《主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修.doc》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修.doc（19頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、項(xiàng)目2 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障診斷與維修一、實(shí)訓(xùn)要求1.了解主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理。2.掌握交流變頻器的操作方法。3.能對(duì)變頻器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置及故障排除。4.能分析和排除主軸常見(jiàn)故障。二、實(shí)訓(xùn)設(shè)備 4臺(tái)FANUC 0i Mate-md數(shù)控維修銑床，2臺(tái)GSK980TD數(shù)控維修車床，7臺(tái)數(shù)控電氣維修實(shí)驗(yàn)臺(tái)。三、實(shí)訓(xùn)必備知識(shí)1. 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的工作原理及接線 圖2-1 GSK980TDA數(shù)控車主軸驅(qū)動(dòng)變頻器接線圖 圖2-2 FANUC 0I MATEMD數(shù)控銑主軸驅(qū)動(dòng)變頻器接線圖l 變頻器的原理 根據(jù)公式：n=60f/p 可知交流異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速與電源頻率 f 成正比與電機(jī)的極對(duì)數(shù)成反比，因此，改變電機(jī)的頻

2、率可調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速。通常我們?yōu)榱吮ＷC在一定的調(diào)速范圍內(nèi)保持電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩不變，在調(diào)節(jié)電源頻率 f 時(shí)，必須保持磁通不變，由公式 UE=4.44fWK可知，U/f 所以改變頻率 f 時(shí)，同時(shí)改變電源電壓 U，可以保持磁通不變。目前大部分變頻器都采用了上述原理。用同時(shí)改變f和U 的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)電機(jī)轉(zhuǎn)速 n的調(diào)速控制，并使得輸出扭矩在一定范圍內(nèi)保持不變。注：電機(jī)的極對(duì)數(shù)與轉(zhuǎn)速V，U，W代表三相電機(jī)的每一相，電機(jī)內(nèi)部共有3組線圈，每一組就是一相，出來(lái)兩個(gè)線頭，3相共出6個(gè)線頭，分別按照一定的接法接到三相電源上。一組線圈或一相包含多個(gè)線圈，但不會(huì)是單數(shù)的，因?yàn)樗M成南北兩個(gè)極，而且在電機(jī)內(nèi)部是對(duì)稱的，例如

3、圖1，其中一相V,有兩個(gè)線圈一個(gè)在上部一個(gè)在下部，兩個(gè)線圈是串聯(lián)的，通電時(shí)就產(chǎn)生兩個(gè)磁極，圖2的V相有4個(gè)線圈，也串聯(lián)在一起，也是對(duì)稱的，但它有4個(gè)極，這個(gè)圖只是告訴大家線圈在電機(jī)內(nèi)部的方位，和所謂的磁極對(duì)數(shù)。第一個(gè)圖每一相有南北兩個(gè)極，就是一對(duì)磁極，磁極對(duì)數(shù)是1，通常叫它2極電機(jī)，轉(zhuǎn)速最快。極數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越快，對(duì)啊。因?yàn)榻涣麟姷念l率是50Hz,是指每一相1秒鐘方向往返50次，三相不是同時(shí)往返，有一個(gè)次序的問(wèn)題，但時(shí)間間隔是相同的，書(shū)本上說(shuō)的是空間角度相差120度。當(dāng)這個(gè)三相交流電通入電機(jī)的時(shí)候，就造成電機(jī)3組線圈通電的順序不同，可能U相線圈先通電，V第二，W第三然后又重復(fù)這樣的排列，這就造成

4、了旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)。那么快慢是怎樣形成的呢，看圖1，當(dāng)三相通電一次時(shí)，磁場(chǎng)已經(jīng)走過(guò)1圈了（正半周期走半圈，負(fù)半周期再走半圈），就是經(jīng)過(guò)50分之1秒磁場(chǎng)已經(jīng)走過(guò)一圈，經(jīng)過(guò)1秒鐘就走過(guò)50圈，經(jīng)過(guò)1分鐘就走過(guò)3000圈了。再看圖2，它的磁極跨度只有圖1的一半，那么通一次電的時(shí)候磁場(chǎng)所走過(guò)的路程只有圖1的一半。所以旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的速度就慢，轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速就慢。多極數(shù)的電機(jī)因工藝復(fù)雜，價(jià)格也高。（是不是極數(shù)越少，轉(zhuǎn)速越快；極數(shù)越多，轉(zhuǎn)速越慢。為什么會(huì)這樣呢？）改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)就能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 是因?yàn)闃O對(duì)數(shù)越少電機(jī)里的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速越高 所以改變電機(jī)的極對(duì)數(shù)就能改變電機(jī)轉(zhuǎn)速 4P就是電機(jī)里有四對(duì)磁極。2對(duì)的額定轉(zhuǎn)速300

