《数控机床故障诊断与维修 高职数控类项目六》由会员分享，可在线阅读，更多相关《数控机床故障诊断与维修 高职数控类项目六（45页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、项目6 数控机床主轴驱动系统的故障诊断与维修,数控机床主轴驱动系统基础,6.1,直流主轴驱动系统,6.2,交流主轴驱动系统,6.3,项目6 数控机床主轴驱动系统的故障诊断与维修,【项目目标】重点掌握FANUC、SIEMENS交流主轴驱动系统常见故障现象及处理方法。 【项目导读】本章介绍FANUC、SIEMENS直流和交流主轴驱动装置的结构、工作原理及接口技术，并介绍常见故障现象及处理方法。,任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础,6.1.1 常用主轴驱动系统简介 1 数控机床对主轴驱动系统的要求,六大要求,6、良好的抗振性和热稳定性,1、调速范围宽并实现无极调速,5、具有较高的精度与刚度，传动平
2、稳，噪音低。,4、具有位置控制能力,2、恒功率范围要宽,3、具有4象限驱动能力,任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础,6.1.1 常用主轴驱动系统简介 2主轴系统分类及特点 普通笼型异步电动机配齿轮变速箱 普通笼型异步电动机配简易型变频器 普通笼型异步电动机配通用变频器 专用变频电动机配通用变频器 伺服主轴驱动系统有响应快、速度高、过载能力强的特点，还可以实现定向和进给功能。 电主轴，是主轴电动机的一种结构形式，驱动器可以是变频器或主轴伺服，也可以不要驱动器。,任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础,6.1.2 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法 当主轴伺服系统发生故障时，通常有两种表现形式：一
3、是无报警信息故障；二是有报警信息故障。报警信息故障分为两种：一种是在CRT或操作面板上显示报警信息或报警内容；另一种是在主轴驱动装置上用警报灯数码管显示主轴驱动装置的故障。,任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础,6.1.2 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法 1数控机床主轴伺服系统无报警信息的故障 一般分为三种：主轴转速与指示值不符 、主轴异常噪声及振动 、外界干扰。解决方案如下：,1,检查CNC装置模拟量输出是否有问题，如有问题则检查模拟量输出电缆线连接是否松动。如果模拟量输出正常，则检查CNC装置和变频器模拟量的参数是否正常。,2,首先要区别异常噪声及振动发生在主轴机械部分还是在电气驱动部
4、分。如无关，一般是主轴驱动装置未调整好；如有关，应检查主轴机械部分是否良好，测速装置是否不良。,3,判别有无干扰的方法是：当主轴转速指令为零时，主轴仍往复转动，调整零速平衡和漂移补偿也不能消除故障。,任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础,6.1.2 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法 1数控机床主轴伺服系统有报警信息的故障 过载，故障原因可能是在加工切削用量过大，主轴频繁正、反转，主轴电动机冷却系统不良等均可引起过载报警。具体表现为主轴电动机过热、主轴驱动装置显示过电流报警等。 主轴定位抖动，准停装置可能有故障或减速或增益参数设置不当。 主轴转速与进给不匹配，当进行螺纹切削或用每转进给指令切削
5、时，会出现停止进给，主轴仍继续运转的故障。 主轴电动机不转，CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。 转速偏离指令值，当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：.电动机是否过载、主轴驱动装置是否故障等。,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.1 直流主轴驱动原理 1直流主轴驱动系统介绍 调速范围宽。 直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式。 主轴电动机通常采用特殊的热管冷却系统，能将转子产生的热量迅速向外界发散。 直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流，以实现四象限的运行。 主轴控制性能好。 纯电气主轴定向准停控制功能。
6、,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.1 直流主轴驱动原理 1直流主轴驱动系统介绍,数控机床常用的直流主轴驱动系统的原理框图,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 1主轴速度不正常或不稳定，造成这类故障的原因,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 2电动机速度达到一定值就上不去了。,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 3发生过流报警，造成这类故障的原因,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 4过热或过载报警。这时驱动器的过热报警指示灯会亮，其可能原因,任务6.2 直流主轴
7、驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 5保险丝熔断。其可能原因,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 6电动机不转。主轴伺服单元或直流主轴电动机不执行。,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 7主轴定向不停止。有的系统会提示超时报警，,任务6.2 直流主轴驱动系统,6.2.2 直流主轴驱动系统常见故障 8电刷磨损严重或电刷面上有划痕。 9过电压吸收器烧坏。通常情况下，它是由于外加电压过高或瞬间电网电压干扰引起的。,实训任务,一、故障问题 1、配套SIEMENS 6RA26系列直流主轴驱动器，开机后显示主轴报警。 2、某配置F
