【正文】 數(shù)控機床主軸驅動系統(tǒng)故障維修 50 例第七章 第四課 主軸驅動系統(tǒng)故障維修 50 例[1]20090515 05:55例301．機床劇烈抖動、驅動器顯示AL04報警 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6系統(tǒng)的立式加工中心, 在加工過程中，機床出現(xiàn)劇烈抖動、交流主軸驅動器顯示AL04報警。分析與處理過程：FANUC交流主軸驅動系統(tǒng)AL04報警的含義為“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。針對上述故障原因，逐一進行檢查。檢查交流輸入電源，在交流主軸驅動器的輸入電源，測得R、S相輸入電壓為220V，但T相的交流輸入電壓僅為120V，表明驅動器的三相輸入電源存在問題。進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，機床電源輸入均同樣存在不平衡，從而說明故障原因不在機床本身。檢查車間開關柜上的三相熔斷器，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，從而造成三相輸入電源不平衡；重新連接后，機床恢復正常。 例302．驅動器出現(xiàn)報警“A”的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 0T的數(shù)控車床，開機后，系統(tǒng)處在“急?！睜顟B(tài)，顯示“NOTREADY”，操作面板上的主軸報警指示燈亮。分析與處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象，檢查機床交流主軸驅動器，發(fā)現(xiàn)驅動器顯示為“A”。根據(jù)驅動器的報警顯示，由本章前述可知，驅動器報警的含義是“驅動器軟件出錯”，這一報警在驅動器受到外部偶然干擾時較容易出現(xiàn)，解決的方法通常是對驅動器進行初始化處理。在本機床按如下步驟進行了參數(shù)的初始化操作：1)切斷驅動器電源，將設定端S1置TEST。2)接通驅動器電源。3)同時按住MODE、UP、DOWN、DATASET4個鍵4)當顯示器由全暗變?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”，標準參數(shù)寫入完成。7)切斷驅動器電源，將S1(SH)重新置“DRIVE” 。通過以上操作，驅動器恢復正常，報警消失，機床恢復正常工作。 例303．驅動器出現(xiàn)過電流報警的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 11M系統(tǒng)的臥式加工中心，在加工時主軸運行突然停止，驅動器顯示過電流報警。分析與處理過程：經(jīng)查交流主軸驅動器主回路，發(fā)現(xiàn)再生制動回路、主回路的熔斷器均熔斷，經(jīng)更換后機床恢復正常。但機床正常運行數(shù)天后，再次出現(xiàn)同樣故障。由于故障重復出現(xiàn)，證明該機床主軸系統(tǒng)存在問題，根據(jù)報警現(xiàn)象，分析可能存在的主要原因有：1)主軸驅動器控制板不良。2)電動機連續(xù)過載。3)電動機繞組存在局部短路。在以上幾點中，根據(jù)現(xiàn)場實際加工情況，電動機過載的原因可以排除?？紤]到換上元器件后，驅動器可以正常工作數(shù)天，故主軸驅動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機繞組存在局部短路。維修時仔細測量電動機繞組的各相電阻，發(fā)現(xiàn)U相對地絕緣電阻較小，證明該相存在局部對地短路。拆開電動機檢查發(fā)現(xiàn)，電動機內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，對地電阻恢復正常。再次更換元器件后，機床恢復正常，故障不再出現(xiàn)。 例304．主軸驅動器AL12報警的維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 11M系統(tǒng)的臥式加工中心, 在加工過程中，主軸運行突然停止，驅動器顯示12號報警。分析與處理過程：交流主軸驅動器出現(xiàn)12號報警的含義是“直流母線過電流”，由本章前述可知，故障可能的原因如下：1)電動機輸出端或電動機繞組局部短路。2)逆變功率晶體管不良。3)驅動器控制板故障。 根據(jù)以上原因，維修時進行了仔細檢查。確認電動機輸出端、電動機饒組無局部短路。然后斷開驅動器(機床)電源，檢查了逆變晶體管組件。通過打開驅動器，拆下電動機電樞線，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，又對驅動器控制板上的晶體管驅動回路進行了進一步的檢查。檢查方法如下：1)取下直流母線熔斷器F7，合上交流電源，輸入旋轉指令。2)按表72表727的引腳，通過驅動器的連接插座CNCN7，測定8個晶體管(型號為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應關系逐一檢查(以發(fā)射極為參考，測量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，同時發(fā)現(xiàn)二極管D27也被擊穿。在更換上述部件后，再次起動主軸驅動器，顯示報警成為AL19。根據(jù)本章前述，驅動器AL19報警為U相電流檢測電路過流報警。為了進一步檢查AL19報警的原因，維修時對控制回路的電源進行了檢查。檢查驅動器電源測試端子，交流輸入電源正常；直流輸出+24V、+15V、+5V均正常，但15V電壓為“0”。進一步檢查電源回路，發(fā)現(xiàn)集成穩(wěn)壓器(型號：7915)損壞。更換7915后，15V輸出電壓正常，主軸AL19報警消除，機床恢復正常。 例305．主軸驅動器AL01報警的維修 故障現(xiàn)象：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ALM200ALM4 09報警，交流主軸驅動器顯示AL01報警。分析與處理過程：該機床配套的系統(tǒng)為FANUC 21系統(tǒng)，CRT上顯示的報警含義如下：ALM2001：SPDL SERVOAL (主軸驅動器報警)。ALM409：SERVO ALARM (SERIAC ERR)(伺服驅動器報警)。主軸驅動器AL01：主軸電動機過熱報警。上述報警可以通過復位鍵清除，清除后系統(tǒng)能夠起動，主軸無報警，但在正常執(zhí)行各軸的手動參考點返回動作后，當Z軸向下移動時，又發(fā)生上述報警。由于實際機床發(fā)生報警時，只是Z軸向下移動，主軸電動機并沒有旋轉，同時也不發(fā)熱?？紤]到主軸電動機是伴隨著Z軸一起上下移動，據(jù)此可以大致判定故障是由于Z軸移動，引起主軸電動機電纜彎曲，產(chǎn)生接觸不良所致。打開主軸電動機接線盒檢查，發(fā)現(xiàn)接線盒內插頭上的主軸電動機熱敏電阻接線松動；重新連接后，故障排除，機床恢復正常。 例306．主軸高速出現(xiàn)異常振動的故障維修 故障現(xiàn)象：某配套FANUC 0TA2系統(tǒng)的數(shù)控車床，當主軸在高速(3000r/min以上)旋轉時，機床出現(xiàn)異常振動。 分析與處理過程：數(shù)控機床的振動與機械系統(tǒng)的設計、安裝、調整以及機械系統(tǒng)的固有頻率、主軸驅動系統(tǒng)的固有頻率等因素有關，其原因通常比較復雜。但在本機床上，由于故障前交流主軸驅動系統(tǒng)工作正常，可以在高速下旋轉；且主軸在超過3000r/min時，在任意轉速下振動均存在，可以排除機械共振的原因。檢查機床機械傳動系統(tǒng)的安裝與連接，未發(fā)現(xiàn)異常，且在脫開主軸電