【正文】 故障。先機械后電氣就是在數(shù)控機床的檢修中，首先檢查機械部分是否正常，行程開關是否靈活，氣動、液壓部分是否正常等。如機床的幾個進給軸都不能運動，這時應先檢查和排除各軸公用的 CNC、PLC、電源、液壓等公用部分的故障，然后再設法排除某軸的局部問題。常常在解決簡單故障的過程中，難度大的問題也可能變得容易，或者在排除簡易故障時受到啟發(fā)，對復雜故障的認識更為清晰，從而也有了解決辦法。 常用的故障檢查方法由于數(shù)控系統(tǒng)所產生的故障千變萬化，其原因往往比較復雜。這種方法在維修中是常用的，也是首先使用的?？崔D速？觀察主傳動速度快慢的變化。所以，任何一處的虛焊或接觸不良，就會成為產生故障的主要原因。如一些燒烤的煙氣、焦糊味等異味。3. 功能程序測試法 功能程序測試法是將所修數(shù)控系統(tǒng)的 G、M、S、T、F 功能的全部使用指令編成一個試驗程序，并穿成紙帶或存儲在硬盤、電子盤、軟盤上。（3）閑置時間較長的數(shù)控機床在投入使用時或對數(shù)控機床進行定期檢修時。4. 交換法（備件替換法） 現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)大都采用模塊化設計，按功能不同劃分為不同的模塊，隨著現(xiàn)代數(shù)控技術的發(fā)展，電路的繼承規(guī)模越來越大，技術也越來越復雜，按照常規(guī)的方法，很難把故障定位在一個很小的區(qū)域，而一旦系統(tǒng)發(fā)生故障利用此方法可縮短停機時間，快速找到故障板。5. 隔離法 有些故障，如軸抖動、爬行，一時難以區(qū)分是數(shù)控部分，還是伺服系統(tǒng)或機械部分造成，?？刹捎酶綦x法．將機電分離，數(shù)控與伺服分離，或將位置閉環(huán)分離作開環(huán)處理．這樣復雜的問題就化為簡單，就能較快地找到故障原因。 原理分析法是排除故障的最基本方法，當其它檢查方法難以奏效時，可從電路基本原理出發(fā)，一步一步地進行檢查，最終查出故障原因。值得注意的是，在插件板或組件拔出再插入的過程中，改變狀態(tài)的部位可能不只是連接接口。而且在結構上必須很好地解決刀具和工具的裝夾軸承的配置﹑軸承間間隙調整和潤滑密封等問題。對于加工中心，主軸部件還包括刀具自動夾緊裝置﹑主軸準停裝置和主軸孔的切削消除裝置。主軸為空心，前端有莫氏錐度孔，用以安裝頂尖或心軸。但在數(shù)控鏜床上使用如圖 217b 所示的形式，圖中 7∶24 的錐孔沒有自鎖作用，便于自動換刀時拔出刀具。前支承采用雙列圓錐子滾動軸承。如圖 2—3 自動換刀數(shù)控立式鏜床（JCS018）的主軸部件1刀柄 2拉釘 3主軸 4拉桿 5碟形彈簧 6活塞 7液壓缸 8,10行程開關 9壓縮空氣管接頭 11彈簧 12鋼球 13端面鍵 數(shù)控主軸特點及其性能要求　 本機床采用傳統(tǒng)的臥式車床布局，整體設計。獨立主軸通過變頻器控制變頻電機轉速達到無級變速，進給速度可任意設定，從而實現(xiàn)由微電腦控制的自動化加工。主軸直接承受切削力，轉速范圍比較大。這個精度通常與低速回轉精度有較大差別，運動狀態(tài)下的旋轉精度取決于主軸的工作速度、軸承性能以及主軸本身的平衡性能。：是指切削加工時，主軸保持平穩(wěn)運轉而又不發(fā)生振動的能力。因此主軸的關鍵部位（如主軸錐孔）要經良好的表面熱處理。此外，有的數(shù)控機床還要求具有角度分度控制功能。用于主軸驅動的調速電動機主要有直流電動機和交流電動機兩大類：（1）直流電動機主軸調速 ；（2）交流電動機主軸調速 。數(shù)控系統(tǒng)通過兩類主軸速度指令信號來進行控制，即用模擬量或數(shù)字量信號（程序中的 S 代碼）來控制主軸電動機的驅動調速電路，同時采用開關量信號（程序上用M41～M44 代碼）來控制機械齒輪變速自動換擋的執(zhí)行機構。對于三聯(lián)或三聯(lián)以上的齒輪換擋則必須使用差動液壓缸。主軸驅動系統(tǒng)通過該傳動機構轉變成主軸上安裝的刀具或工件的切削力矩和切削速度,配合進給運動,加工出理想的零件。