5、0轉(zhuǎn)，實(shí)際轉(zhuǎn)速2800轉(zhuǎn)左右。4對(duì)的額定轉(zhuǎn)速1500轉(zhuǎn)，實(shí)際轉(zhuǎn)速1400轉(zhuǎn)左右。數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由主軸驅(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)及主軸等組成。（參照數(shù)控系統(tǒng)接線說(shuō)明書(shū)及電氣原理圖） l 變頻器常識(shí)什么是變頻器呢？我們?cè)谌粘Ｉ钪薪?jīng)常聽(tīng)到，它一般是利用半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)作用將工頻電源變換為另一頻率的電能的設(shè)備。變頻器原理是利用電力半導(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?？煞譃榻唤蛔冾l器，交直交變頻器。交交變頻器可直接把交流電變成頻率和電壓都可變的交流電；交直交變頻器則是先把交流電經(jīng)整流器先整流成直流電，再經(jīng)過(guò)逆變器把這個(gè)直流電流變成頻率和電壓都可變的交

6、流電。通常，把電壓和頻率固定不變的工頻交流電變換為電壓或頻率可變的交流電的裝置稱作“變頻器”。為了產(chǎn)生可變的電壓和頻率，該設(shè)備首先要把電源的交流電變換為直流電（DC），這個(gè)過(guò)程叫整流。把直流電（DC）變換為交流電（AC）的裝置，其科學(xué)術(shù)語(yǔ)為“inverter”(逆變器)。一般逆變器是把直流電源逆變?yōu)橐欢ǖ墓潭l率和一定電壓的逆變電源。對(duì)于逆變?yōu)轭l率可調(diào)、電壓可調(diào)的逆變器我們稱為變頻器。變頻器輸出的波形是模擬正弦波，主要是用在三相異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速用，又叫變頻調(diào)速器。對(duì)于主要用在儀器儀表的檢測(cè)設(shè)備中的波形要求較高的可變頻率逆變器，要對(duì)波形進(jìn)行整理，可以輸出標(biāo)準(zhǔn)的正弦波，叫變頻電源。一般變頻電源是變頻

7、器價(jià)格的1520倍。由于變頻器設(shè)備中產(chǎn)生變化的電壓或頻率的主要裝置叫“inverter”，故該產(chǎn)品本身就被命名為“inverter”，即：變頻器。變頻器也可用于家電產(chǎn)品。使用變頻器的家電產(chǎn)品中，不僅有電機(jī)（例如空調(diào)等），還有熒光燈等產(chǎn)品。用于電機(jī)控制的變頻器，既可以改變電壓，又可以改變頻率。但用于熒光燈的變頻器主要用于調(diào)節(jié)電源供電的頻率。PAM是英文Pulse Amplitude Modulation(脈沖幅度調(diào)制)縮寫(xiě)，是按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖幅度，以調(diào)節(jié)輸出量值和波形的一種調(diào)制方式。PWM是英文Pulse Width Modulation(脈沖寬度調(diào)制)縮寫(xiě)，按一定規(guī)律改變脈沖列的脈沖

8、寬度，以調(diào)節(jié)輸出量和波形的一種調(diào)值方式。想要了解變頻器原理就必須先了解這兩個(gè)東西。什么是變頻器類型：分為兩類:電壓型是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，直流回路的濾波是電容;電流型是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路濾波是電感。變頻器的工作原理：把工頻電源(50Hz或60Hz)變換成各種頻率的交流電源，以實(shí)現(xiàn)電機(jī)的變速運(yùn)行的設(shè)備。其中控制電路完成對(duì)主電路的控制，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。對(duì)于如矢量控制變頻器這種需要大量運(yùn)算的變頻器來(lái)說(shuō)，有時(shí)還需要一個(gè)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩計(jì)算的CPU以及一些相應(yīng)的電路。1. 整流器 ，它

