主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷與維修

1、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分類(lèi)： 一）直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 二）主軸通用變頻器控制系統(tǒng) 三）交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)第1頁(yè)/共93頁(yè)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)的要求: 一）調(diào)速范圍寬 為保證加工時(shí)選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，特別對(duì)于具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控加工中心，為適應(yīng)各種刀具、工序和材料的加工要求，對(duì)主軸的調(diào)速范圍提出了更高的要求，要求主軸能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令自動(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)。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，過(guò)載1.5倍時(shí)仍可持續(xù)工作達(dá)30min。 二）恒功率范圍要寬 要求主軸在調(diào)速范圍內(nèi)均能提供所需的切削功率，

2、并盡可能在調(diào)速范圍內(nèi)提供主軸電機(jī)的最大功率。由于主軸電機(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，常采用分段無(wú)級(jí)變速的方法（即在低速段采用機(jī)械減速裝置），以擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩。 第2頁(yè)/共93頁(yè) 三）具有四象限驅(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1S內(nèi)從靜止加速到6000r/min。 四）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。第3頁(yè)/共93頁(yè)4.24.2 直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 從原

3、理上說(shuō)，直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與通常的直流調(diào)速系統(tǒng)無(wú)本質(zhì)的區(qū)別，但因?yàn)閿?shù)控機(jī)床高速、高效、高精度的要求，決定了直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)： 1）調(diào)速范圍寬。采用直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床通常只設(shè)置高、低兩級(jí)速度的機(jī)械變速機(jī)構(gòu)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速由主軸驅(qū)動(dòng)器控制，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速，因此，它必須具有較寬的調(diào)速范圍。 2）直流主軸電動(dòng)機(jī)通常采用全封閉的結(jié)構(gòu)形式，可以在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。第4頁(yè)/共93頁(yè) 3）主軸電控機(jī)通常采用特殊的熱管冷卻系統(tǒng)，能將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量迅速向外界發(fā)散。此外，為了使電動(dòng)機(jī)發(fā)熱最小，定子往往采用獨(dú)特附加磁極，以減小損耗，提高效率。 4）直流主軸驅(qū)動(dòng)器主回路一般采用晶閘管三相

4、全波整流，以實(shí)現(xiàn)四象限的運(yùn)行。 5）主軸控制性能好。為了便于與數(shù)控系統(tǒng)的配合，主軸伺服器一般都帶有D/A轉(zhuǎn)換器、“使能”信號(hào)輸入、“準(zhǔn)備好”輸出、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩顯示輸出等信號(hào)接口。 第5頁(yè)/共93頁(yè) 6）純電氣主軸定向準(zhǔn)?？刂乒δ?。由于換刀、精密鏜孔、螺紋加工等需要，數(shù)控機(jī)床的主軸應(yīng)具有定向準(zhǔn)?？刂乒δ埽覒?yīng)有電氣控制系統(tǒng)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)，以進(jìn)一步縮短定位時(shí)間，提高機(jī)床效率。 主軸定向準(zhǔn)停控制，當(dāng)采用位置編碼器作為位置檢測(cè)器件時(shí)，為了控制主軸位置，主軸與編碼器之間必須是1：1傳動(dòng)或?qū)⒕幋a器直接安裝在主軸軸端。當(dāng)采用磁性傳感器作為位置檢測(cè)器件時(shí)，磁性器件應(yīng)直接安裝在主軸上，而磁性傳感頭則應(yīng)固定在主軸箱體上

5、。 第6頁(yè)/共93頁(yè) 采用編碼器與使用磁性傳感器的方式相比，具有定位點(diǎn)在0360范圍內(nèi)靈活可調(diào)，定位精度高，定位速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且還可以作為主軸同步進(jìn)給的位置檢測(cè)器件，因此其使用較廣。 第7頁(yè)/共93頁(yè)4.2.1 直流主軸控制系統(tǒng)連接圖第8頁(yè)/共93頁(yè)4.2.2 直流主軸控制系統(tǒng)常見(jiàn)的故障1.主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn) 造成這類(lèi)故障的原因有： 1）印制線路板表面太臟或內(nèi)部電路接觸不良。 2）觸發(fā)脈沖電路故障，晶閘管無(wú)觸發(fā)脈沖產(chǎn)生 3）機(jī)床未給出主軸旋轉(zhuǎn)信號(hào)、電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線電線或主軸控制單元與電動(dòng)機(jī)連線不良。 4）機(jī)械連接脫落，如高/低檔齒輪切換用的力和齒嚙合不良。 5）機(jī)床負(fù)載太大。 6）控制信號(hào)為滿足主軸

