由于主軸在低速時(shí)固定以120r/mi n 轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，可能的原因是主軸驅(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。三維網(wǎng)技術(shù)論壇9 K. _/ h6 A0 h）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)

33、器的數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出（測(cè)兩端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)，但其輸出仍然為0.5V左右的電壓。 三維網(wǎng)技術(shù)論壇）V（ B* h$ L& e3 M由于本機(jī)床的最高轉(zhuǎn)速為2250r/min，對(duì)照下表看出，當(dāng) D/A轉(zhuǎn)換器輸出0.5V左右時(shí)，轉(zhuǎn)速應(yīng)為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。，d e/ L u-U更換同型號(hào)的集成電路后，機(jī)床恢復(fù)正常。二進(jìn)制轉(zhuǎn)速指令S模擬輸出/V轉(zhuǎn)速 / (r/min )0000 0000 0000000000 0101 10110.222500000 1011 01100.4441001111

34、1111 11119.9992250例：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床， 使用安川變頻器作為主軸驅(qū)動(dòng)裝置，當(dāng)輸入指令S*M03后，主軸旋轉(zhuǎn),但轉(zhuǎn)速不能改變。分析與處理過(guò)程：由于該機(jī)床主軸采用的是變頻器調(diào)速，在自動(dòng)方式下運(yùn)行時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速是通過(guò)系 統(tǒng)輸出的模擬電壓控制的。利用萬(wàn)用表測(cè)量變頻器的模擬電壓輸入，發(fā)現(xiàn)在不同轉(zhuǎn)速下，模擬電壓 有變化，說(shuō)明CNCT作正常。進(jìn)一步檢查主軸的方向輸入信號(hào)正確，因此初步判定故障原因是變頻器的參數(shù)設(shè)定不當(dāng)或外部信號(hào) 不正確所引起的。經(jīng)檢查變頻器參數(shù)設(shè)定，發(fā)現(xiàn)參數(shù)設(shè)定正確；檢查外部控制信號(hào)，發(fā)現(xiàn)在主軸正 傳時(shí)，變頻器的多級(jí)固定速度控制輸入信號(hào)中有一個(gè)被固定為“1”，斷開(kāi)此信號(hào)后

35、，主軸恢復(fù)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(wàn)用表測(cè)量編碼器反饋 信號(hào)，檢查是否正常更換編碼器主軸編碼器聯(lián)軸器松動(dòng)或斷 裂檢查編碼器連線確實(shí)反饋回路正常編碼器信號(hào)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(zhuǎn)速不穩(wěn)，有抖動(dòng)按上面提到的“主軸轉(zhuǎn)速不穩(wěn)” 解決加工程序有問(wèn)題如：主軸轉(zhuǎn)速 尚未穩(wěn)定，就執(zhí)行了螺紋加工 指令（G32）,導(dǎo)致了主軸 Z 軸進(jìn)給不能實(shí)現(xiàn)同步，造成“亂牙”?？者\(yùn)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(shí)指令或更改螺紋加工 程序的起始點(diǎn)，使其離開(kāi)工件一 段距離，

36、保證在主軸速度穩(wěn)定后， 再開(kāi)始螺紋加工，即可實(shí)現(xiàn)正常 的螺紋加工。表2 . 6例：三菱FR主軸驅(qū)動(dòng)器主軸噪聲大的故障維修故障現(xiàn)象：一臺(tái)使用MELDAS M3控制器和三菱FR-SF-22K主軸控制器的數(shù)控機(jī)床，出現(xiàn)主軸噪聲較大，且在主軸空載情況下，負(fù)載表指示超過(guò)40%。分析與處理過(guò)程：考慮到主軸負(fù)載在空載時(shí)已經(jīng)達(dá)到40%以上，初步認(rèn)為機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)存在故障。維修的第一步是脫開(kāi)主軸的運(yùn)轉(zhuǎn)情況。經(jīng)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)主軸負(fù)載表指示已恢復(fù)正常，但主軸仍有 噪聲，由此判定該主軸系統(tǒng)的機(jī)械、電氣兩方面都存在故障。在機(jī)械方面，檢查了主軸機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)明顯過(guò)緊，進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn)主軸軸承已經(jīng)損 壞，更換后，主

