【正文】 長風破浪會有時，直掛云帆濟滄海。 感謝校園里的一草一木，你們陪伴著我歷經(jīng)了每一個壯麗的清晨和如血的殘陽，你們永遠是我生命里最亮麗的那一道風景；感謝黃岡職院給予我的一切：知識、信任、勇氣和力量，它是在夾縫里不屈不撓的精神，它是在角落里默默耕耘的低調。在這次畢業(yè)設計中我發(fā)現(xiàn)了自己的不足，只有發(fā)現(xiàn)問題面對問題才有可能解決問題，不足和遺憾不會給我打擊只會更好的鞭策我前行，今后我更會關注新技術新設備新工藝的出現(xiàn)，并爭取盡快的掌握這些先進的知識，更好的為祖國的四化服務。雖然畢業(yè)設計內(nèi)容繁多，過程繁瑣但我的收獲卻更加豐富。案例 3 變頻器故障。檢查該檔位齒輪及變速用的撥叉，查看齒輪有沒有毛刺及嚙合硬點，結果正常，撥叉上的銅塊沒有摩擦痕跡，且移動靈活。根據(jù)以往經(jīng)驗，安川變頻器對于輸入信號的干擾比較敏感，因此初步確認故障原因與線路有關。 通用變頻器故障維修實例例 1：變頻器出現(xiàn)過電壓報警的維修。降速過快。變頻器內(nèi)部過熱如變頻器內(nèi)通風散熱不良等，則其內(nèi)部溫度上升，保護動作。此功能只是保護變頻器。檔主回路發(fā)生短路時，驅動器可以通過相應的快速熔斷器進行保護。當驅動器中由于內(nèi)部短路、輸出短路等原因產(chǎn)生異常的大電流時，驅動器將發(fā)出報警并進行保護。當驅動器出現(xiàn)故障時，可以根據(jù)保護功能的情況，分析故障原因。在使用某些主軸變頻器或主軸伺服單元時也用 作為主軸單元的使能信號。（3）電機相序接反(若是速度閉環(huán)，則會報警) 。（2）CNC 系統(tǒng)指令未加到主軸速度單元上。如果開路，檢查單元上的熱控開關是否壞了；如果是短路的，則控制底板斷線或控制側板與底板連接器接觸不好，重新插好，或更換控制板。 控制板檢測到來自模擬量的過速度或來自數(shù)字量的過速度。（2）檢查主控制板與單元的連接插座是否緊。（3）電機動力線相序是否接錯，如果不對，在啟動時主軸來回轉幾下后出此報警，可將 U、V 對調。（6）電機繞組短路。由于數(shù)控機床的主軸驅動功率較大，所以主軸電動機采用鼠籠式感應電動機結構形式，旋轉編碼器可以在主軸外安裝，也可以與主軸電動機做成一個整體，主軸驅動單元的閉環(huán)控制、矢量運算均由內(nèi)部的高速信號處理器及控制系統(tǒng)實現(xiàn)。 維修實例故障現(xiàn)象：配套某系統(tǒng)的數(shù)控車床，配套 SIEMENS 6RA26**系列直流主軸驅動器，開機后顯示主軸報警。 引起此故障的原因可能有：（1）電動機加/減速電流計先設定、調整不當。 。 。 ：（1）驅動器電流極限設定錯誤。（7）印刷線路板太臟或其誤差放大器故障。（5）機床負載太大。（1）電柜的空氣過濾器每月應清掃一次。（3）電動機冷卻進風口的進風要充分，安裝位置要盡可能使冷卻部分的檢修容易。 直流主軸驅動系統(tǒng)使用注意點 主軸伺服系統(tǒng)對安裝有較高的要求，這些要求是保證驅動器正常工作的前提條件，在維修時必須引起注意。直流主軸電動機通常采用全封閉的結構形式，可以在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動，采用內(nèi)徑定心。即具有進給功能（C 軸功能）和定向功能（準停功能） ，以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。