【文章內(nèi)容簡介】 軸的旋轉(zhuǎn)除需要模擬量輸入外，作為最基本的輸入信號還需要給定旋轉(zhuǎn)方向。 在確認主軸驅(qū)動器模擬量輸入正確的前提下，進一步檢查主軸轉(zhuǎn)向信號，發(fā)現(xiàn)其輸入模擬量的極性與主軸轉(zhuǎn)向的輸入信號不一致；交換模擬量的極性后重新開機，故障排除，主軸可以正常旋轉(zhuǎn)。 主軸在高速旋轉(zhuǎn)時 ,出現(xiàn)異常振動的故障維修。 分析與處理過程 :數(shù)控機床的振動與機械系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)整以及機械系統(tǒng)的固有頻率、主軸系統(tǒng)的固有頻率等因數(shù)有關(guān)，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(qū)動系 統(tǒng)工作正常，可以在高速下旋轉(zhuǎn)：而主軸在超過 3000r/min 時，在任意轉(zhuǎn)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，而在脫開主軸電動機與主軸機床的連接后，從控制面板上觀察主軸轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩顯示，發(fā)現(xiàn)其值有較大的變化，因此初步判定故障在主軸驅(qū)動系統(tǒng)的電器部分。通過對主軸驅(qū)動部分的電器原理圖的分析 (如圖 11 所示 ),再仔細檢查機床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)連接，最終發(fā)現(xiàn)該機床的主軸驅(qū)動器的接地線連接不良，將接地線重新連接后，機床恢復正常。 13 主軸變頻器系統(tǒng)復位主軸使能+主軸電機17 13 主軸 指令12 屏蔽11 公共 端子4 內(nèi)部 故障輸入3 外部 故障輸入2 反轉(zhuǎn)1 正轉(zhuǎn)故障輸出圖 11 主軸驅(qū)動部分的電器原理圖 在自動加工時，發(fā)現(xiàn)機床不執(zhí)行螺紋加工程序。 分析與處理過程：數(shù)控車床加工螺紋，其實質(zhì)是主軸的轉(zhuǎn)角與 Z 軸進給之間進行的插補。主軸的角度位移是通過主軸編碼器進行測量的。 在本機床上，由于主軸能正常旋轉(zhuǎn)與變速，分析故障原因主要有以下幾種： (1)主軸編碼器與主軸驅(qū)動器之間的連接不良。 (2)主軸編碼器故障。 (3)主軸驅(qū)動器與數(shù)控之間的位置反饋信號電纜連接不良。 經(jīng)檢查主軸編碼器與主軸驅(qū)動器之間的連接正常，故可以排除第一項；且通過CRT 的顯示，可以正 常顯示主軸轉(zhuǎn)速，因此說明主軸編碼器的 A、 *A、 B、 *B 信號正常；在利用示波器檢查 Z、 *Z 信號，可以確認編碼器零脈沖輸出信號正確。 根據(jù)檢查，可以確定主軸位置檢測系統(tǒng)工作正常。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的說明書，進一步分析螺紋加工功能與信號的要求，可以知道螺紋加工時，系統(tǒng)進行的是主軸每轉(zhuǎn)進行動作，因此它與主軸到達的信號有關(guān)。 在本系統(tǒng)中，主軸的每轉(zhuǎn)進給動作與參數(shù) 的設(shè)定有關(guān)，當該位設(shè)定為 14 “ 0”時， Z 軸進給時不檢測“主軸速度到達”信號；設(shè)定為“ 1”時， Z 軸進給時需要檢測“主軸速度到達”信號。 在本機床上，檢查發(fā)現(xiàn) 該位設(shè)定為“ 1”，因此只有“主軸速度到達”信號為“ 1”時，才能實現(xiàn)進給。 