6、旋轉(zhuǎn)的條件，如轉(zhuǎn)向信號(hào)、速度給定電壓為輸入。第9頁(yè)/共93頁(yè) 2.主軸速度不正常或不穩(wěn)定 造成這類(lèi)故障的原因有： 1）裝在主軸尾部的測(cè)速發(fā)電機(jī)故障（斷線或不良）。 2）速度指令電壓不良或錯(cuò)誤。 3）D/A變換器故障。 4）電動(dòng)機(jī)不良，如：勵(lì)磁喪失等。 5）電動(dòng)機(jī)負(fù)載過(guò)重。 6）驅(qū)動(dòng)器不良。 7) 印刷線路板太臟或其誤差放大器故障。 8）速度指令錯(cuò)誤。 第10頁(yè)/共93頁(yè) 3.主軸電動(dòng)機(jī)振動(dòng)或噪聲過(guò)大 造成這類(lèi)故障的原因有： 1）系統(tǒng)電源或相序不對(duì)（缺相、相序不正確或電壓不正常）。 2）電流反饋回路調(diào)整不當(dāng)。 3）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)。 4）驅(qū)動(dòng)器上的電源開(kāi)關(guān)設(shè)定錯(cuò)誤（

7、如50/60HZ切換開(kāi)關(guān)設(shè)定錯(cuò)誤等）。 5）電動(dòng)機(jī)軸承故障、主軸電動(dòng)機(jī)和主軸之間離合器故障。 6）主軸負(fù)荷過(guò)大等； 第11頁(yè)/共93頁(yè) 4.發(fā)生過(guò)流報(bào)警 造成這類(lèi)故障的原因有： 1）驅(qū)動(dòng)器電流極限設(shè)定錯(cuò)誤。 2）觸發(fā)電路的同步觸發(fā)脈沖不正確。 3）主軸電動(dòng)機(jī)的點(diǎn)數(shù)線圈內(nèi)部存在局部短路。 4）驅(qū)動(dòng)器的控制電源（+/-15v或015v電壓）存在故障。 第12頁(yè)/共93頁(yè) 5.速度偏差過(guò)大， 引起速度偏差的原因有： 1）機(jī)床切削負(fù)荷太重。 2）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)。 3）主軸負(fù)載過(guò)大、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良或制動(dòng)器為松開(kāi)。 4）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)。 第13頁(yè)/共93頁(yè)

8、 6. 熔斷器熔絲熔斷 產(chǎn)生此故障的原因可能有： 1）驅(qū)動(dòng)器控制印刷電路板不良 2）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。 3）測(cè)速發(fā)電機(jī)不良 4）輸入電源相序不正確 5）輸入電源存在缺相。 第14頁(yè)/共93頁(yè) 7.熱繼電器保護(hù) 8.電動(dòng)機(jī)過(guò)熱 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)停止第15頁(yè)/共93頁(yè) 11.速度達(dá)不到最高轉(zhuǎn)速 引起這類(lèi)故障的原因主要有： 1）電動(dòng)機(jī)勵(lì)磁電流調(diào)整過(guò)大。 2）勵(lì)磁控制回路存在不良。 3）晶閘管整流部分太臟，造成直流母線電壓過(guò)低或絕緣性能降低。第16頁(yè)/共93頁(yè) 12.主軸在

9、加/減速時(shí)工作不正常 引起此故障的原因可能有： 1）電動(dòng)機(jī)加/減速電流計(jì)先設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)。 2）電流反饋回路設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)。 3）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。 4）機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良。 第17頁(yè)/共93頁(yè) 13.電動(dòng)機(jī)電刷磨損嚴(yán)重或電刷面上有劃痕 其原因可能有： 1）主軸電動(dòng)機(jī)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間過(guò)載工作。 2）主軸電動(dòng)機(jī)換向器表面太臟或有傷痕。 3）電刷上有切削液進(jìn)入。 4）驅(qū)動(dòng)器控制回路的設(shè)定、調(diào)整不當(dāng)。 第18頁(yè)/共93頁(yè) 維修實(shí)例故障現(xiàn)象：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，配套SIEMENS 6RA26*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

10、6RA26*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“電源故障”，其可能的原因有： 1）電源相序接反。 2）電源缺相，相位不正確。 3）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。 檢查確認(rèn)故障原因?yàn)橛≈齐娐钒宕嬖谔摵福瑢?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。 第19頁(yè)/共93頁(yè) 4.2.2 直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用注意點(diǎn)直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)使用注意點(diǎn)： 安裝注意事項(xiàng) 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

11、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15以下。電柜的外部空氣引入口，應(yīng)設(shè)置過(guò)濾器，并防止從排氣口浸入塵埃或煙霧；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響驅(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。 第20頁(yè)/共93頁(yè) 2. 電動(dòng)機(jī)維修完成后，進(jìn)行重新安裝時(shí)，要遵循下列原因： 1）電動(dòng)機(jī)安裝面要平，且有足夠的剛性。 2）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。 3） 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。 4） 電動(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40以下。 5）電

12、動(dòng)機(jī)應(yīng)安裝在切削液和油不能直接濺到的位置上。 第21頁(yè)/共93頁(yè) 3. 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： 1）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。 2）電動(dòng)機(jī)是否有異常聲音和異常振動(dòng)。 3）軸承溫度是否急劇上升等不正?，F(xiàn)象。 4）電刷上是否有顯著的火花發(fā)生痕跡。 第22頁(yè)/共93頁(yè) 4. 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) 1）電柜的空氣過(guò)濾器每月應(yīng)清掃一次。 2）電柜及驅(qū)動(dòng)器的冷卻風(fēng)扇應(yīng)定期檢查。 3）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。 4）建議使用單位維