目前主軸驅動裝置的恒轉矩調速范圍已可達 1∶100 恒功率調速范圍也可達 1∶30，一般過載 倍時可持續(xù)工作達到 30min。主軸的運動是零件加工的成型運動之一，它的精度對零件的加工精度有較大的影響。自動換擋執(zhí)行機構是一種電——機轉換裝置，常用的有液壓撥叉和電磁離合器。為了達到上述有關要求，對主軸調速系統(tǒng)還需加位置控制，比較多的采用光電編碼器作為主軸的轉角檢測。 ：主軸運轉時，溫升過高會引起兩方面的不良結果。所以對主軸主件的主要性能提出如下要求：：是指主軸在無負荷的轉動條件下，主軸前端工作部位的徑向和軸向跳動值，回轉精度的測量一般分為靜態(tài)測量、動態(tài)測量、間接測量。采用微電腦控制和伺服電機驅動的數(shù)控車床。如圖 21 主軸的結構形式 數(shù)控機床主軸軸承的主要配置形式如圖 22 所示前支承采用雙列短圓柱滾子軸承和 60176。 主軸端部用于安裝刀具或夾持工件的夾具，在設計上應能保證定位準確﹑安裝可靠﹑聯(lián)接牢固﹑裝卸方便，并能傳遞足夠的力矩。因此，不能因為拔出插入后故障消失，就肯定是接口的接觸不良，還有內(nèi)部的焊點虛焊恢復接觸狀態(tài)、內(nèi)部的短路點恢復正常等可能性。6. 升降溫法 人為地將元器件溫度升高（應注意器件的溫度參數(shù)）或降低，加速一些溫度特性較差的元器件產(chǎn)生“病癥”或使“病癥”消除來尋找故障原因。數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)是經(jīng)過一系列試驗、調整而獲得的重要數(shù)據(jù)。因劇烈摩擦，電氣元件絕緣處破損短路，使附著的油脂或其他可燃物質發(fā)生氧化。主傳動齒輪、飛輪是否跳、擺？傳動軸是否彎曲、晃動？（3）聽 利用人體的聽覺功能可查詢到數(shù)控機床因故障而產(chǎn)生各種異常聲響的聲源。而且，目前國內(nèi)所使用的數(shù)控系統(tǒng)，極大多數(shù)故障自診斷能力還比較弱，智能化程度較低，不能對系統(tǒng)的所有部件進行測試，也不能將故障原因定位到具體的元器件上，往往是一個報警號指示出眾多的故障起因。又如電網(wǎng)或主電源故障是全局性的，因此一般應首先檢查電源部分，看看保險絲時候正常，直流電壓輸出是否正常。另外，盡量避免隨意地啟封、拆卸，不適當?shù)拇蟛鸫笮?，往往會擴大故障，使機床大傷元氣，喪失精度，降低性能。有些可能是軟件的參數(shù)丟失或者是操作人員使用方式、操作方法不對而造成的報警或故障。根據(jù)需要隨時檢測有關部分的工作狀態(tài)和接口信息。，逐級定位故障部位。不該也不能讓非專業(yè)人士隨意開動機床，特別是出現(xiàn)故障后的機床，以免故障的進一步擴大。自從 1952 年第一臺數(shù)控銑床在美國誕生以來，隨著電子技術、計算機技術、自動控制和精密測量技術的發(fā)展，數(shù)控機床得到迅速的發(fā)展和更新?lián)Q代。20 世紀 80 年代以來，微處理器運算速度快速提高，功能不斷完善﹑可靠性進一步提高。六年后，即 1952 年，第一臺數(shù)控銑床在美國誕生以來，隨著電子技術、計算機技術、自動控制和精密測量技術的發(fā)展，數(shù)控機床得到迅速的發(fā)展和更新?lián)Q代。20 世紀 60 年代末，先后出現(xiàn)了由一臺計算機直接控制多臺機床的直接數(shù)控系統(tǒng)（簡稱 DNC），又稱群控系統(tǒng)，以及采用小型計算機控制的計算機數(shù)控系統(tǒng)（簡稱 CNC）。