8、ANUC 15型直流主轴驱动的数控仿型铣床，主轴在启动后，运转过程中声音沉闷；当主轴制动时，CRT显示“FEED HOLD”（进给保持），主轴驱动装置的“过电流”报警指示灯亮。 二、实训目的 1、了解与熟悉数控机床的直流主轴驱动系统原理； 2、学会对数控机床的常见主轴直流驱动故障做出分析并排除； 三、实训要求 1、根据故障问题认真观察故障现象； 2、写出故障分析及排除方法；,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.1 交流伺服主轴驱动系统简介 交流伺服主轴驱动系统由主轴驱动单元、主轴电动机和检测主轴速度与位置的旋转编码器3部分组成，主要完成闭环速度控制，但当主轴准停时则完成闭环位置控制。 1）变
9、频器主电路的功能是将固定频率（50-60HZ）的交流电转换成频率连续可调（0-400HZ）的三相交流电，包括交-直电路、制动单元电路及直交电路。 2）变频器控制回路功能及端子接线 3）掌握变频器输入输出接线实际使用的几个注意事项。 4）通用变频器常见报警及保护，如表所示,任务6.3 交流主轴驱动系统,任务6.3 交流主轴驱动系统,任务6.3 交流主轴驱动系统,SIEMENS交流主轴驱动装置 需要了解 1、西门子数控系统与主轴装置的连接 2、802D数控系统中变频器与611U伺服驱动的连接 3、802C系统主轴相关参数设置,FANUC交流模拟主轴驱动装置 需要了解 1、FANUC 0i Mate
10、 数控系统主轴驱动的连接 2、FANUC Oi Mate主轴相关参数,交流主轴驱动装置,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 1主轴不能转动，且无任何报警显示。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 2主轴速度指令无效，转速仅有12r/min。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 3速度偏差过大,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 4. 过载报警。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 5主轴振动或噪声过大,任务6.3 交
11、流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 5主轴振动或噪声过大,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 6直流侧保险丝熔断报警。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 7主轴在加/减速时工作不正常。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 8外界干扰，主轴转速会出现随机和无规律性的波动。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 9主轴不能进行变速。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 10螺纹或攻丝加工出现“乱牙”
12、故障。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 例：配套某系统的数控车床，在G32车螺纹时，出现起始段螺纹“乱牙”的故障。,分析与处理过程：数控车床加工螺纹，其实质是主轴的角位移与Z轴进给之间进行的插补，“乱牙”是由于主轴与Z轴进给不能实现同步引起的。 由于该机床使用的是变频器作为主轴调速装置，主轴速度为开环控制，在不同的负载下，主轴的起动时间不同，且起动时的主轴速度不稳，转速亦有相应的变化，导致了主轴与Z轴进给不能实现同步,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 例：配套某系统的数控车床，在G32车螺纹时，出现起始段螺纹“乱牙”
13、的故障。,解决以上故障的方法有如下两种： 1）通过在主轴旋转指令（M03）后、螺纹加工指令（G32）前增加G04延时指令，保证在主轴速度稳定后，再开始螺纹加工。 2）更改螺纹加工程序的起始点，使其离开工件一段距离，保证在主轴速度稳定后，再真正接触工件，开始螺纹的加工。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 11. 机床执行了主轴定向指令后，主轴定向位置出现偏差。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 11. 机床执行了主轴定向指令后，主轴定向位置出现偏差。 例：某配套YASKAWA J50M的加工中心，在机床换刀时，出现主轴定
14、位不准的故障。,分析与处理过程：仔细检查机床的定位动作，发现机床在主轴转速小于10r/min，主轴定位位置正确，但在主轴转速大于10r/min时，定位点在不同的速度下都不一致。 通过系统的信号诊断参数，检查主轴编码器信号输入，发现该机床的主轴零位脉冲输入信号在一转内有多个，引起了定位点的混乱。检查CNC与主轴编码器的连接，发现机床出厂时，主轴编码器的连接电缆线未按照规定的要求使用双绞屏蔽线，当机床环境发生变化后，由于线路的干扰，引起了主轴零位脉冲的混乱；重新使用双绞屏蔽线连接后，故障消除，机床恢复正常工作。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 12. 主轴出
15、力不足。引起此故障的可能原因及排除措施,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 13. 主轴不能松刀。引起此故障的可能原因及排除措施。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 14主轴不能正常工作。引起此故障的可能原因及排除措施。,任务6.3 交流主轴驱动系统,6.3.4 交流伺服主轴驱动系统常见故障 14主轴不能正常工作。引起此故障的可能原因及排除措施。 例：某立式加工中心，配套SIEMENS 6SC6502主轴驱动器，在调试时，出现主轴驱动器F15报警。,分析与处理过程：SIEMENS 6SC650系列主轴驱动器出现F15报警
16、的含义是“驱动器过热报警”，可能的原因有： 驱动器过载（与驱动器匹配不正确）。 环境温度太高。 热敏电阻故障。 风扇故障。 断路器Q1或Q2跳闸。 由于本故障在开机时即出现，可以排除驱动器过载、环境温度太高等原因；检查断路器Q1或Q2位置正确，风扇已经正常旋转，因此故障原因与热敏电阻本身或其连接有关。 拆开驱动器检查，发现A01版与转换板间的电缆插接不良；重新插接后，故障排除，主轴工作正常。,实训任务,一、故障问题 1、变频器出现过流报警的维修。 2、主轴高速出现异常振动的故障维修 3、不执行螺纹加工的故障维修 4、变频器出现过压报警的维修 5、安川变频主轴在换刀时出现旋转的故障维修 6、主轴定位出现超调的故障维修 二、实训目的 1、了解与熟悉数控机床的交流主轴驱动系统原理； 2、