13、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)。 第23頁(yè)/共93頁(yè) 隨著交流調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，目前數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)多采用交流主軸電動(dòng)機(jī)配變頻器控制的方式。變頻器的控制方式從最初的電壓空間矢量控制（磁通轉(zhuǎn)跡法）到矢量控制（磁通定向控制），發(fā)展至今天直接轉(zhuǎn)矩控制，從而能方便地實(shí)現(xiàn)無(wú)速度傳感器化；脈寬調(diào)制（PWM）技術(shù)從正弦PWM發(fā)展至優(yōu)化PWM技術(shù)和隨機(jī)PWM技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)電流諧波畸變小，電壓利用率最高、效率最優(yōu)、轉(zhuǎn)矩脈沖最小及噪聲強(qiáng)度大幅度削弱的目標(biāo)；功率器件由GTO、GTR、IGBT發(fā)展到智能模塊IPM，是開(kāi)關(guān)速度快、驅(qū)

14、動(dòng)電流小、控制驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單、故障率降低、干擾得到有效控制及保護(hù)功能進(jìn)一步完善。 第24頁(yè)/共93頁(yè) 隨著數(shù)控控制的SPWM變頻調(diào)速系統(tǒng)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)采用通用變頻器控制也越來(lái)越多。所謂“通用”包含著兩方面的含義：一是可以和通用的籠型異步電動(dòng)機(jī)配套應(yīng)用；二是具有多種可供選擇的功能，可應(yīng)用于各種不同性質(zhì)的負(fù)載。 如三菱FR-A500系列變頻器既可以通過(guò)2、5端，用CNC系統(tǒng)輸出的模擬信號(hào)來(lái)控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，也可通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)的編碼輸出或CNC系統(tǒng)的數(shù)字信號(hào)輸出值RH、RM和RL端，通過(guò)變頻器的參數(shù)設(shè)置，實(shí)現(xiàn)從最低速到最高速的變速。第25頁(yè)/共93頁(yè) 值得注意的是，變頻器的冷卻方式都采用風(fēng)扇強(qiáng)迫冷

15、卻。如果通風(fēng)不良，器件的溫度將會(huì)升高，有時(shí)即使變頻器并沒(méi)有跳閘，但器件的使用壽命已經(jīng)下降。所以，應(yīng)注意冷卻風(fēng)扇的運(yùn)行狀況是否正常，經(jīng)常清拭濾網(wǎng)和散熱器的風(fēng)道，以保證變頻器的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。 第26頁(yè)/共93頁(yè)4.3.1 變頻器連接圖第27頁(yè)/共93頁(yè)腳號(hào) 描述 說(shuō)明 P24 為邏輯輸入提供+24V 24V直流，最大電流30mA （禁止與端子L短接）1,2,3,4,5,6, 獨(dú)立的邏輯輸入 使用p24或相當(dāng)于L的外部輸入 L（上端） 邏輯輸入地 輸入1-6的電流和（流入） 11,12 分離邏輯輸出 閉合狀態(tài)下最大電流為50mACM2 邏輯輸出地 100mA：11、12的電流和（流入） FM PWM（模

16、擬/數(shù)字）輸出 0 10VDC，1mA，PWM和占空比為50的數(shù)字量 L(下端) 模擬輸入地 OI、O、H的電流和（流入） OI 模擬電流輸入 范圍為4 19.6mA，標(biāo)稱值為20mAO 模擬電壓流入 范圍為0 9.6VDC，標(biāo)稱值為10VDC，輸入阻抗為10K H +10V模擬基準(zhǔn)源 標(biāo)稱值為10V，最大電流為10mA 第28頁(yè)/共93頁(yè)腳號(hào) 描述 說(shuō)明 AL0 通用繼電器 250VAC,，最大電流2.5A（電阻負(fù)載） 250VAC,，最大電流0.2A（感性負(fù)載， 功率因數(shù)為0.4） 100VDC，最小電流10mA 30VDC，最大電流3A（電阻負(fù)載） 30VAC，最大電流0.7A（感性負(fù)載

17、，功率因數(shù)為0.4）5VDC，最小電流100mA AL1 繼電器，運(yùn)行中為常閉 AL2繼電器，運(yùn)行中為常開(kāi) +1,RB 直流母線抑制器 配件（提供動(dòng)態(tài)制動(dòng)，抑制干擾等） + ,- 制動(dòng)電阻 L1,L2,L3 主電源供電輸入 主電路強(qiáng)電部分 T1,T2,T3 電機(jī)供電輸出 第29頁(yè)/共93頁(yè)第30頁(yè)/共93頁(yè)1.變頻調(diào)速原理： UxEcf第31頁(yè)/共93頁(yè)2. 恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速 恒轉(zhuǎn)矩變頻調(diào)速系統(tǒng)中，如能保持Ux/f=定值，則f變化時(shí)，能保持過(guò)載能力不變（理論上）。 第32頁(yè)/共93頁(yè)第33頁(yè)/共93頁(yè) 從上式中可知：當(dāng)f1減小時(shí)，最大轉(zhuǎn)矩Tm不變，啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩Tst增大，臨界點(diǎn)轉(zhuǎn)速降不變，因此，機(jī)械特性

