【正文】 此時可檢查：發(fā)訊盤彈性觸頭是否磨壞、發(fā)訊盤地線是否斷路或接觸不良或漏接，是否需要更換彈性片觸頭或重修，針對其線路中的繼電器接觸情況、到位開關(guān)接觸情況、線路連接情況相應地進行線路故障排除。刀架連續(xù)運轉(zhuǎn)、到位不停由于刀架能夠連續(xù)運轉(zhuǎn)，所以，機械方面出現(xiàn)故障的可能性較小，主要從電氣方面檢查。手動換刀正常、機控不換刀?？纱_定為電機相序接反。除此以外，電源不通的原因還可考慮刀架至控制器斷線、刀架內(nèi)部斷線、電刷式霍爾元件位置變化導致不能正常通斷等情況。檢查溶芯是否完好、電源開關(guān)是否良好接通、開關(guān)位置是否正確。首先，檢查夾緊裝置反靠定位銷是否在反靠棘輪槽內(nèi)，若在，則需將反靠棘輪與螺桿連接銷孔回轉(zhuǎn)一個角度重新打孔連接；其次，檢查主軸螺母是否鎖死，如螺母鎖死，應重新調(diào)整；再次，由于潤滑不良造成旋轉(zhuǎn)件研死，此時，應拆開，觀察實際情況，加以潤滑處理。刀架內(nèi)部機械卡死。當用六角扳手插入蝸桿端部旋轉(zhuǎn)時不易轉(zhuǎn)動，而用力時，可以轉(zhuǎn)動，但下次夾緊后刀架仍不能啟動。其它類型的刀架，雖其結(jié)構(gòu)、尺寸、元器件類型號各有差異，但故障原因大多雷同，也可參照此法加以排除。拆開電動刀架，用壓縮空氣將電動刀架定位齒盤上的鐵屑吹干凈，重新裝配好電動刀架后，故障排除。檢查電動刀架的轉(zhuǎn)動情況，發(fā)現(xiàn)電動刀架在抬起時，有一鐵屑卡在里面。檢查電動刀架的每一個刀號的重復定位精度，發(fā)現(xiàn)電動刀架定位不準。檢查上述傳動機構(gòu)、滾珠絲杠等硬件均無故障，進一步檢查X軸軸向重復定位精度也在其技術(shù)指標之內(nèi)。分析及處理過程：為了確定故障部位，采用替換法，將X軸的驅(qū)動信號與Z軸的驅(qū)動信號進行交換，即用Z軸控制信號去驅(qū)動X軸，而用X軸控制信號去驅(qū)動Z軸?，F(xiàn)象：該機床在產(chǎn)品加工的過程中，發(fā)生其加工尺寸不能控制現(xiàn)象，操作者每次在系統(tǒng)中修改參數(shù)后，數(shù)碼顯示器顯示的尺寸后與實際加工出來的尺寸相差很大，且尺寸的變化無規(guī)律可尋，即使不修改系統(tǒng)的加工參數(shù)，加工出來的產(chǎn)品尺寸也在不停地變化。第六章 數(shù)控機床刀架故障診斷與分析一、回轉(zhuǎn)刀架換刀有四方刀架、六角刀架即在其上裝四把刀、六把刀或更多刀具；數(shù)控車床六角回轉(zhuǎn)刀架，它適合盤類零件加工；回轉(zhuǎn)刀架全部動作由液壓系統(tǒng)通過電磁換向閥和順序閥進行控制，它的動作分為4個步驟：刀架抬起刀架轉(zhuǎn)位刀架壓緊轉(zhuǎn)位液壓缸復位二、刀庫圖6－1三、刀具交換裝置凸輪機械手換刀實例四、自動換刀裝置故障維修實例例數(shù)控車床刀架電動機起不動，刀架不能動作；分析：電機風葉阻力過大，蝸桿軸承損壞；例數(shù)控車床刀架上刀體抬起但轉(zhuǎn)動不到位；分析：粗定位銷在錐孔中卡死或斷裂，應與下刀體的四邊對齊，而且齒牙盤必須嚙合。例1某數(shù)控車床在加工過程中，被加工零件的Z軸尺寸逐漸變小，而且每次變化量與機床的切削力有關(guān)，當切削力增加時，變化量也會隨之增大。例1某數(shù)控車床在加工過程中，經(jīng)常出現(xiàn)伺服電動機過熱報警。例1某數(shù)控車床，X軸運動時出現(xiàn)伺服驅(qū)動器的“準備好”信號斷開報警。例配套FANUC PM0系統(tǒng)的數(shù)控車床，在加工過程中，不定期的出現(xiàn)“伺服驅(qū)動器的準備好信號報警”。例一臺配套FANUC 11ME系統(tǒng)的加工中心，在長期使用后，X軸作正向運動時發(fā)生振動。例某采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機后，只要Z軸一移動，就出現(xiàn)劇烈震蕩，CNC無報警，機床無法正常工作。這時，即使關(guān)機再起動，只要手動或自動移動Z軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈震蕩。