Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,按一下以編輯母片標題樣式,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題樣式,按一下以編輯母片,第二層,第三層,第四層,第五層,*,*,數控機床故障診斷與維修,項目三,主軸驅動系統(tǒng)的,故障診斷與維修,【技能目標】,能夠分析主軸驅動系統(tǒng)典型故障的原因并能排除故障。,【知識目標】,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)的報警號及故障處理。,熟悉主軸準?？刂乒δ艿某Ｒ姽收显\斷。,掌握主軸驅動系統(tǒng)典型故障的原因及診斷方法,【項目導入】,主軸驅動系統(tǒng)也稱為主傳動系統(tǒng)，是數控系統(tǒng)中完成主運動的動力裝置。主軸驅動系統(tǒng)的性能直接決定加工工件的表面質量。主軸驅動系統(tǒng)一旦出現(xiàn)故障，可能會造成工件報廢，甚至會造成撞車事件，因此，其可靠性直接影響數控機床的安全和生產效率。,主軸驅動系統(tǒng)故障在數控機床故障中占的比例較大，因此，應掌握主軸驅動系統(tǒng)的典型故障現(xiàn)象，合理運用所學的故障診斷方法對主軸驅動系統(tǒng)故障進行處理。,任務：請根據數控機床主軸驅動系統(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。,【項目實施及相關知識】,主軸驅動系統(tǒng)包括主軸驅動器和主軸電動機。主軸驅動系統(tǒng)可分為直流主軸驅動系統(tǒng)和交流主軸驅動系統(tǒng)。目前數控機床的主軸驅動系統(tǒng)多采用交流主軸驅動系統(tǒng)，其控制方式有模擬量控制（即變頻主軸）和串行數字控制（即伺服主軸）兩種。,一、通用變頻器及其故障診斷,數控機床常用變頻主軸的配置有普通鼠籠異步電動機配變頻器（參見圖,3-1,）和三相異步電動機配齒輪箱及變頻器（參見圖,3-2,）。,圖,3-1,鼠籠異步電動機配變頻器,圖,3-2,三相異步電動機配齒輪箱及變頻器,（一）通用變頻器的組成及端子功能,目前作為主軸驅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,）交,-,直變換電路,（,2,）直,-,交變換電路,（,3,）制動單元電路,圖,3-3,安川變頻器的主電路及其端子排列圖,2,變頻器的控制電路,變頻器的控制電路與主電路相對應，為主電路提供所需的驅動信號。安川變頻器的控制電路端子有開關量輸入控制端子（,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）數控機床,CNC,系統(tǒng)與變頻器的連接,下面以,CKA6150,數控車床配,FANUC 0TC,數控系統(tǒng)為例，來說明數控系統(tǒng)、數控機床與變頻器的連接及信號流程和功能。如圖,3-5,所示為,CKA6150,數控車床主軸驅動裝置（安川變頻器）的接線圖。,圖,3-4,安川變頻器控制回路端子的功能連接圖,圖,3-5 CKA6150,數控車床主軸驅動裝置的接線圖,1,CNC,到變頻器的信號,（,1,）主軸正轉信號（,1-11,）、主軸反轉信號（,2-11,）,（,2,）系統(tǒng)故障輸入（,3-11,）,（,3,）系統(tǒng)復位信號（,4-11,）,（,4,）主軸電動機速度模擬量信號（,13-17,）,（,5,）主軸點動信號（,7-11,）,2,變頻器到,CNC,的信號（通過系統(tǒng)的,PMC,）,（,1,）變頻器故障輸入信號（,19-20,）,（,2,）主軸達到信號（,26-27,）,（,3,）主軸零速信號（,25-27,）,3,變頻器到機床側的信號,（,1,）主軸速度表的信號,（,2,）主軸負載表的信號,（三）變頻器報警代碼及故障原因,當變頻器檢測出故障時，會在數字操作器上顯示該報警內容，并停止變頻器的輸出。變頻器故障信號發(fā)出時，可以根據變頻器的報警信息判定故障的產生原因。,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,）浪涌電壓保護回路故障,UV3,（,MC Answerback,）,（,4,）過電壓故障,OV,（,Over Voltage,）,（,5,）瞬時停電檢查中,UV,（,Under Voltage,）,2,電流故障,（,1,）過電流故障,OC,（,Over Current,）,（,2,）輸出側對地短路故障,GF,（,Ground Fault,）,（,3,）輸出側短路故障,SC,（,Short Circuit,）,（,4,）主回路熔斷器故障,PUF,（,DC Bus Flues Open,）,3,散熱片過熱故障,OH,（,Heat Sink Over Tmp,）,4,電動機過載故障,OL1,（,Motor Over Loaded,）,5,功能參數設定錯誤報警,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,二、交流伺服主軸驅動系統(tǒng)及其故障診斷,下面以,FANUC,的,系列伺服主軸驅動系統(tǒng)為例，說明串行數字控制主軸驅動裝置的組成及故障診斷與維修。,（一）串行數字控制的主軸驅動裝置及其連接,FANUC,系列伺服主軸驅動系統(tǒng)采用的是模塊化結構，伺服驅動模塊與主軸驅動模塊共用電源模塊，模塊與模塊、驅動器與,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,）的結構如圖,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。