9、與單相或三相交流電源相連接，產(chǎn)生脈動(dòng)的直流電壓。2. 中間電路，有以下三種作用：a. 使脈動(dòng)的直流電壓變得穩(wěn)定或平滑，供逆變器使用。b. 通過(guò)開(kāi)關(guān)電源為各個(gè)控制線路供電。c. 可以配置濾波或制動(dòng)裝置以提高變頻器性能。3. 逆變器 ，將固定的直流電壓變換成可變電壓和頻率的交流電壓。 4. 控制電路 ，它將信號(hào)傳送給整流器、中間電路和逆變器，同時(shí)它也接收來(lái)自這些部分的信號(hào)。其主要組成部分是：輸出驅(qū)動(dòng)電路、操作控制電路。主要功能是： a. 利用信號(hào)來(lái)開(kāi)關(guān)逆變器的半導(dǎo)體器件。b. 提供操作變頻器的各種控制信號(hào)。c. 監(jiān)視變頻器的工作狀態(tài)，提供保護(hù)功能。l 三菱FR-D700 系列變頻器（參照使用手冊(cè)）

10、1）安裝與接線2）端子接線圖3）主電路端子規(guī)格4）主電路端子的端子排列與電源、電機(jī)的接線5）基本操作簡(jiǎn)單模式參數(shù)一覽表l 變頻器的兩種啟動(dòng)方式 系統(tǒng)發(fā)出 0-10V 的模擬電壓控制在系統(tǒng)中的 MDI 方式下編入指令 M03 S500，按下“循環(huán)啟動(dòng)”鍵后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)參數(shù)#3741-#3744 換算成相對(duì)應(yīng)的模擬電壓(如下圖所示)， 變頻器再根據(jù)模擬電壓輸出對(duì)應(yīng)的頻率與電壓，驅(qū)動(dòng)三相異步電機(jī)。通過(guò)變頻器“設(shè)定用旋鈕”來(lái)控制l 西門子MICROMASTER420通用型變頻器（參照使用手冊(cè)）接線框圖191. 改變方向 改變電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向。用一個(gè)負(fù)號(hào)(-)或一個(gè)閃爍的小數(shù)點(diǎn)指示反向旋轉(zhuǎn)。2. 啟動(dòng)變頻

11、器 本按鈕可以啟動(dòng)變頻器。缺省狀態(tài)下該按鈕被禁止。如果要使能該按鈕，請(qǐng)將P0700設(shè)置為1。3. 停止變頻器 本按鈕按照P1121設(shè)置的時(shí)間(斜坡下降時(shí)間)停止變頻器。4. 電動(dòng)機(jī)點(diǎn)動(dòng) 當(dāng)變頻器沒(méi)有輸出時(shí)，本按鈕可以按照預(yù)置的點(diǎn)動(dòng)頻率啟動(dòng)和運(yùn)行電動(dòng)機(jī)。釋放該按鈕時(shí)變頻器停止。5. 訪問(wèn)參數(shù) 按下本按鈕，允許用戶按照選定的用戶訪問(wèn)級(jí)別訪問(wèn)參數(shù)。6. 減少數(shù)值 按下本按鈕可減少顯示值。如果要通過(guò)BOP改變頻率設(shè)置值，請(qǐng)?jiān)O(shè)置P1000=1。7. 增加數(shù)值 按下本按鈕可增加顯示值。如果要通過(guò)BOP改變頻率設(shè)置值，請(qǐng)?jiān)O(shè)置P1000=1。8. 功能 本按鈕可用于查看附加信息。請(qǐng)參閱MICROMASTER

12、420操作說(shuō)明第44頁(yè)的51.2 節(jié)?？焖僬{(diào)試缺省設(shè)置變頻器控制端子功能設(shè)定參數(shù)3.螺紋切削原理在數(shù)控機(jī)床上，編制一個(gè)正確的程序，可以很方便地加工出螺紋。切削螺紋時(shí)，刀具運(yùn)動(dòng)要與主軸運(yùn)動(dòng)主軸的旋轉(zhuǎn)同步。在螺紋切削過(guò)程中，裝在機(jī)床上的與主軸同步的主軸位置編碼器，實(shí)時(shí)地讀取主軸速度并轉(zhuǎn)換為刀具的每分鐘進(jìn)給量，使機(jī)床移動(dòng)。螺紋切削是在主軸上的位置編碼器輸出一轉(zhuǎn)信號(hào)時(shí)啟動(dòng)的，所以總是能夠在固定的點(diǎn)開(kāi)始螺紋切削，在重復(fù)多次的螺紋切削時(shí)，工件上的刀具軌跡不會(huì)改變。需要注意的是：螺紋切削時(shí)，從粗加工到精加工，主軸速度必須保持恒定，否則會(huì)生成錯(cuò)誤的導(dǎo)程。在螺紋加工時(shí)，進(jìn)給速度倍率無(wú)效，主軸速度賠率無(wú)效。在螺紋