18、隨頻率的降低而向下平移，如圖1中虛線所示。 實(shí)際上，由于定子電阻r1的存在，隨著f1的降低（u1/f1 常數(shù)），Tm將減小，當(dāng)f1很低時(shí)，Tm減小很多，如圖1中實(shí)線所示。第34頁(yè)/共93頁(yè)第35頁(yè)/共93頁(yè)3.恒功率變頻調(diào)速 在基頻以上調(diào)速時(shí)，頻率從 往上增高，但電壓U1卻不能增加得比額定電壓 還大，最大只能保持U1 ，由上述公式可知，這迫使 與f成反比降低，Tm與Tst均隨頻率f1的增高而減小， 保持不變，機(jī)械如圖3所示，這近似為恒功率調(diào)速，相當(dāng)于直流電動(dòng)機(jī)弱磁調(diào)速的情況。1Nf1NUmn第36頁(yè)/共93頁(yè)第37頁(yè)/共93頁(yè)第38頁(yè)/共93頁(yè)第39頁(yè)/共93頁(yè)一）通用變頻器常見(jiàn)報(bào)警及保護(hù)。

19、為了保證驅(qū)動(dòng)器的安全，可靠的運(yùn)行，在主軸伺服系統(tǒng)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。 第40頁(yè)/共93頁(yè)故障現(xiàn)象 故障原因 報(bào)警號(hào) 內(nèi) 容 引起故障可能的原因 F0001 過(guò)電流 1)電動(dòng)機(jī)的功率（P0307）與變頻器的功率（P0206）不對(duì)應(yīng)，電動(dòng)機(jī)功率大于變頻器功 率；2)電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線短路；3)有接地故障。 F0002過(guò)電壓1)供電電源電壓過(guò)高；2)斜坡下降太快，再生制動(dòng)引起過(guò)電壓；3)負(fù)載慣量太大，制動(dòng)時(shí)引起過(guò)電壓。 F0003 欠電壓 1)供電電源電壓太低；2)供電電源

20、有短路時(shí)掉電或瞬時(shí)電壓跌落。 變頻器（440系列）的主要報(bào)警及故障診斷如下表：第41頁(yè)/共93頁(yè)F0004F0005變頻器過(guò)熱1）冷卻風(fēng)機(jī)運(yùn)行不正常；2）環(huán)境溫度過(guò)高；3）變頻器過(guò)載。F0022 功率模塊故障 1）IGBT短路；2）接地故障。F0030 冷卻風(fēng)機(jī)故障 風(fēng)機(jī)不在工作。 F0041 電動(dòng)機(jī)參數(shù)自動(dòng)檢測(cè)失敗 1）變頻器與電動(dòng)機(jī)連接不正確；2）電動(dòng)機(jī)參數(shù)不正確，參數(shù)值太小或太大。 第42頁(yè)/共93頁(yè)二）主軸變頻系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理： 1.主軸電機(jī)不轉(zhuǎn) 主要有以下原因： 1）檢查CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出。 2）主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。 3）主軸電動(dòng)機(jī)故障。 4）變頻器輸出端子U、V、W不

21、能提供電源。造成此 種情況可能有以下原因： a)是否有報(bào)警錯(cuò)誤代碼顯示，如有報(bào)警，對(duì)照相關(guān)說(shuō)明書(shū)解決（主要有過(guò)流、過(guò)熱、過(guò)壓、欠壓以及功率塊故障等）。 b)頻率指定源和運(yùn)行指定源的參數(shù)是否設(shè)置正確。 c)智能輸入端子的輸入信號(hào)是否正確。第43頁(yè)/共93頁(yè) 2.電機(jī)反轉(zhuǎn) 造成電機(jī)反轉(zhuǎn)的原因主要有： 1）檢查輸出端子U/T1，V/T2和W/T3的連接是否正確 ？（使得電機(jī)的相序與端子連接相對(duì)應(yīng)，通常來(lái)說(shuō)：正轉(zhuǎn)（FWD）UVW，和反轉(zhuǎn)（REV）UWV ） 2）檢查電機(jī)正反轉(zhuǎn)的相序是否與U/T1，V/T2和W/T3相對(duì)應(yīng) ？ 3）檢查控制端子（FW）和（RV）連線是否正確 ？（端子(FW）用于正轉(zhuǎn)，（