,圖,3-6 FANUC,系列主軸模塊（,SPM,）,圖,3-7 FANUC,系列電源模塊和主軸模塊的連接,（二）串行數字控制主軸驅動裝置的報警代碼及故障處理,在,FANUC,系列主軸模塊,SPM,上，安裝有兩只,7,段數碼管，用于顯示主軸驅動器的報警。當主軸驅動系統(tǒng)出現(xiàn)報警時，紅色報警燈,ALM,亮，同時,LED,數碼管顯示報警號。,（三）串行主軸系統(tǒng)的報警號及故障處理,當主軸驅動系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，,CNC,系統(tǒng)就會顯示相應的報警號及診斷信息，據此可以確定故障原因及故障部位。,1,串行主軸通信錯誤報警,2,串行主軸回路啟動不良報警,3,主軸故障報警,4,串行主軸的系統(tǒng)診斷號,（四）數控機床主軸的速度和位置控制裝置及故障處理,1,串行數字控制主軸電動機的速度檢測裝置,如圖,3-8,所示為,FANUC,系列主軸電動機和主軸放大器的速度反饋信號連接,。,2,數控機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,數控機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,）主軸定向準停不能完成,（,5,）加工中心換刀過程掉刀,圖,3-8 FANUC,系列主軸電動機和主軸放大器的速度反饋信號連接,圖,3-9,主軸位置編碼器的信號及接線圖,（,五）數控機床的主軸準停控制功能及常見故障處理,數控機床的主軸準?？刂乒δ芊浅Ｖ匾F(xiàn)單獨對其進行詳細介紹。,1,主軸準停功能的主要用途,在自動換刀的數控銑鏜類機床中，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相配），如圖,3-10,所示。,2,主軸準?？刂菩问?主軸準停的常見控制形式有以下幾種。,通過主軸位置編碼器實現(xiàn)主軸準?？刂?，適用于主軸電動機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功能時，如圖,3-11,所示,通過主軸電機內裝編碼器實現(xiàn)主軸準?？刂?，適用于主軸電動機與主軸直連或,1,1,連接時，如圖,3-12,所示。,通過主軸外裝主軸一轉信號（接近開關）和電動機內裝傳感器實現(xiàn)主軸準?？刂?，適用于主軸電動機與主軸傳動比為任意傳動比時，如圖,3-13,所示。,數控機床主軸準停控制常用的檢測裝置如圖,3-14,所示。,圖,3-10,主軸準停,圖,3-11,使用位置編碼器方式準停,圖,3-12,使用有,MZ/MZi Sensor,的主軸電動機準停,圖,3-13,使用安裝在主軸上的外部一轉信號準停,圖,3-14,常用的準?？刂蒲b置,3,主軸準停的常見故障診斷,主軸定向準?？刂频某Ｒ姽收嫌幸韵聨追N。,（,1,）主軸不能定向準停,1,）主軸手動控制準停有效而自動（,M19,）無效,通過系統(tǒng)梯形圖查看主軸準停信號,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現(xiàn)主軸準停控制,（,2,）主軸慢轉、“定向準?！辈荒芡瓿?（,3,）主軸準停角度出現(xiàn)偏差（固定偏差或隨機偏差）,【知識擴展】,一、主軸準停故障的診斷與維修實例,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,系列主軸驅動器，在執(zhí)行主軸定位指令時，發(fā)現(xiàn)主軸存在明顯的位置超調，定位位置正確，系統(tǒng)無報警。,1,故障分析與診斷,2,故障排除,故障現(xiàn)象（三）：一臺配套,FANUC 11A,系統(tǒng)的臥式加工中心，當執(zhí)行,M06,換刀指令時，在主軸定向過程中，主軸驅動器發(fā)生,AL-02,報警。,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,主軸驅動器，在調試時，出現(xiàn)主軸定位點不穩(wěn)定的故障。,1,故障分析,2,故障診斷,3,故障排除,二、主軸驅動系統(tǒng)的常見故障與維修實例,故障現(xiàn)象（一）：一臺配套,FANUC 21,系統(tǒng)的立式加工中心，在加工過程中，主軸運行突然停止，系統(tǒng)顯示,ALM 2001,、,ALM 409,報警，交流主軸驅動器顯示,AL-01,報警。,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,的二手數控車床，采用,S,系列主軸驅動器，開機后，主軸驅動器無報警顯示，但不論輸入,S*M03,或,S*M04,指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉，轉速無法達到指令值。,1,故障分析,2,故障診斷,3,故障排除,故障現(xiàn)象（三）：一臺配套,FS 0M,的加工中心，采用,S,系列主軸驅動器，開機后，不論輸入,S*M03,或,S*M04,指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉，實際轉速無法達到指令值。,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)的數控車床，在自動加工時，發(fā)現(xiàn)機床不執(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)的數控車床，使用安川變頻器作為主軸驅動裝置，輸入指令,SXX M03,后，主軸旋轉，但轉速不能改變。,1,故障分析,2,故障診斷,3,故障排除,謝謝觀看,/,歡迎下載,BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH,內容總結,數控機床故障診斷與維修。主軸驅動系