13、加工時(shí)，可能出現(xiàn)下列問(wèn)題：（1）機(jī)床不能進(jìn)行螺紋加工；（2）螺紋加工亂扣；（3）螺紋精度不對(duì)；造成原因如下：機(jī)床不能進(jìn)行螺紋加工可能的出現(xiàn)的原因是：（1）系統(tǒng)無(wú)螺紋加工功能；（2）主軸位置編碼器未安裝或安裝不規(guī)范；（3）主軸位置編碼器有故障；（4）參數(shù)錯(cuò)誤；（5）編程錯(cuò)誤；（6）其他原因。螺紋加工亂扣，可能原因是：（1）主軸位置編碼器安裝不規(guī)范；（2）主軸位置編碼器有故障；（3）參數(shù)錯(cuò)誤；（4）其他原因。螺紋加工精度不對(duì)，可能出現(xiàn)原因是：（1）主軸位置編碼器安裝不規(guī)范；（2）主軸位置編碼器有故障；（3）參數(shù)錯(cuò)誤；（4）刀具原因；(5)其他原因。四、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容1.根據(jù)機(jī)床實(shí)際，找出主軸控制系統(tǒng)相關(guān)

14、硬件接線原理圖。2.根據(jù)說(shuō)明書(shū)，進(jìn)行系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定、變頻器功能參數(shù)的設(shè)定，并進(jìn)行調(diào)試。3.通用變頻主軸系統(tǒng)常見(jiàn)故障及處理表1 通用變頻主軸常見(jiàn)故常與處理故障現(xiàn)象可能原因處理方法電動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)CNC無(wú)速度信號(hào)輸出檢測(cè)速度給定信號(hào)，檢查系統(tǒng)參數(shù)主軸驅(qū)動(dòng)器故障1)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)、過(guò)壓、欠壓以及功率塊故障等）。2)頻率指定源和運(yùn)行指定源的參數(shù)是否設(shè)置正確。 3)智能輸入端子的輸入信號(hào)是否正確。變頻器輸出端子U、V、W不能提供電源電源是否已提供給端子運(yùn)行命令是否有效？RS（復(fù)位）功能或自由運(yùn)行停車功能是否處于開(kāi)啟狀態(tài)負(fù)載過(guò)重電動(dòng)機(jī)負(fù)載是否太重主軸電動(dòng)機(jī)故

15、障電機(jī)損壞電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)輸出端子U/T1，V/T2和W/T3的連接是否正確使得電動(dòng)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電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)的相序是否與U/T1，V/T2和W/T3相對(duì)應(yīng)控制端子（FW）和（RV）連線是否正確端子(FW）用于正轉(zhuǎn)，（RV）用于反轉(zhuǎn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速不能到達(dá)如果使用模擬輸入，電流或電壓“O”或“OI”檢查連線檢查電位器或信號(hào)發(fā)生器負(fù)載太重減少負(fù)載重負(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）系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤檢查相關(guān)參數(shù)轉(zhuǎn)動(dòng)不穩(wěn)定負(fù)載波動(dòng)過(guò)大增加電動(dòng)機(jī)容量（變頻器及電動(dòng)機(jī)）電源不穩(wěn)定解決電源問(wèn)題該現(xiàn)象只是出現(xiàn)在某一特定頻率下稍微改變輸出頻率

16、，使用調(diào)頻設(shè)定將此有問(wèn)題的頻率跳過(guò)過(guò)流加速中過(guò)流檢查電動(dòng)機(jī)是否短路或局部短路，輸出線絕緣是否良好延長(zhǎng)加速時(shí)間變頻器配置不合理，增大變頻器容量減低轉(zhuǎn)矩提升設(shè)定值恒速中過(guò)流檢查電動(dòng)機(jī)是否短路或局部短路，輸出線絕緣是否良好檢查電動(dòng)機(jī)是否堵轉(zhuǎn)，機(jī)械負(fù)載是否有突變變頻器容量是否太小，增大變頻器容量電網(wǎng)電壓是否有突變減速中或停車時(shí)過(guò)流輸出連線絕緣是否良好，電動(dòng)機(jī)是否有短路現(xiàn)象延長(zhǎng)減速時(shí)間更換容量較大的變頻器直流制動(dòng)量太大，減少直流制動(dòng)量機(jī)械故障，送廠維修。短路對(duì)地短路檢查電動(dòng)機(jī)連線是否有短路檢查輸出線絕緣是否良好送修過(guò)壓停車中過(guò)壓l 延長(zhǎng)減速時(shí)間，或加裝剎車電阻 l 改善電網(wǎng)電壓，檢查是否有突變電壓產(chǎn)生

