【正文】 數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修 50 例第七章 第四課 主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修 50 例[1]20090515 05:55例301．機(jī)床劇烈抖動(dòng)、驅(qū)動(dòng)器顯示AL04報(bào)警 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 6系統(tǒng)的立式加工中心, 在加工過程中，機(jī)床出現(xiàn)劇烈抖動(dòng)、交流主軸驅(qū)動(dòng)器顯示AL04報(bào)警。分析與處理過程：FANUC交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)AL04報(bào)警的含義為“交流輸入電路中的PFF3熔斷器熔斷”，故障可能的原因有：1)交流電源輸出阻抗過高。2)逆變晶體管模塊不良。3)整流二極管(或晶閘管)模塊不良。4)浪涌吸收器或電容器不良。針對(duì)上述故障原因，逐一進(jìn)行檢查。檢查交流輸入電源，在交流主軸驅(qū)動(dòng)器的輸入電源，測(cè)得R、S相輸入電壓為220V，但T相的交流輸入電壓僅為120V，表明驅(qū)動(dòng)器的三相輸入電源存在問題。進(jìn)一步檢查主軸變壓器的三相輸出，發(fā)現(xiàn)變壓器輸入、輸出，機(jī)床電源輸入均同樣存在不平衡，從而說明故障原因不在機(jī)床本身。檢查車間開關(guān)柜上的三相熔斷器，發(fā)現(xiàn)有一相阻抗為數(shù)百歐姆。將其拆開檢查，發(fā)現(xiàn)該熔斷器接線螺釘松動(dòng)，從而造成三相輸入電源不平衡；重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。 例302．驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)報(bào)警“A”的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 0T的數(shù)控車床，開機(jī)后，系統(tǒng)處在“急停”狀態(tài)，顯示“NOTREADY”，操作面板上的主軸報(bào)警指示燈亮。分析與處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象，檢查機(jī)床交流主軸驅(qū)動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器顯示為“A”。根據(jù)驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警顯示，由本章前述可知，驅(qū)動(dòng)器報(bào)警的含義是“驅(qū)動(dòng)器軟件出錯(cuò)”，這一報(bào)警在驅(qū)動(dòng)器受到外部偶然干擾時(shí)較容易出現(xiàn)，解決的方法通常是對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行初始化處理。在本機(jī)床按如下步驟進(jìn)行了參數(shù)的初始化操作：1)切斷驅(qū)動(dòng)器電源，將設(shè)定端S1置TEST。2)接通驅(qū)動(dòng)器電源。3)同時(shí)按住MODE、UP、DOWN、DATASET4個(gè)鍵4)當(dāng)顯示器由全暗變?yōu)椤癋FFFF”后，松開全部鍵, 并保持1s以上。5)同時(shí)按住MODE、UP鍵，使參數(shù)顯示FC22。6)按住DATASET鍵1s以上，顯示器顯示“GOOD”，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)寫入完成。7)切斷驅(qū)動(dòng)器電源，將S1(SH)重新置“DRIVE” 。通過以上操作，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)正常，報(bào)警消失，機(jī)床恢復(fù)正常工作。 例303．驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)過電流報(bào)警的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 11M系統(tǒng)的臥式加工中心，在加工時(shí)主軸運(yùn)行突然停止，驅(qū)動(dòng)器顯示過電流報(bào)警。分析與處理過程：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)過載。3)電動(dòng)機(jī)繞組存在局部短路。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)過載的原因可以排除。考慮到換上元器件后，驅(qū)動(dòng)器可以正常工作數(shù)天，故主軸驅(qū)動(dòng)器控制板不良的可能性亦較小。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)繞組的各相電阻，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)。 例304．