進給運動部件快速移動速度達 60—120m/min，切削進給速度達 60m/min,最高加速度達到 10g。此畢業(yè)設計的內(nèi)容包括根據(jù)故障狀態(tài)進行系統(tǒng)分析，將故障進行分類；對數(shù)控機床主軸控制系統(tǒng)的機械裝置進行分析，列出可能出現(xiàn)的原因，并擬定解決方案和實施過程；對數(shù)控機床主軸控制系統(tǒng)的電氣裝置進行分析，列出可能出現(xiàn)的原因，并擬定解決方案和實施過程；全面了解數(shù)控維修的方法和相關變頻器參數(shù)設置過程及優(yōu)化，查閱與數(shù)控機相關資料，如數(shù)控機床，數(shù)控故障診斷，數(shù)控維修等。分析故障時，維修人員不應局限于 CNC 部分，而是要 對機床強電、機械、液壓、氣動等方面都作詳細的檢查，并進行綜合判斷，制定出故障排除的方案，達到快速確診和高效率排除故障的目的。 。 確定方案后，對有故障的機床仍要秉著先靜后動的原則，先在機床斷電的靜止狀態(tài)，通過觀察測試、分析，確認為非惡性循環(huán)性故障，或非破壞性故障后，方可給機床通電，在運行正常下，進行動態(tài)的觀察、檢驗和測試，查找故障。 比如：數(shù)控機床中，外部的行程開關、按鈕開關、液壓氣動元件以及印制電路板插頭座、邊緣接插件與外部或相互之間的連接部位、電控柜插座或端子排這些機電設備之間的連接部位，因其接觸不良造成信號傳遞失靈，是產(chǎn)生數(shù)控機床故障的重要因素。所以，在故障檢修之前，首先逐一排除機械性的故障，往往可以達到事半功倍的效果。例如：當數(shù)控車床 Z 軸回零不準時，常常是由于降速擋塊位置走動所造成。有些故障采用這種直觀法可迅速找到故障原因，而采用其它方法要花費不少時間，甚至一時解決不了。如果確實是因虛焊或接觸不良而引起的故障，則該故障會重復出現(xiàn)。功能程序測試法常應用于以下場合：（1）機床加工造成廢品而一時無法確定是編程問題、操作不當、還是數(shù)控系統(tǒng)故障時；（2）數(shù)控系統(tǒng)出現(xiàn)隨機性故障，一時難以區(qū)別是外來干擾，還是系統(tǒng)穩(wěn)定性不好。這些板塊是指印刷線路板、模塊、集成電路芯片或元器件。 有些不定期出現(xiàn)的軟故障與外界電網(wǎng)電壓波動有關，當機床出現(xiàn)此類故障時，可把電源電壓人為地調高或調低，模擬惡劣地條件讓故障容易暴露。一般小規(guī)格數(shù)控機床的主軸部件多采用成組高精度滾動軸承，重型數(shù)控機床則采用靜壓導軌，高速主軸常采用氮化硅材料的陶瓷滾動軸承。主軸端面有一端面鍵，既可通過它傳遞刀具的扭矩，又可用于刀具的軸向定位，并用于拉桿主軸后端拉緊。如圖 22 數(shù)控機床主軸軸承主要配置形式a)前支承采用 60176。本機床可加工內(nèi)外圓柱面、圓錐面、圓弧面、切槽、切斷，還可加工英制直螺紋、錐螺紋等。剛性不足在切削力的作用下，主軸將產(chǎn)生較大的彈性變形。隨著數(shù)控技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅動已不能滿足要求，現(xiàn)代數(shù)控機床對主軸驅動提出了更高的要求。采用機械齒輪減速，增大了輸出扭矩，并利用齒輪換擋擴大了調速范圍。3 數(shù)控車床主軸驅動控制系統(tǒng) 主軸驅動控制系統(tǒng)的概述主軸驅動系統(tǒng)也叫主傳動系統(tǒng),它的性能直接決定了加工工件的表面質量，因此，在數(shù)控機床中，主軸驅動系統(tǒng)的維修與診斷也就顯得十分重要。