17、加速中過(guò)壓恒速中過(guò)壓減速中過(guò)壓低壓檢查輸入電壓是否正常檢查負(fù)載是否突然有突變是否缺相變頻器過(guò)熱檢查風(fēng)扇是否堵轉(zhuǎn)，散熱片是否有異物環(huán)境溫度是否正常通風(fēng)空間是否足夠，空氣是否能對(duì)流變頻器過(guò)載連續(xù)超負(fù)載150一分鐘以上檢查變頻器容量是否配小，否則加大容量檢查機(jī)械負(fù)載是否有卡死現(xiàn)象V/F曲線設(shè)定不良，重新設(shè)定電動(dòng)機(jī)過(guò)載連續(xù)超負(fù)載150一分鐘以上機(jī)械負(fù)載是否有突變電動(dòng)機(jī)配用太小電動(dòng)機(jī)發(fā)熱絕緣變差電壓是否波動(dòng)較大是否存在缺相機(jī)械負(fù)載增大電動(dòng)機(jī)過(guò)轉(zhuǎn)矩機(jī)械負(fù)載是否有波動(dòng)電動(dòng)機(jī)配置是否偏小主軸轉(zhuǎn)速與變頻器不匹配參數(shù)設(shè)置不正確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

18、例項(xiàng)參數(shù)設(shè)定正確。主軸與進(jìn)給不匹配（螺紋加工時(shí)）主軸編碼器有問(wèn)題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。4交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及故障維修 1）交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)數(shù)控加工中心對(duì)主軸有較高的控制要求，首先要求在大力矩、強(qiáng)過(guò)載能力的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)寬范圍無(wú)級(jí)變速，其次要求在自動(dòng)換刀動(dòng)作中實(shí)現(xiàn)定角度停止(即準(zhǔn)停)，這使加工中心主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)比一般的變頻調(diào)速系統(tǒng)或小功率交流伺服系統(tǒng)在電路設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)整定上具有更大的難度。主軸的驅(qū)動(dòng)可以使用交流變頻或交流伺服2種控制方式，交流變頻主軸能夠無(wú)級(jí)變速但不能準(zhǔn)停，需要另外

19、裝設(shè)主軸位置傳感器，配合CNC系統(tǒng)PMC (指數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC)的邏輯程序來(lái)完成準(zhǔn)停速度控制和定位停止；交流伺服主軸本身即具有準(zhǔn)停功能，其自身的軸控PLC信號(hào)可直接連接至CNC系統(tǒng)的PMC，配合簡(jiǎn)捷的PMC邏輯程序即可完成準(zhǔn)停定位控制，且后者的控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前者。交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由主軸驅(qū)動(dòng)單元、主軸電動(dòng)機(jī)和檢測(cè)主軸速度與位置的旋轉(zhuǎn)編碼器3部分組成，主要完成閉環(huán)速度控制，但當(dāng)主軸準(zhǔn)停時(shí)則完成閉環(huán)位置控制。由于數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)功率較大，所以主軸電動(dòng)機(jī)采用鼠籠式感應(yīng)電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)形式，旋轉(zhuǎn)編碼器可以在主軸外安裝，也可以與主軸電動(dòng)機(jī)做成一個(gè)整體，主軸驅(qū)動(dòng)單元的閉環(huán)控制、矢量運(yùn)算均由內(nèi)部的高速信號(hào)

20、處理器及控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)。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)字式兩種型式 。2）交流伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見(jiàn)故障 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。表2主軸不能動(dòng)故障原因可能原因檢查步驟排除措施機(jī)械負(fù)載過(guò)大盡量減輕機(jī)械負(fù)載主軸與電動(dòng)機(jī)連接皮帶過(guò)松在停機(jī)的狀態(tài)下，查看皮帶的松緊程度調(diào)整皮帶主軸中的拉桿未拉緊夾持刀具的拉釘(在車床上就是卡盤未夾緊工件)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