22、RV）用于反轉(zhuǎn) ）第44頁(yè)/共93頁(yè) 3 .電機(jī)轉(zhuǎn)速不能到達(dá) 主要原因可能有： 1）如果使用模擬輸入，是否用電流或電壓“O”或“OI” i.檢查連線 ii.檢查電位器或信號(hào)發(fā)生器 2）負(fù)載太重 i.減少負(fù)載 ii.重負(fù)載激活了過(guò)載限定（根據(jù)需要不讓此過(guò)載信號(hào)輸出） 第45頁(yè)/共93頁(yè) 4.電機(jī)過(guò)載 （連續(xù)超負(fù)載150一分鐘以上 ） 造成電機(jī)過(guò)載原因有： 1）機(jī)械負(fù)載是否有突變 2）電機(jī)配用太小 3）電機(jī)發(fā)熱絕緣變差 4）電壓是否波動(dòng)較大 5）是否存在缺相 6）機(jī)械負(fù)載增大 7）供電電壓過(guò)低第46頁(yè)/共93頁(yè) 5. 變頻器過(guò)載 造成變頻器過(guò)載原因有： 1）檢查變頻器容量是否配小，否則加大容量。

23、2）檢查機(jī)械負(fù)載是否有卡死現(xiàn)象。 3）V/F曲線設(shè)定不良，重新設(shè)定。第47頁(yè)/共93頁(yè) 6.主軸轉(zhuǎn)速不穩(wěn)定 主要原因有： 1）負(fù)載波動(dòng)是否太大。 2）電源是否不穩(wěn)。 3）該現(xiàn)象是否出現(xiàn)在某一特定頻率下。此現(xiàn)象可 以稍微改變輸出頻率，使用跳頻設(shè)定將此有問(wèn)題的頻率跳過(guò)。 4）外界干擾。 第48頁(yè)/共93頁(yè) 7.主軸轉(zhuǎn)速與變頻器輸出頻率不匹配 主要原因有： 1）最大頻率設(shè)定是否正確。 2) 驗(yàn)證V/F設(shè)定值與主軸電機(jī)規(guī)格是否相匹配。 3）確保所有比例項(xiàng)參數(shù)設(shè)定正確。 第49頁(yè)/共93頁(yè) 8.主軸與進(jìn)給不匹配（螺紋加工時(shí)） 主要原因有： 當(dāng)進(jìn)行螺紋切削或用每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令切削時(shí)，會(huì)出現(xiàn)停止進(jìn)給、主軸仍繼續(xù)

24、運(yùn)轉(zhuǎn)的故障。要執(zhí)行每轉(zhuǎn)進(jìn)給的指令，主軸必須有每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖的反饋信號(hào)，一般情況下為主軸編碼器有問(wèn)題?？梢杂靡韵路椒▉?lái)確定： 1）CRT畫(huà)面有報(bào)警顯示。 2）通過(guò)PLC狀態(tài)顯示觀察編碼器的信號(hào)狀態(tài)。 3）用每分鐘進(jìn)給指令代替每轉(zhuǎn)進(jìn)給指令來(lái)執(zhí)行程序，觀察故障是否消失。第50頁(yè)/共93頁(yè)三）注意事項(xiàng)： 1）保持變頻器的清潔，不要讓灰塵等其它雜質(zhì)進(jìn)入。 2）特別注意避免斷線或連接錯(cuò)誤。 3）牢固連接接線端和連接器。 4）確保使用具有合適容量的熔斷器，漏電斷路器，交 流接觸器，電機(jī)連線。 5）切斷電源后應(yīng)等待至少5分鐘，才能進(jìn)行維護(hù)或檢 查。 6）設(shè)備應(yīng)遠(yuǎn)離潮濕和油霧，灰塵，金屬絲等雜質(zhì)。第51頁(yè)/共93

25、頁(yè)四）維修實(shí)例 例1：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：某數(shù)控車(chē)床，在加工時(shí)主軸運(yùn)行突然停止，出現(xiàn)打刀，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)過(guò)載。 3）電動(dòng)機(jī)繞組存在局部短路。 第52頁(yè)/共93頁(yè) 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

26、的可能性已較小。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)繞組的各項(xiàng)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)。 第53頁(yè)/共93頁(yè) 例2：主軸高速出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障維修 故障現(xiàn)象：配套某系統(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。

27、 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。 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。 第54頁(yè)/共93頁(yè) 例3：不執(zhí)行螺紋加工的故障維修 故障現(xiàn)象：配套某系統(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)。主軸的角度位移是通過(guò)主軸編碼器進(jìn)行測(cè)量。 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

28、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)控裝置之間的位置反饋信號(hào)電纜連接不良。 4） 主軸編碼器方向設(shè)置錯(cuò)誤 。第55頁(yè)/共93頁(yè) 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；在利用示波器檢查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，可以確定主軸位置監(jiān)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)信號(hào)有關(guān)。 在FANUC 0-TD系統(tǒng)上，主軸的

29、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)不監(jiān)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)。 第56頁(yè)/共93頁(yè) 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)速顯示置與系統(tǒng)的指令指一致時(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。第57頁(yè)/共93頁(yè)例4 4：變頻器出現(xiàn)過(guò)壓報(bào)警的維修 故障現(xiàn)象：