通過系統(tǒng)的診斷功能，檢查發(fā)現(xiàn)當實際主軸轉(zhuǎn)速顯示值與系統(tǒng)的指令值一致時，“主軸速度到達”信號仍然為“ 0”。 進一步檢查發(fā)現(xiàn)，該信號連接線斷開；重新連接后，螺紋加工動作恢復正常。 S 指令無效，主軸轉(zhuǎn)速僅為 1～ 2r/min，無任何報警。 分析與處理過程：測量主軸驅(qū)動器的速度指令 Vcdm 信號，發(fā)現(xiàn)在 0~4500r/min的任何 S 指令下， Vcmd 總是為 0，進一步測量 CNC 的 S 模擬輸出，其值亦為“ 0”，表明 CNC 的主軸速度控制指令未輸出 。 由于 CNC 無報警顯示，故主軸速度控制指令未輸出可能的原因是主軸未滿足轉(zhuǎn)速輸出的條件。對照系統(tǒng)的接口信號，通過對 PLC 程序梯形圖的分析發(fā)現(xiàn)： PLC 程序中主軸的高 /低速換檔的標志位、機床的高 /低速檔檢測開關(guān)輸入信號均為“ 0”，這與實際情況不符。 通過手動控制電磁閥，使機床換到低速檔后，機床的低速檔檢測開關(guān)輸入信號正確， PLC 中主軸低速換檔的標志位隨之變?yōu)檎_的狀態(tài)，滿足了主軸條件。在此條件下再次啟動主軸，機床恢復正常。 為了進一步判斷機床故障的原因，通過 MDI 方式，執(zhí)行 M42（換高速檔指令）后，發(fā)現(xiàn) M42 指 令不能完成。檢查高速檔電磁閥已經(jīng)得電，但高速檔到位信號為“ 0”，由此判定故障原因在機床的機械或液壓部分。 檢查主軸箱內(nèi)部，發(fā)現(xiàn)機床的換檔機構(gòu)的撥叉松動，在地速檔時，由于撥叉向下動作，可以通過自重落下，因此機床可以正常工作；換高速檔時，撥叉向上運動，撥出后不能插入齒輪。經(jīng)重新安裝后，機床恢復正常。 工停車時發(fā)出巨大的響聲 ,同時車間總電源跳閘車間。 分析與處理過程：通過對供電系統(tǒng)進行檢修發(fā)現(xiàn) :(1)原自動空氣斷路器已損壞 , 15 其中一相觸頭接觸面太??； (2)車間供電變壓器容量小 ,處于超負荷運行。修好后的三相 電壓僅為 340V(要求電壓調(diào)至 360～ 380V)。機床調(diào)速系統(tǒng)的可控硅整流部分為三相半波反并聯(lián)控制 ,檢查發(fā)現(xiàn)一只可控硅燒壞。查看驅(qū)動部分 ,B 相正組觸發(fā)脈沖只有 ,而正常時的觸發(fā)脈沖為 15V。發(fā)現(xiàn)觸發(fā)電路中的放大復合管 T3 性能不好造成。換上新管子后一切正常。燒可控硅的原因分析 :機床在停車降速情況下燒可控硅或燒保險是由于缺相造成逆變失敗。在逆變狀態(tài)與在整流狀態(tài)下都是觸發(fā)電位較高的可控硅 SCR1,同時使前一相可控硅 SCR3 承受反相電壓而關(guān)斷 ,在整流狀態(tài)下 ,在SCR3的關(guān)斷其間以反相阻斷狀態(tài)為主 ,即使后一個可 控硅不觸發(fā) ,而 SCR3到一定時刻也會因過零而自動關(guān)斷。但若在停車降速的情況下 (即逆變狀態(tài) ),可控硅在關(guān)斷時有很長一段時間處于正向阻斷狀態(tài)。這樣若后一個可控硅不導通 ,由于電感 L 的放電作用 ,使該可控硅再延續(xù)導通一個時期而進入正半周 ,可控硅將繼續(xù)導通下去 ,同時也阻礙后面的可控硅導通。于是 ,可控硅輸出的正向電壓與電動機電勢迭加 ,產(chǎn)生很大的電流 ,此時產(chǎn)生的逆變顛覆 ,輕則燒壞保險絲 ,重則燒壞可控硅。 3． 6 主軸驅(qū)動單元損壞，開機后，主軸報警，顯示器顯示“主軸沒準備好”。 分析與處理過程：打開主軸伺服單元電箱，發(fā)現(xiàn)伺 服單元無任何顯示。