21、位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器是否吸合更具實(shí)際情況下，松開(kāi)急停；機(jī)械準(zhǔn)備好信號(hào)斷路排查機(jī)械準(zhǔn)好信號(hào)電路主軸動(dòng)力線斷線用萬(wàn)用表測(cè)量動(dòng)力線電壓確保電源輸入正常電源缺相正反轉(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)出一般為數(shù)控裝置的輸出有問(wèn)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；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)裝置主軸電動(dòng)機(jī)故障更換電動(dòng)機(jī)（

22、2）主軸速度指令無(wú)效，轉(zhuǎn)速僅有12r/min。可能原因檢查步驟排除措施動(dòng)力線接線錯(cuò)誤檢查主軸伺服與電動(dòng)機(jī)之間的UVW連線確保連線對(duì)應(yīng)CNC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更換相應(yīng)電路板CNC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更換指令發(fā)送口或更換數(shù)控裝置主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)定不當(dāng)查看驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，是否正常依照說(shuō)明書(shū)，正確設(shè)置參數(shù)反饋線連接不正常查看反饋連線確保反饋連線正常反饋信號(hào)不正常檢查反饋信號(hào)的波形調(diào)整波形至正確或更換編碼器（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

23、障的原因見(jiàn)表4。 表4 速度偏差過(guò)大報(bào)警綜述可能原因檢查步驟排除措施反饋連線不良不啟動(dòng)主軸，用手盤動(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)速確保反饋連線正確反饋裝置故障更換反饋裝置動(dòng)力線連接不正常用萬(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)力線連接正常動(dòng)力電壓不正常確保動(dòng)力線電壓正常機(jī)床切削負(fù)荷太重，切削條件惡劣重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù)載，調(diào)整切削參數(shù)機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)不良改善機(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)的原因確保制動(dòng)電路正常驅(qū)動(dòng)器故障利用交換法，判斷是否有故障更換出錯(cuò)單元電流調(diào)節(jié)器控制板故障電動(dòng)機(jī)故障(4)過(guò)載報(bào)警。 削用量過(guò)大

24、，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)電流報(bào)警等造成此故障的可能原因見(jiàn)表5 ?？赡茉驒z查步驟排除措施長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)機(jī)后再出現(xiàn)此故障負(fù)載太大檢查機(jī)械負(fù)載調(diào)整切削參數(shù)，干山切削條件，減輕負(fù)載頻繁正、反轉(zhuǎn)減少頻繁正、翻轉(zhuǎn)次數(shù)(5)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； 檢查振動(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

25、查主軸機(jī)械部分是否良好，測(cè)速裝置是否不良。 表6 主軸振動(dòng)或噪聲過(guò)大的故障綜述故障部位可能原因檢查步驟排除措施電氣部分故障系統(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)電源確保電源正確反饋不正確測(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)根據(jù)參數(shù)說(shuō)明書(shū)，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)三相輸入的相序不對(duì)用萬(wàn)用表測(cè)量輸入電源確保電源正確機(jī)械部分故障主軸負(fù)荷過(guò)大重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù)載潤(rùn)滑不良是否缺潤(rùn)滑油，加注潤(rùn)滑油是否潤(rùn)滑電路或電機(jī)故障，檢修潤(rùn)滑電路是否潤(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)緊在停機(jī)的情況下，檢查皮帶松緊程度調(diào)整皮帶的連接軸承故障、

26、主軸和主軸電動(dòng)機(jī)之間離合器故障目測(cè)，可判斷這個(gè)機(jī)械連接是否正常調(diào)整軸承，軸承拉毛或損壞可拆開(kāi)相關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)后目測(cè)更換軸承齒輪有嚴(yán)重?fù)p傷更換齒輪主軸部件上動(dòng)平衡不好（叢最高速度向下時(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)緊螺釘游隙過(guò)大或齒輪嚙合間隙過(guò)大調(diào)整機(jī)床間隙，五、實(shí)訓(xùn)步驟1.測(cè)繪機(jī)床電路，完成主軸控制系統(tǒng)的接線。2.使用變頻操作面板修改參數(shù)，具體步驟見(jiàn)變頻器說(shuō)明書(shū)。3.用NC和變頻器操作面板分別對(duì)進(jìn)行控制，正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)、停止、改變電機(jī)轉(zhuǎn)速等，具體步驟見(jiàn)設(shè)備操作說(shuō)明書(shū)。 4.模擬主軸故障。5.填寫(xiě)實(shí)訓(xùn)報(bào)告。六、思考題1.如何判斷變頻器自身故障？2.如何修改變頻器的參數(shù)？ 3.闡述電機(jī)的兩種啟動(dòng)方式。