30、配套某系統(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變頻器，在加工過(guò)程中，變頻器出現(xiàn)過(guò)壓報(bào)警。 分析與處理過(guò)程：仔細(xì)觀察機(jī)床故障產(chǎn)生的過(guò)程，發(fā)現(xiàn)故障總是在主軸啟動(dòng)、制動(dòng)時(shí)發(fā)生，因此，可以初步確定故障的產(chǎn)生與變頻器的加/減速時(shí)間設(shè)定有關(guān)。當(dāng)加/減速時(shí)間設(shè)定不當(dāng)時(shí)，如主電動(dòng)機(jī)起/制動(dòng)頻繁或時(shí)間設(shè)定太短，變頻器的加/減速無(wú)法在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成，則通常容易產(chǎn)生過(guò)電壓報(bào)警。 修改變頻器參數(shù)，適當(dāng)增加加/減速時(shí)間后，故障消除。第58頁(yè)/共93頁(yè) 例5 5：安川變頻主軸在換刀時(shí)出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)的故障維修 故障現(xiàn)象：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，開(kāi)機(jī)時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)機(jī)床進(jìn)行換刀動(dòng)作時(shí)，主軸也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。 分析與處理過(guò)程：由于該

31、機(jī)床采用的是安川變頻器控制主軸，主軸轉(zhuǎn)速是通過(guò)系統(tǒng)輸出的模擬電壓控制的。根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，安川變頻器對(duì)輸入信號(hào)的干擾比較敏感，因此初步確認(rèn)故障原因與線路有關(guān)。 為了確認(rèn)，再次檢查了機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)器與刀架控制的原理圖于實(shí)際接線，可以判定在線路連接、控制上兩者相互獨(dú)立，不存在相互影響。 進(jìn)一步檢查變頻器的輸入模擬量屏蔽電纜布線與屏蔽線連接，發(fā)現(xiàn)該電纜的布線位置與屏蔽線均不合理，將電纜重新布線并對(duì)屏蔽縣進(jìn)行重新連接后，故障消失。 第59頁(yè)/共93頁(yè) 例6 6：主軸定位出現(xiàn)超調(diào)的故障維修 故障現(xiàn)象：某加工中心，配套611A主軸驅(qū)動(dòng)器，在執(zhí)行主軸定位指令時(shí)，發(fā)現(xiàn)主軸存在明顯的位置超調(diào)，定位位置正確，系統(tǒng)無(wú)

32、故障。 分析與故障處理：由于系統(tǒng)無(wú)報(bào)警，主軸定位動(dòng)作正確，可以確認(rèn)故障是由于主軸驅(qū)動(dòng)器或系統(tǒng)調(diào)整不良引起的。 解決超調(diào)的方法有很多種，如：減小加減速時(shí)間、提高速度環(huán)比例增益、降低速度環(huán)積分時(shí)間等等。檢查本機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器的加減速時(shí)間設(shè)定為2s，此值明顯過(guò)大；更改參數(shù)，設(shè)定加減速時(shí)間為0.5s后，位置超調(diào)消除。 第60頁(yè)/共93頁(yè) 數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸要求在很寬范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速可調(diào)，恒功率范圍寬。要求機(jī)床有螺紋加工功能、準(zhǔn)停功能和恒功率加工等功能時(shí)，就要對(duì)主軸提出相應(yīng)的速度控制和位置控制要求。 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也可稱為主軸伺服系統(tǒng)，相應(yīng)的主軸電動(dòng)機(jī)裝配有編碼器作為主軸位置檢測(cè)；另一種方法就是在主軸

33、上直接安裝外置式的編碼器，這在機(jī)床改造和經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床中用得較多。 與交流伺服驅(qū)動(dòng)一樣，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也有模擬式和數(shù)字式兩種形式，交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相比，具有如下特點(diǎn)：第61頁(yè)/共93頁(yè) 1) 由于驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)必須采用微處理器和現(xiàn)代控制理論進(jìn)行控制，因此其運(yùn)行平穩(wěn)、振動(dòng)和噪聲小。 2）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)一般都具有再生制動(dòng)功能，在制動(dòng)時(shí)，既可將電動(dòng)機(jī)能量反饋回電網(wǎng)，起到節(jié)能的效果，又可加快制動(dòng)速度。 3） 特別是對(duì)于全數(shù)字式主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)器可直接使用CNC的數(shù)字量輸出信號(hào)進(jìn)行控制，不要經(jīng)過(guò)D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速控制精度得到了提高。第62頁(yè)/共93頁(yè) 4）與數(shù)字交流伺服驅(qū)動(dòng)一樣，在數(shù)字式主軸驅(qū)動(dòng)

