《3數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《3數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修（32頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、按一下以編輯母片標(biāo)題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,按一下以編輯母片標(biāo)題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,數(shù)控機(jī)床故障診斷與維修,1,工程三 主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷與維修,【技能目標(biāo)】,能夠分析主軸驅(qū)動系統(tǒng)典型故障的原因并能排除故障。,【知識目標(biāo)】,熟悉通用變頻器常見故障的原因及排除方法。,熟悉串行主軸系統(tǒng)的報(bào)警號及故障處理。,熟悉主軸準(zhǔn)?？刂乒δ艿某Ｒ姽收显\斷。,掌握主軸驅(qū)動系統(tǒng)典型故障的原因及診斷方法,2,【工程導(dǎo)入】,主軸驅(qū)動系統(tǒng)也稱為主傳動系統(tǒng)，是數(shù)控系統(tǒng)中完成主運(yùn)動的動力裝置。主軸驅(qū)動系統(tǒng)的性能直接決定加工工件的外表質(zhì)量。

2、主軸驅(qū)動系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，可能會造成工件報(bào)廢，甚至?xí)斐勺曹囀录虼?，其可靠性直接影響?shù)控機(jī)床的平安和生產(chǎn)效率。,主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障在數(shù)控機(jī)床故障中占的比例較大，因此，應(yīng)掌握主軸驅(qū)動系統(tǒng)的典型故障現(xiàn)象，合理運(yùn)用所學(xué)的故障診斷方法對主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障進(jìn)行處理。,任務(wù)：請根據(jù)數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障現(xiàn)象分析故障的可能原因，確定診斷方案并排除故障。,3,【工程實(shí)施及相關(guān)知識】,主軸驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動器和主軸電動機(jī)。主軸驅(qū)動系統(tǒng)可分為直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)和交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。目前數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)多采用交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，其控制方式有模擬量控制（即變頻主軸）和串行數(shù)字控制（即伺服主軸）兩種。,一、通用變

3、頻器及其故障診斷,數(shù)控機(jī)床常用變頻主軸的配置有普通鼠籠異步電動機(jī)配變頻器（參見圖3-1）和三相異步電動機(jī)配齒輪箱及變頻器（參見圖3-2）。,4,圖,3-1,鼠籠異步電動機(jī)配變頻器,5,圖,3-2,三相異步電動機(jī)配齒輪箱及變頻器,6,（一）通用變頻器的組成及端子功能,目前作為主軸驅(qū)動裝置的通用變頻器主要有安川變頻器、日立變頻器、三菱變頻器、富士變頻器、西門子變頻器、臺達(dá)變頻器和艾默生變頻器等。下面以多功能型安川變頻器為例進(jìn)行介紹。,變頻器主要由主電路和控制電路組成。,1,變頻器的主電路,安川變頻器的主電路主要包括交,-,直變換電路、制動單元電路及直,-,交變換電路，如圖,3-3,所示。,（,1,

4、）交,-,直變換電路,（,2,）直,-,交變換電路,（,3,）制動單元電路,7,圖,3-3,安川變頻器的主電路及其端子排列圖,8,2,變頻器的控制電路,變頻器的控制電路與主電路相對應(yīng)，為主電路提供所需的驅(qū)動信號。安川變頻器的控制電路端子有開關(guān)量輸入控制端子（,1,、,2,、,3,、,4,、,5,、,6,、,7,、,8,、,11,）、模擬量輸入控制端子（,13,、,14,、,16,、,17,）、繼電器輸出控制端子（,18,、,19,、,20,、,9,、,10,）、開路集電極輸出控制端子（,25,、,26,、,27,）及模擬量輸出控制端子（,21,、,23,、,22,），如圖,3-4,所示。,（二

5、）數(shù)控機(jī)床,CNC,系統(tǒng)與變頻器的連接,下面以,CKA6150,數(shù)控車床配,FANUC 0TC,數(shù)控系統(tǒng)為例，來說明數(shù)控系統(tǒng)、數(shù)控機(jī)床與變頻器的連接及信號流程和功能。如圖,3-5,所示為,CKA6150,數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置（安川變頻器）的接線圖。,9,圖,3-4,安川變頻器控制回路端子的功能連接圖,10,圖,3-5 CKA6150,數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的接線圖,11,1CNC到變頻器的信號,（1）主軸正轉(zhuǎn)信號（1-11）、主軸反轉(zhuǎn)信號（2-11）,（2）系統(tǒng)故障輸入（3-11）,（3）系統(tǒng)復(fù)位信號（4-11）,（4）主軸電動機(jī)速度模擬量信號（13-17）,（5）主軸點(diǎn)動信號（7-11）,2變