37、軸機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)恢復(fù)正常。在電氣方面，首先檢查了主軸驅(qū)動(dòng)器的參數(shù)設(shè)定，包括驅(qū)動(dòng)放大器的型號(hào)，的型號(hào)以及伺服環(huán)增益 等參數(shù)，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)機(jī)床參數(shù)設(shè)定無(wú)誤，由此判定故障原因是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)硬件存在故障。為了進(jìn)一步分析原因，維修時(shí)將主軸驅(qū)動(dòng)器的00號(hào)參數(shù)設(shè)定為1，讓主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行開(kāi)環(huán)運(yùn)行，轉(zhuǎn)動(dòng)主軸后，發(fā)現(xiàn)噪聲消失，運(yùn)行平穩(wěn)，由此可以判定故障原因是在速度檢測(cè)器件PLG上。進(jìn)一步檢查發(fā)現(xiàn) PLG的安裝位置不正確，重新調(diào)整PLG安裝位置后，在進(jìn)行閉環(huán)運(yùn)行，噪聲消失。重新安裝與機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，機(jī)床恢復(fù)正常工作。3.3交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)日常維護(hù).1日常檢查 運(yùn)行性能是否符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 周?chē)h(huán)境是否符合標(biāo)

38、準(zhǔn)規(guī)范 鍵盤(pán)面板顯示是否正常 有沒(méi)有異常的噪聲，振動(dòng)和氣味 有沒(méi)有過(guò)熱或變色等異常情況.2定期檢查 維修檢查時(shí)，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(nèi)部高壓指示燈熄滅后，才可實(shí)施維護(hù)檢查 在檢查過(guò)程中，絕對(duì)不可以將內(nèi)部電源及線材，排線拔起及誤配，否則會(huì)造成變頻器不工作或損 壞 安裝時(shí)，螺絲等配件不可置留在變頻器內(nèi)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(jiàn)故障與維修4.1變頻器的介紹變頻器是利用電力半導(dǎo)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60H

39、z）變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)機(jī)電的變速運(yùn)行的設(shè)備，其中節(jié)制電路完成對(duì)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(duì)整流電路的輸出進(jìn)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(lèi)變頻器的分類(lèi)方法有多種， 按照主電路工作方式分類(lèi)，可以分為電壓型變頻器和電流型變頻器；按照開(kāi)關(guān)方式分類(lèi)，可以分為PAM節(jié)制變頻器、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(lèi)，可以分為 V/f節(jié)制變頻器、轉(zhuǎn)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(lèi)， 可以分為通用變頻器、高性能專(zhuān)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(jiàn)故障診斷與維修變頻器無(wú)輸出電壓。故障原因?yàn)椋褐骰芈凡煌?。重點(diǎn)檢查主回路通道中所有開(kāi)關(guān)、熔斷器、接觸器及電力電子器件是否完好，導(dǎo)線接頭有無(wú)接觸不良或松脫?？刂苹芈方泳€錯(cuò)誤，變頻器未正常啟動(dòng)。以說(shuō)明書(shū)為依據(jù)，認(rèn)真核對(duì)控制回路接線，找出錯(cuò)誤處并加以糾正。(2)電動(dòng)機(jī)不能升速。主要原因?yàn)椋航涣麟娫椿蜃冾l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(duì)稱而產(chǎn)生負(fù)序轉(zhuǎn)矩，都使電動(dòng)機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩變小，不能 驅(qū)動(dòng)負(fù)載加速。應(yīng)檢查熔絲有無(wú)熔斷，導(dǎo)線接頭有無(wú)松脫斷路，逆變橋開(kāi)關(guān)管是否損壞和有無(wú)觸發(fā)脈沖等。頻率或電流設(shè)定值偏小。頻率設(shè)定在低值點(diǎn)上使頻率受到限制