34、系統(tǒng)中，還可采用參數(shù)設(shè)定方法對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)調(diào)整與動(dòng)態(tài)優(yōu)化，系統(tǒng)設(shè)定靈活、調(diào)整準(zhǔn)確。 5）由于交流主軸電動(dòng)機(jī)無(wú)換向器，主軸電動(dòng)機(jī)通常不需要進(jìn)行維修。 6）主軸電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高不受換向器的限制，最高轉(zhuǎn)速通常比直流主軸電動(dòng)機(jī)更高，可達(dá)到數(shù)萬(wàn)轉(zhuǎn)。第63頁(yè)/共93頁(yè)4.5.1 主軸伺服與數(shù)控裝置的接線圖第64頁(yè)/共93頁(yè)第65頁(yè)/共93頁(yè)4.5.2 4.5.2 相關(guān)參數(shù)設(shè)置相關(guān)參數(shù)設(shè)置1. 位置比例增益 設(shè)定位置環(huán)調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會(huì)引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值由具體的伺服系統(tǒng)型號(hào)和負(fù)載情況確定。 第66頁(yè)/共93頁(yè)2.

35、速度比例增益 設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的比例增益。設(shè)置值越大，增益越高，剛度越大。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)和負(fù)載值情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較大的值。 第67頁(yè)/共93頁(yè)3.速度積分時(shí)間常數(shù)設(shè)定速度調(diào)節(jié)器的積分時(shí)間常數(shù)。設(shè)置值越小，積分速度越快。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)型號(hào)和負(fù)載情況確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定較小的值。 第68頁(yè)/共93頁(yè)4.5.3 主軸伺服系統(tǒng)故障診斷 一）當(dāng)主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常有三種表現(xiàn)形式： 1. CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息 2. 是在主

36、軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū) 動(dòng)裝置的故障； 3. 主軸工作不正常，但無(wú)任何報(bào)警信息。 二）主軸伺服系統(tǒng)常見(jiàn)故障有： 1.過(guò)載 原因：切削用量過(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：主軸電動(dòng)機(jī)過(guò)熱主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過(guò)電流報(bào)警等。第69頁(yè)/共93頁(yè) 電氣系統(tǒng)原因： 1）檢查CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號(hào)輸出 2）檢查使能信號(hào)是否接通: 通過(guò)CNC顯示器觀察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。 3）主軸電動(dòng)機(jī)動(dòng)力線斷裂或主軸控制單元連接不良。 4）機(jī)床負(fù)載過(guò)大。 5）主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。 6）主軸電機(jī)故障。 2.主軸不能轉(zhuǎn)動(dòng)

37、第70頁(yè)/共93頁(yè)機(jī)械故障原因： 機(jī)械方面，主軸不轉(zhuǎn)常發(fā)生在強(qiáng)力切削下，可能原因有: 1）主軸與電機(jī)連接皮帶過(guò)松或皮帶表面有油，造成打滑。 2）主軸中的拉桿未拉緊夾持刀具的拉釘。 （在車(chē)床上就是卡盤(pán)未夾緊工件）第71頁(yè)/共93頁(yè)當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速超過(guò)技術(shù)要求所規(guī)定的范圍，原因：1）CNC系統(tǒng)輸出的主軸轉(zhuǎn)速模擬量(通常為010v)沒(méi)有達(dá)到與轉(zhuǎn)速指令對(duì)應(yīng)的值，或速度指令錯(cuò)誤。2）CNC系統(tǒng)中D/A變換器故障。3）主軸轉(zhuǎn)速模擬量中有干擾噪聲。4）測(cè)速裝置有故障或速度反饋信號(hào)斷線。5）電動(dòng)機(jī)過(guò)載。6）電動(dòng)機(jī)不良（包括勵(lì)磁喪失）。7）主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。3. 主軸轉(zhuǎn)速異?；蜣D(zhuǎn)速不穩(wěn)定第72頁(yè)/共93頁(yè) 首先要區(qū)別

38、噪聲及振動(dòng)發(fā)生在主軸機(jī)械部分還是電氣部分。檢查方法有：1）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)中的再生回路故障。2）在恒轉(zhuǎn)速時(shí)，可通過(guò)觀察主軸電動(dòng)機(jī)自由停車(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。3）檢查振動(dòng)的周期是否與轉(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)，應(yīng)檢查主軸機(jī)械部分是否良好，測(cè)速裝置是否不良。4. 主軸振動(dòng)或噪聲太大第73頁(yè)/共93頁(yè)電氣方面的原因： 1） 電源缺相或電源電壓不正常。 2）控制單元上的電源開(kāi)關(guān)設(shè)定（50/60Hz切換）錯(cuò)誤。 3）伺服單元上的增益電路和顫抖電路調(diào)整不好（或設(shè) 置不當(dāng)） 4）電流反饋回路未調(diào)整好。 5）