6、頻器到CNC的信號（通過系統(tǒng)的PMC）,（1）變頻器故障輸入信號（19-20）,（2）主軸到達(dá)信號（26-27）,（3）主軸零速信號（25-27）,3變頻器到機(jī)床側(cè)的信號,（1）主軸速度表的信號,（2）主軸負(fù)載表的信號,12,（三）變頻器報(bào)警代碼及故障原因,當(dāng)變頻器檢測出故障時(shí)，會在數(shù)字操作器上顯示該報(bào)警內(nèi)容，并停止變頻器的輸出。變頻器故障信號發(fā)出時(shí)，可以根據(jù)變頻器的報(bào)警信息判定故障的產(chǎn)生原因。,1,電壓故障,（,1,）主回路低電壓故障,UV1,（,DC Bus Under Volt,）,（,2,）控制電路低電壓故障,UV2,（,CTL Ps Under Volt,）,（,3,）浪涌電壓保護(hù)回

7、路故障,UV3,（,MC Answerback,）,（,4,）過電壓故障,OV,（,Over Voltage,）,（,5,）瞬時(shí)停電檢查中,UV,（,Under Voltage,）,2,電流故障,（,1,）過電流故障,OC,（,Over Current,）,（,2,）輸出側(cè)對地短路故障,GF,（,Ground Fault,）,（,3,）輸出側(cè)短路故障,SC,（,Short Circuit,）,（,4,）主回路熔斷器故障,PUF,（,DC Bus Flues Open,）,13,3,散熱片過熱故障,OH,（,Heat Sink Over Tmp,）,4,電動機(jī)過載故障,OL1,（,Motor O

8、ver Loaded,）,5,功能參數(shù)設(shè)定錯(cuò)誤報(bào)警,6,外部端子,3,8,異常信號輸入故障,EF3,EF8,（,External Fault 3,8,）,7,變頻器本身硬件或軟件故障,14,二、交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)及其故障診斷,下面以,FANUC,的,系列伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)為例，說明串行數(shù)字控制主軸驅(qū)動裝置的組成及故障診斷與維修。,（一）串行數(shù)字控制的主軸驅(qū)動裝置及其連接,FANUC,系列伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用的是模塊化結(jié)構(gòu)，伺服驅(qū)動模塊與主軸驅(qū)動模塊共用電源模塊，模塊與模塊、驅(qū)動器與,CNC,之間通過,I/O Link,總線連接。,1,主軸模塊,FANUC,系列主軸模塊（,SPM,）的結(jié)構(gòu)如圖,

9、3-6,所示。,2,主軸模塊的連接,如圖,3-7,所示為,FANUC,系列電源模塊和主軸模塊的連接圖。,15,圖,3-6 FANUC,系列主軸模塊（,SPM,）,16,圖,3-7 FANUC,系列電源模塊和主軸模塊的連接,17,（二）串行數(shù)字控制主軸驅(qū)動裝置的報(bào)警代碼及故障處理,在,FANUC,系列主軸模塊,SPM,上，安裝有兩只,7,段數(shù)碼管，用于顯示主軸驅(qū)動器的報(bào)警。當(dāng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)報(bào)警時(shí)，紅色報(bào)警燈,ALM,亮，同時(shí),LED,數(shù)碼管顯示報(bào)警號。,（三）串行主軸系統(tǒng)的報(bào)警號及故障處理,當(dāng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，,CNC,系統(tǒng)就會顯示相應(yīng)的報(bào)警號及診斷信息，據(jù)此可以確定故障原因及故障部位。

10、,1,串行主軸通信錯(cuò)誤報(bào)警,2,串行主軸回路啟動不良報(bào)警,3,主軸故障報(bào)警,4,串行主軸的系統(tǒng)診斷號,18,（四）數(shù)控機(jī)床主軸的速度和位置控制裝置及故障處理,1串行數(shù)字控制主軸電動機(jī)的速度檢測裝置,如圖3-8所示為FANUC 系列主軸電動機(jī)和主軸放大器的速度反應(yīng)信號連接。,2數(shù)控機(jī)床主軸位置編碼器的作用及信號連接,（1）主軸位置編碼器的作用,（2）主軸位置編碼器的信號及連接,主軸位置編碼器的信號及接線如圖3-9所示。,3數(shù)控機(jī)床主軸位置檢測裝置的常見故障及維修,（1）不執(zhí)行螺紋加工,（2）螺紋加工出現(xiàn)“亂扣現(xiàn)象,（3）螺紋加工出現(xiàn)螺距不穩(wěn)現(xiàn)象,（4）主軸定向準(zhǔn)停不能完成,（5）加工中心換刀過程

11、掉刀,19,圖3-8 FANUC 系列主軸電動機(jī)和主軸放大器的速度反應(yīng)信號連接,20,圖,3-9,主軸位置編碼器的信號及接線圖,21,（,五）數(shù)控機(jī)床的主軸準(zhǔn)?？刂乒δ芗俺Ｒ姽收咸幚?數(shù)控機(jī)床的主軸準(zhǔn)停控制功能非常重要，現(xiàn)單獨(dú)對其進(jìn)行詳細(xì)介紹。,1,主軸準(zhǔn)停功能的主要用途,在自動換刀的數(shù)控銑鏜類機(jī)床中，為保證自動換刀，主軸必須停止在某一固定的位置上（刀柄上的鍵槽必須與主軸的凸鍵對準(zhǔn)相配），如圖,3-10,所示。,2,主軸準(zhǔn)?？刂菩问?主軸準(zhǔn)停的常見控制形式有以下幾種。,通過主軸位置編碼器實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)?？刂疲m用于主軸電動機(jī)與主軸傳動比為任意傳動比（如帶齒輪變擋控制主軸傳動）及要求主軸具有剛性攻絲