在 20 世紀 6070 年代，數(shù)控機床的主軸一般采用三相感應電動機配上多級齒輪變速箱實現(xiàn)有級變速的驅動方式。為滿足數(shù)控機床低速、強力切削的需要，常采用分段無級變速的方法（即在低速段采用機械減速裝置） ，以擴大輸出轉矩。采用帶傳動時應采用齒型帶。 主軸電機工作特性交流主軸電機的特性曲線與直流主軸電機類似：在基速以下為恒轉矩區(qū)域 1，而在基速以上為恒功率區(qū)域 2。為了便于與數(shù)控系統(tǒng)的配合，主軸伺服器一般都帶有 D/A 轉換器、“使能”信號輸入、 “準備好”輸出、速度/轉矩顯示輸出等信號接口。 維修過程中，必須保證以上部分的完好，確保機床長期可靠工作。（3）軸承溫度是否急劇上升等不正?，F(xiàn)象。 直流主軸控制系統(tǒng)常見的故障造成這類故障的原因有：（1）印制線路板表面太臟或內(nèi)部電路接觸不良。（4）電動機不良，如：勵磁喪失等。（4）驅動器上的電源開關設定錯誤（如 50/60HZ 切換開關設定錯誤等） 。（2）速度調節(jié)器或測速反饋回路的設定調節(jié)不當。（5）輸入電源存在缺相。（2）勵磁控制回路存在不良。（2）主軸電動機換向器表面太臟或有傷痕。檢查確認故障原因為印制電路板存在虛焊，導致了同步電源的電壓降低，引起了電源報警。如果開路，更換熱保護開關。用示波器測量控制板上的 PA,PB 端子的波形。這樣會很快判斷出是單元或控制板或電機故障。同時檢查控制板的驅動回路波形。 控制板檢測到 IGBT 或 IPM 散熱器的溫度過高，或檢測回路故障。（2）在恒轉速時，可通過觀察主軸電動機自由停車過程中是否有噪聲和振動來區(qū)別，如存在，則主軸機械部分有問題。（6）參數(shù)設定有錯。表 1 主軸接口引腳說明信號名 說 明SA+、SA 主軸編碼器 A 相位反饋信號SB+、SB 主軸編碼器 B 相位反饋信號SZ+、SZ 主軸編碼器 Z 脈沖反饋+5V、5V 地 DC5V 電源AOUT1 主軸模擬量指令10V~+10V 輸出AOUT2 主軸模擬量指令 0~+10V 輸出GND 模擬量輸出地 圖 1 主軸變頻器與 CNC(華中世紀星)系統(tǒng)連接圖系統(tǒng)通過 XS9 主軸接口中的模擬量輸出可控制主軸轉速，其中 AOUT1 的輸出范圍為10V +10V ，用于雙極性速度指令輸入的主軸驅動單元或變頻器，這時采用使能信號控制主軸的啟停；AOUT2 的輸出范圍為 0+10V， 用于單極性速度指令輸入的主軸驅動單元或變頻器，這時采用主軸正轉、主軸反轉信號控制主軸的正反轉，負載電流： 最大10mA；主軸編碼器連接通過主軸接口 XS9， 可外接主軸編碼器用于螺紋切割攻絲等，本數(shù)控裝置可接入兩種輸出類型的編碼器，差分 TTL 方波或單極性 TTL 方波，一般建議使用差分編碼器從而確保長的傳輸距離的可靠性及提高抗干擾能力，主軸編碼器接口電源輸出： +5V 最大 200mA 。通過改變電源的頻率來達到改變電源電壓的目的，根據(jù)電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節(jié)能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。（3）速度偏差過大報警。（7）勵磁監(jiān)控。30KW） 。注意：當電壓低至不能維持變頻器控制電路電壓值時，將不顯示報警。通訊錯誤RS 通訊錯誤 當