39、三相輸入的相序不對(duì)。 第74頁(yè)/共93頁(yè)機(jī)械方面的原因： 1）主軸箱與床身的連接螺釘松動(dòng)。 2）軸承預(yù)緊力不夠或預(yù)緊螺釘松動(dòng)，游隙過(guò)大，使之 產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，應(yīng)重新調(diào)查。 3）軸承損壞，應(yīng)更換軸承。 4）主軸部件上動(dòng)平衡不好，應(yīng)重新調(diào)整動(dòng)平衡。 5）齒輪有嚴(yán)重?fù)p傷，或此輪嚙合間隙過(guò)大，應(yīng)更換此 輪或調(diào)整嚙合間隙。 6）潤(rùn)滑不良，因油不足，應(yīng)改善潤(rùn)滑條件，使?jié)櫥?充足。 第75頁(yè)/共93頁(yè) 7）主軸與主軸電機(jī)的連接皮帶過(guò)緊，應(yīng)移動(dòng)電機(jī)座 調(diào)整皮帶使松緊度合適。 8）連接主軸與電機(jī)的連軸器故障。 9）主軸負(fù)荷太大。 例：配套某系統(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

40、析與處理過(guò)程：數(shù)控車(chē)床端面加工時(shí)，表面出現(xiàn)皺紋的原因很多，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。第76頁(yè)/共93頁(yè) 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)于主軸的位置監(jiān)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。 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)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軸的分離是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，則出現(xiàn)周期性波紋。 重新安裝、調(diào)整編碼

41、器后，機(jī)床恢復(fù)正常。 第77頁(yè)/共93頁(yè) 1）減速極限電路調(diào)整不良。 2）電流反饋回路不良。 3）加/減速回路時(shí)間常數(shù)設(shè)定和負(fù)載貫量不匹配。 4）驅(qū)動(dòng)器再生制動(dòng)電路故障。 5）傳動(dòng)帶連接不良。 5. . 主軸加主軸加/ /減速時(shí)工作不正常減速時(shí)工作不正常第78頁(yè)/共93頁(yè) 屏蔽或接地措施不良，主軸轉(zhuǎn)速指令信號(hào)或反饋信號(hào)受到干擾，使主軸驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)隨機(jī)和無(wú)規(guī)律性的波動(dòng)。 判別有無(wú)干擾的方法是：當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速指令為零時(shí)，主軸仍往復(fù)擺動(dòng)，調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償也不能消除故障。 6. 6. 外界干擾外界干擾第79頁(yè)/共93頁(yè) 1）CNC模擬量輸出（D/A）轉(zhuǎn)換電路故障。 2）CNC速度輸出模擬量與驅(qū)動(dòng)器連接不

42、良或斷線。 3）主軸轉(zhuǎn)向控制信號(hào)極性與主軸轉(zhuǎn)向輸入信號(hào)不一致。 4）主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定不當(dāng)。7. 主軸速度指令無(wú)效第80頁(yè)/共93頁(yè) 1）CNC參數(shù)設(shè)置不當(dāng)或編程錯(cuò)誤造成主軸轉(zhuǎn)速 控制信號(hào) 輸出為某一固定值。 2）D/A轉(zhuǎn)換電路故障。 3）主軸驅(qū)動(dòng)器速度模擬量輸入電路故障。 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)。 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。8. 8.

43、 主軸不能進(jìn)行變速主軸不能進(jìn)行變速第81頁(yè)/共93頁(yè) 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)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。 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)，電動(dòng)機(jī)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。 更換同型號(hào)的集成電路后，機(jī)床恢復(fù)正常。更換同型號(hào)的集成電路后，機(jī)床恢復(fù)正常。 第82頁(yè)/共93頁(yè) 9. 主軸只能單向運(yùn)行或主軸轉(zhuǎn)向不正確主軸

44、只能單向運(yùn)行或主軸轉(zhuǎn)向不正確 1）主軸轉(zhuǎn)速控制信號(hào)輸出錯(cuò)誤 2）主軸驅(qū)動(dòng)器速度模擬量輸入電路故障第83頁(yè)/共93頁(yè) 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)行插補(bǔ)，主軸的角位移是通過(guò)主軸編碼器進(jìn)行測(cè)量的，一般螺紋加工時(shí)，系統(tǒng)進(jìn)行的是主軸每轉(zhuǎn)進(jìn)給動(dòng)作，要執(zhí)行每轉(zhuǎn)進(jìn)給的指令，主軸必須有每轉(zhuǎn)一個(gè)脈沖的反饋信號(hào)，“亂牙”往往是由于主軸與Z軸進(jìn)給不能實(shí)現(xiàn)同步引起的，此外，還有以下原因： 1）主軸編碼器或Z軸“零位脈沖”不良或受到干擾。 2）主軸編碼器或連軸器松動(dòng)（斷裂）。 3）主軸編碼器信號(hào)線接地或屏蔽不良，被干擾。 4）主軸轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，有抖動(dòng)。10. 10. 螺紋加工出現(xiàn)螺紋加工出現(xiàn)“亂牙亂牙”故障故障第84頁(yè)/共93頁(yè) 5）主軸轉(zhuǎn)速尚未穩(wěn)定，就執(zhí)行了螺紋加工指令（G32），導(dǎo)致了主軸與Z軸進(jìn)給不能實(shí)現(xiàn)同步，造成“亂牙”。 例：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車(chē)床，在G32車(chē)