主軸驅(qū)動(dòng)器AL12報(bào)警的維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 11M系統(tǒng)的臥式加工中心, 在加工過程中，主軸運(yùn)行突然停止，驅(qū)動(dòng)器顯示12號(hào)報(bào)警。分析與處理過程：交流主軸驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)12號(hào)報(bào)警的含義是“直流母線過電流”，由本章前述可知，故障可能的原因如下：1)電動(dòng)機(jī)輸出端或電動(dòng)機(jī)繞組局部短路。2)逆變功率晶體管不良。3)驅(qū)動(dòng)器控制板故障。 根據(jù)以上原因，維修時(shí)進(jìn)行了仔細(xì)檢查。確認(rèn)電動(dòng)機(jī)輸出端、電動(dòng)機(jī)饒組無局部短路。然后斷開驅(qū)動(dòng)器(機(jī)床)電源，檢查了逆變晶體管組件。通過打開驅(qū)動(dòng)器，拆下電動(dòng)機(jī)電樞線，用萬用表檢查逆變晶體管組件的集電極(CC2)和發(fā)射極(EE2)、基極(BB2)之間，以及基極(BB2)和發(fā)射極(El、E2)之間的電阻值，與正常值(表725所示)比較，檢查發(fā)現(xiàn)C1E1之間短路，即晶體管組件己損壞。為確定故障原因，又對(duì)驅(qū)動(dòng)器控制板上的晶體管驅(qū)動(dòng)回路進(jìn)行了進(jìn)一步的檢查。檢查方法如下：1)取下直流母線熔斷器F7，合上交流電源，輸入旋轉(zhuǎn)指令。2)按表72表727的引腳，通過驅(qū)動(dòng)器的連接插座CNCN7，測(cè)定8個(gè)晶體管(型號(hào)為ETl91)的基極B與發(fā)射極E間的控制電壓，并根據(jù)CNCN7插腳與各晶體管管腳的對(duì)應(yīng)關(guān)系逐一檢查(以發(fā)射極為參考，測(cè)量BE正常值一般在2V左右)。檢查發(fā)現(xiàn)1C~lB之間電壓為0V，證明C~B極擊穿，同時(shí)發(fā)現(xiàn)二極管D27也被擊穿。在更換上述部件后，再次起動(dòng)主軸驅(qū)動(dòng)器，顯示報(bào)警成為AL19。根據(jù)本章前述，驅(qū)動(dòng)器AL19報(bào)警為U相電流檢測(cè)電路過流報(bào)警。為了進(jìn)一步檢查AL19報(bào)警的原因，維修時(shí)對(duì)控制回路的電源進(jìn)行了檢查。檢查驅(qū)動(dòng)器電源測(cè)試端子，交流輸入電源正常；直流輸出+24V、+15V、+5V均正常，但15V電壓為“0”。進(jìn)一步檢查電源回路，發(fā)現(xiàn)集成穩(wěn)壓器(型號(hào)：7915)損壞。更換7915后，15V輸出電壓正常，主軸AL19報(bào)警消除，機(jī)床恢復(fù)正常。 例305．主軸驅(qū)動(dòng)器AL01報(bào)警的維修 故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC 21系統(tǒng)的立式加工中心，在加工過程中，主軸運(yùn)行突然停止，系統(tǒng)顯示ALM200ALM4 09報(bào)警，交流主軸驅(qū)動(dòng)器顯示AL01報(bào)警。分析與處理過程：該機(jī)床配套的系統(tǒng)為FANUC 21系統(tǒng)，CRT上顯示的報(bào)警含義如下：ALM2001：SPDL SERVOAL (主軸驅(qū)動(dòng)器報(bào)警)。ALM409：SERVO ALARM (SERIAC ERR)(伺服驅(qū)動(dòng)器報(bào)警)。主軸驅(qū)動(dòng)器AL01：主軸電動(dòng)機(jī)過熱報(bào)警。上述報(bào)警可以通過復(fù)位鍵清除，清除后系統(tǒng)能夠起動(dòng)，主軸無報(bào)警，但在正常執(zhí)行各軸的手動(dòng)參考點(diǎn)返回動(dòng)作后，當(dāng)Z軸向下移動(dòng)時(shí)，又發(fā)生上述報(bào)警。由于實(shí)際機(jī)床發(fā)生報(bào)警時(shí)，只是Z軸向下移動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)并沒有旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也不發(fā)熱?？紤]到主軸電動(dòng)機(jī)是伴隨著Z軸一起上下移動(dòng)，據(jù)此可以大致判定故障是由于Z軸移動(dòng)，引起主軸電動(dòng)機(jī)電纜彎曲，產(chǎn)生接觸不良所致。打開主軸電動(dòng)機(jī)接線盒檢查，發(fā)現(xiàn)接線盒內(nèi)插頭上的主軸電動(dòng)機(jī)熱敏電阻接線松動(dòng)；重新連接后，故障排除，機(jī)床恢復(fù)正常。 例306．主軸高速出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障維修 故障現(xiàn)象：某配套FANUC 0TA2系統(tǒng)的數(shù)控車床，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。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。檢查機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝與連接，未發(fā)現(xiàn)異常，且在脫開主軸電