數(shù)控機床主軸的工作運動通常是旋轉運動，不像進給驅動系統(tǒng)需要絲杠或其它直線運動裝置作往復運動?，F(xiàn)代數(shù)控機床對主軸傳動提出了以下更高的要求：這是為了保證加工時選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產率、加工精度和表面質量，特別是具有自動換刀功能的數(shù)控加工中心，為適應各種刀具、工序和各種材料的加工要求，對主軸的調速范圍要求更高，要求主軸能在較寬的轉速范圍內根據數(shù)控系統(tǒng)的指令自動實現(xiàn)無級調速，并減少中間傳動環(huán)節(jié) 簡化主軸箱。主軸在全速范圍內均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內提供主軸電動機的最大功率。目前一般伺服主軸可以在 1s 內從靜止加速到 6000r/min。為了提高傳動件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動時齒輪齒面應采用高頻感應加熱淬火工藝以增加耐磨性。在結構允許的條件下，應適當增加齒輪寬度，提高齒輪的重疊系數(shù)。主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中的零部件產生熱變形，降低傳動效率，影響零部件之間的相對位置精度和運動精度，從而造成加工誤差。采用直流主軸驅動系統(tǒng)的數(shù)控機床通常只設置高、低兩級速度的機械變速機構，電動機的轉速由主軸驅動器控制，實現(xiàn)無級變速，因此，它必須具有較寬的調速范圍。 直流主軸驅動器主回路一般采用晶閘管三相全波整流，以實現(xiàn)四象限的運行。由于換刀、精密鏜孔、螺紋加工等需要，數(shù)控機床的主軸應具有定向準?？刂乒δ埽覒呻姎饪刂葡到y(tǒng)自動實現(xiàn)，以進一步縮短定位時間，提高機床效率。以下。（2）電刷應定期維修及更換，安裝位置應盡可能使其檢修容易。 在對主軸驅動系統(tǒng)進行維修前，應進行如下驅動系統(tǒng)工作前的檢查：（1）檢查速度指令與電動機轉速是否一致，負載指示是否正常。 ，應進行如下日常維護。（4）建議使用單位維護人員，每月應對電刷、換向器進行檢查。（4）機械連接脫落，如高/低檔齒輪切換用的力和齒嚙合不良。（2）速度指令電壓不良或錯誤。（6）驅動器不良。（2）電流反饋回路調整不當。（6）主軸負荷過大等。（4）驅動器的控制電源（+/15v 或 0～15v 電壓）存在故障。（4）電流調節(jié)器或電流反饋回路的設定調節(jié)不當。（3）測速發(fā)電機不良。 。（4）機械傳動系統(tǒng)不良。（4）驅動器控制回路的設定、調整不當。 80%。 交流主軸驅動系統(tǒng) 交流主軸驅動的組成交流伺服主軸驅動系統(tǒng)由主軸驅動單元、主軸電動機和檢測主軸速度與位置的旋轉編碼器 3 部分組成，主要完成閉環(huán)速度控制，但當主軸準停時則完成閉環(huán)位置控制。（2）電機電流太高，例如由于錯誤的電機數(shù)據。（5）速度測量電路故障，更換控制板或電機編碼器。主軸電機的實際速度與指令速度的誤差值超過允許值，一般是啟動時電機沒有轉動或速度上不去。 （2）如果速度顯示正常，則查電機或動力線是否正常，動力線可用萬用表或兆歐表測量出，電機如果有問題，一般會出現(xiàn)過流報警而不會出此報警。（5）檢查控制板上的電源電壓是否正常。（1）用萬用表檢查主軸伺服單元的直流保險是否斷開，如果是斷路，更換后再查看后面的大電容和 IGBT 或 IPM 模塊，如果有短路的，必須解決后才能通電。（1）用萬用表檢查電源輸入三相交流是否有缺相。（4）更換主控制板或送修。（3）如果再運行過程中出現(xiàn)該報警，關機重新開機，如果還是同樣故障，更換主軸單元。（2）用萬用表測量控制底板的 0H1,0H2 之間應該是短路的。 首先要區(qū)別噪聲及振動發(fā)生在主軸機械部分還是電氣部分。（1）切削參數(shù)選擇不當，負載過重電機堵轉。（4）出現(xiàn)各類報警，主軸速度單元的使能失效或不能上使能。（2）主軸正反轉控制電路連接有誤。（3）主軸電流限定值設置過小，負載重時，速度下降。