用萬用表測主軸伺服驅(qū)動 BKH 電源進線供電正常，而伺服單元數(shù)碼管無顯示，說明該單元損壞。檢查該單元供電線路，發(fā)現(xiàn)供電線路實際接線與電氣圖不符，如圖 22 所示。該單元通電啟動時， KM5 先閉合， 2～ 3s 后， KM6 閉合，將電阻 R 短接。電阻與扼流圈 L 得作用是在啟動時防止浪涌電流對主軸單元的沖擊。實際接線中三只電阻卻接成了三相并聯(lián)形式，起不到保護作用，導致通電時主軸單元被損壞，同時三只電阻因長期通電燒糊。按電氣圖重新接線，更換新主軸單元后，機床恢復正常 [3]。 16 電源實際接線 電氣圖接線電源 圖 22 第四章 數(shù)控機床運行中主軸的異常及處理方法 主軸發(fā)熱現(xiàn)象 機床運行中主軸發(fā)熱主要由于其轉(zhuǎn)速較高且連續(xù)工作，故摩擦熱和切削熱是主要熱源。若不盡快散熱、強制冷卻，控制其溫升，會使主軸發(fā)生熱變形，影響加工精度。一般處理方法是： (1)先檢查前后軸承潤滑脂是否耗盡或涂抹過量，應按量注入潤滑脂； (2)再檢查前后軸承是否有損傷或混入異物，如軸承有破損應更換新軸承；或者清除贓物，更換潤滑脂。 主軸出現(xiàn)異常噪音或振動 在主軸等速旋轉(zhuǎn)過程中，常會出現(xiàn)異常噪音或振 動，這種情況可能來自于主軸電機或是機械系統(tǒng)。檢查時，可先使電機與主軸間的聯(lián)軸器斷開使電機空載運行，若仍有噪音，則原因出在主軸電機，否則為機械系統(tǒng)中主軸箱內(nèi)機械部件故障。 (1)機械系統(tǒng)產(chǎn)生的噪聲可以從以下幾個方面進行檢查① 檢查主軸軸承的潤滑情況，是否缺少潤滑脂，如果缺少應按量補充；② 主軸驅(qū)動皮帶輪是否存在轉(zhuǎn)動不平衡狀況；檢查動平衡塊是否松動或脫落，如需要，應對平衡塊進行適當調(diào)整； (2)對于交流主 17 軸電機旋轉(zhuǎn)時出現(xiàn)的異常噪聲及振動，維修時可以從以下幾個方面進行處理：①首先確定異常噪音或振動是在什么狀態(tài)下發(fā)生的 ，如在減速過程中發(fā)生，則是再生回路故障，應重點檢查再生回路的晶體管模塊是否損壞，保險是否熔斷；②若在等速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生噪音或振動，則先檢查反饋電壓是否正常，然后在突然切斷指令的情況下，觀察電機自由停車過程中是否有異常噪音或振動。若有，則故障出現(xiàn)在機械部分，否則故障出現(xiàn)在印制線路板上。③若反饋電壓不正常，則進一步檢查振動周期是否與速度有關(guān)。若有關(guān)，應檢查主軸與主軸電機連接是否完好，電機軸承或主軸電機與主軸聯(lián)軸器是否正常，主軸箱內(nèi)驅(qū)動齒輪嚙合是否良好，以及安裝在交流主軸電機尾部的脈沖發(fā)生器是否工作正常。若無關(guān)，故障 多數(shù)是由于速度控制回路調(diào)整不當引起的，或連接器接觸不良，或電機內(nèi)部存在機械故障 。 切削時主軸出現(xiàn)停轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)不穩(wěn)現(xiàn)象 數(shù)控機床在切削加工時，有時會出現(xiàn)轉(zhuǎn)速不穩(wěn)或突然停轉(zhuǎn)現(xiàn)象，一般從以下方面處理： (1)首先觀察主軸伺服系統(tǒng)是否有報警顯示。若有，可按報警提示的內(nèi)容采取相應措施，若無．則應檢查速度指令信號是否正常，若不正常，則為系統(tǒng)側(cè)輸出有問題或數(shù)／模轉(zhuǎn)換器存在故障。 (2)印制線路板設(shè)定錯誤，控制回路調(diào)整不當也會造成此類異常。 (3)主軸不轉(zhuǎn)還可能是由于主軸位置傳感器安裝有誤。造 成傳感器無