12、功能時(shí)，如圖,3-11,所示,通過主軸電機(jī)內(nèi)裝編碼器實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)?？刂?，適用于主軸電動機(jī)與主軸直連或,1,1,連接時(shí)，如圖,3-12,所示。,通過主軸外裝主軸一轉(zhuǎn)信號（接近開關(guān)）和電動機(jī)內(nèi)裝傳感器實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)?？刂?，適用于主軸電動機(jī)與主軸傳動比為任意傳動比時(shí)，如圖,3-13,所示。,數(shù)控機(jī)床主軸準(zhǔn)?？刂瞥Ｓ玫臋z測裝置如圖,3-14,所示。,22,圖,3-10,主軸準(zhǔn)停,23,圖,3-11,使用位置編碼器方式準(zhǔn)停,24,圖,3-12,使用有,MZ/MZi Sensor,的主軸電動機(jī)準(zhǔn)停,25,圖,3-13,使用安裝在主軸上的外部一轉(zhuǎn)信號準(zhǔn)停,26,圖,3-14,常用的準(zhǔn)停控制裝置,27,3主軸準(zhǔn)停的

13、常見故障診斷,主軸定向準(zhǔn)停控制的常見故障有以下幾種。,（1）主軸不能定向準(zhǔn)停,1）主軸手動控制準(zhǔn)停有效而自動（M19）無效,通過系統(tǒng)梯形圖查看主軸準(zhǔn)停信號G70.6/G229.6是否為1及M19執(zhí)行條件是否正確。,2）手動和自動均不能實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)停控制,（2）主軸慢轉(zhuǎn)、“定向準(zhǔn)停不能完成,（3）主軸準(zhǔn)停角度出現(xiàn)偏差（固定偏差或隨機(jī)偏差）,28,【知識擴(kuò)展】,一、主軸準(zhǔn)停故障的診斷與維修實(shí)例,故障現(xiàn)象（一）：某配套,FS0,的立式加工中心，在更換了主軸編碼器后，出現(xiàn)主軸定位時(shí)不斷震蕩、無法完成定位的故障。,1,故障分析與診斷,2,故障排除,故障現(xiàn)象（二）：某采用,FS0,的加工中心，配套,系列主軸

14、驅(qū)動器，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)無報(bào)警。,1,故障分析與診斷,2,故障排除,29,故障現(xiàn)象（三）：一臺配套,FANUC 11A,系統(tǒng)的臥式加工中心，當(dāng)執(zhí)行,M06,換刀指令時(shí)，在主軸定向過程中，主軸驅(qū)動器發(fā)生,AL-02,報(bào)警。,1,故障分析,2,故障診斷,3,故障排除,故障現(xiàn)象（四）：某采用,SIEMENS 810M,的立式加工中心，配套,6SC6502,主軸驅(qū)動器，在調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)主軸定位點(diǎn)不穩(wěn)定的故障。,1,故障分析,2,故障診斷,3,故障排除,30,二、主軸驅(qū)動系統(tǒng)的常見故障與維修實(shí)例,故障現(xiàn)象（一）：一臺配套FANUC 21系統(tǒng)的立式加工中心

15、，在加工過程中，主軸運(yùn)行突然停止，系統(tǒng)顯示ALM 2001、ALM 409報(bào)警，交流主軸驅(qū)動器顯示AL-01報(bào)警。,1故障分析,2故障診斷,3故障排除,故障現(xiàn)象（二）：一臺配套FS 0T的二手?jǐn)?shù)控車床，采用S系列主軸驅(qū)動器，開機(jī)后，主軸驅(qū)動器無報(bào)警顯示，但不管輸入S*M03或S*M04指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速無法到達(dá)指令值。,1故障分析,2故障診斷,3故障排除,31,故障現(xiàn)象（三）：一臺配套FS 0M的加工中心，采用S系列主軸驅(qū)動器，開機(jī)后，不管輸入S*M03或S*M04指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，實(shí)際轉(zhuǎn)速無法到達(dá)指令值。,1故障分析,2故障診斷,3故障排除,故障現(xiàn)象（四）：某配套FS 0TD系統(tǒng)的數(shù)控車床，在自動加工時(shí)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床不執(zhí)行螺紋加工程序。,1故障分析,2故障診斷,3故障排除,故障現(xiàn)象（五）：某配套FANUC 0TD系統(tǒng)的數(shù)控車床，使用安川變頻器作為主軸驅(qū)動裝置，輸入指令SXX M03后，主軸旋轉(zhuǎn)，但轉(zhuǎn)速不能改變。,1故障分析,2故障診斷,3故障排除,32,