標號（X/Y 地址）信號說明銑 車所有借口 信號名 腳號輸入開關量主軸速度到達 I25 23主軸零速 XS11I26 10輸出開關量主軸正轉 008 9主軸反轉 XS20009 21表 2 主軸啟停 PLC 接口信號利用 輸出即可控制主軸裝置的正、反轉及停止，一般定義接通有效，這樣當 接通時可控制主軸裝置正轉, 接通時,主軸裝置反轉,二者都不接通時,主軸裝置停止旋轉。標號（X/Y 地址）信號說明銑 車所有借口 信號名 腳號輸入開關量主軸一檔到位 I16 5主軸二檔到位 I17 17主軸三檔到位 I18 4主軸四檔到位 XS10I19 16輸出開關量主軸一檔到位 012 7主軸二檔到位 013 19主軸三檔到位 014 6主軸四檔到位 XS20015 18表 3 自動換檔 PLC 接口信號 主軸通用變頻器變頻器（Variablefrequency Drive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。 主軸通用變頻器常見報警及故障處理為了擺正驅動器的安全，可靠的運行，在主軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障和異常情況時，設置了較多的保護功能，這些保護功能與主軸驅動器的故障檢測與維修密切相關。（2）過載保護。（4）瞬時過電流報警。（6）速度超過報警。（8）短路保護。驅動出現(xiàn)保護性的故障時（也稱報警） ，首先通過驅動器自身的指示燈以報警的形式反映出內容，具體說明見表 371。22KW 變頻器發(fā)生對地短路時，作為對電流保護動作。但是，如果由變頻器輸入側錯誤地輸入控制電路電壓值時，將不能顯示次報警。散熱片過熱 如內部的冷卻風扇發(fā)生故障，散熱片溫度上升，則產生保護動作。電動機過負載 當電動機所拖動的負載過大使超過電子熱繼電器的電流超過設定值時，按反時限性保護動作。變頻器一般允許電源電壓向上波動的范圍是+10%，超過此范圍時，就進行保護。過電流可分為：（1）非短路性過電流：可能發(fā)生在嚴重過載或加快過快。如果由于某種原因，如壞境溫度過高等，使之器件參數(shù)發(fā)生漂移，就可能導致直通。當加/減速時間設定不當時，如主起/制動頻繁或時間設定太短，變頻器的加/減速無法在規(guī)定時間內完成，則通常容易產生過電壓報警。分析與處理過程:由于該機床采用的是安川變頻器控制主軸，主軸轉速是通過系統(tǒng)輸出的模擬電壓控制的。4 典型維修案例案例 1 主軸噪聲。處理方法：將主軸箱上蓋的固定螺釘松開，卸下上蓋，發(fā)現(xiàn)油箱的油在正常水平。案例 2 螺紋亂牙。（2）更改螺紋加工程序的起點，使其離開工件一段距離，保證在主軸速度穩(wěn)定后，再真正接觸工件，開始螺紋加工。利用萬壓表測量變壓器的模擬電壓輸入，發(fā)現(xiàn)在不同轉速下模擬電壓有變化，說明 CNC 正常。這是我們都希望看到的也正是我們進行畢業(yè)設計的目的所在。在設計過程中有些東西讓我很頭痛，例如數(shù)控機床主軸控制系統(tǒng)故障與維修和數(shù)控車床相關變頻器參數(shù)設置過程及優(yōu)化這兩大部分。順利如期的完成本次畢業(yè)設計給了我很大的信心，讓我了解專業(yè)知識的同時也對本專業(yè)的發(fā)展前景充滿信心。這次畢業(yè)論文能夠得以順利完成，并非我一人之功勞，是所有指導過我的老師，幫助過我的同學和一直關心支持著我的家人對我的教誨、幫助和鼓勵的結果。 感謝身邊所有的朋友與同學，謝謝你們四年來的關照與寬容，與你們一起走過的繽紛。 在這里要特別感謝我的指導老師黃國祥、毛偉老師，感謝您在整個畢業(yè)論文的創(chuàng)作過程對我的幫助和指導，感謝您在我懈怠散漫時的督促與教誨；感謝曾在我的畢業(yè)設計中予以我?guī)椭乃型瑢W，在大學的三年里，讓我脫胎換骨，讓我化蛹成蝶?！靶新冯y，行路難，多歧路，今安在。參考文獻[1] 鄭小年 楊克沖. 數(shù)控機床故障診斷與維修 .. 主軸驅動系統(tǒng)故障診斷與維修. 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