思考以下實例：例某采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機時全部動作正常，伺服進給系統(tǒng)高速運動平穩(wěn)、低速無爬行，加工的零件精度全部達到要求。圖5－16 轉(zhuǎn)子位置調(diào)整示意圖例GSK980M數(shù)控磨床，在自動加工中，CNC經(jīng)常出現(xiàn)ALM33報警（指Z軸指令速度最大）。5）安裝編碼器固定螺釘，裝上后蓋，完成電動機維修。注意：加入的激勵電流不可以太大，只要保證電動機能進行定位即可（實際維修時調(diào)整在3～5A）。3）通過調(diào)壓器對電動機電樞加入激勵電流。在完成伺服電動機的維修后，為了保證編碼器的安裝正確，又進行了轉(zhuǎn)子位置的檢查和調(diào)整，方法如下：1）將電動機電樞線的V、W相（電樞插頭的B、C腳）相連。圖5－15 伺服電動機結(jié)構(gòu)示意圖1－電樞線插座 2－連接線 3－轉(zhuǎn)子 4－外殼 5－繞組 6－后蓋聯(lián)接螺釘 7－安裝座聯(lián)接螺釘 8－安裝座聯(lián)接螺釘 9－編碼器固定螺釘 10－編碼器聯(lián)接螺釘 11－后蓋 12－橡膠蓋 13－編碼器電纜 14－編碼器電纜線 15－編碼器插座這時，可以露出電動機繞組5，經(jīng)檢查，發(fā)現(xiàn)該電動機繞組和引出線中間的連接部分由于時間的冷卻水滲漏，絕緣已經(jīng)老化；經(jīng)過重新連接、處理，再根據(jù)圖615重新安裝上安裝座7，并固定編碼器連接螺釘10，使編碼器和電動機軸嚙合。注意：由于實際編碼器和電動機軸之間是錐度嚙合，聯(lián)接較緊，取編碼器時應使用專門的工具，小心取下。為此，維修時按以下步驟拆開了伺服電動機（參見圖615）。維修過程簡述：（1）伺服電動機檢查與維修。為了進一步確認，維修時將U相的逆變晶體管（TA、TB）和V相的逆變晶體管（TC、TD）作互換，但故障現(xiàn)象不變。對于直流母線控制回路，若VVTRR3工作正常，則C、D間的直流電壓應略低于A、B間的電壓，實際測量（在實際伺服單元上，為CN4的1腳與CN4的5腳間），此值正常，可以判斷以上元器件無故障。為進一步分析判斷，在發(fā)生故障時，對主回路的實際工作情況進行了以下分析測量：對于直流整流電路，若VA～VF正常，則當輸入線電壓U1為200V時，A、B間的直流平均電壓應為：UAB = U1 = 270V考慮到電容器C1的作用，～，即300～325V左右。R3為直流母線電流檢測電阻，RR5為伺服電動機相電流檢測電路，R6～R8為伺服電動機能耗制動電阻。VA～VF為直流整流電路，TA～TF為PWM逆變主回路。圖5－14是根據(jù)實物測繪的FZNUC AC伺服主回路原理圖（板號：A06B6050H103）。為此測繪了實際AC驅(qū)動主回路原理圖，如圖5－14所示。伺服主回路分析。但由于X、Z電動機的規(guī)格相差較大，現(xiàn)場無相同型號的伺服驅(qū)動和電動機可供交換，因此不可以再利用“互換法”進行進一步判別。經(jīng)互換發(fā)現(xiàn)，這時X軸工作仍然正常，Z軸故障現(xiàn)象不變。據(jù)此，可以確認故障在Z軸伺服驅(qū)動或伺服電動機上。由于數(shù)控車床伺服進給系統(tǒng)包含了CNC、伺服驅(qū)動器、伺服電動機等三大部分，為了進一步分清原因，維修的第二步是將CNC的X軸和Z軸的速度給定和位置反饋互換（CNC的M6與MM7與M9互換），即：利用CNC的X軸指令控制機床的Z軸伺服和電動機運動，利用CNC的Z軸指令控制機床的X軸伺服和電動機運動，以判別故障發(fā)生在CNC或伺服。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)：故障仍然存在，但發(fā)生故障的時間有所延長。在電氣方面，可能是由于某個元器件的參數(shù)變化，引起系統(tǒng)的動態(tài)特性改變，導致系統(tǒng)的不穩(wěn)定等等。根據(jù)以上故障現(xiàn)象，首先從大的方面考慮，分析可能的原因不外乎機械、電氣兩個方面。分析與處理過程：該機床X、Z分別采用FANUC10型AC伺服電動機驅(qū)動，主軸采用FANUC 8S AC主軸驅(qū)動，機床帶液壓夾具、液壓尾架和自動換刀裝置，全封閉防護，自動排屑。故障出現(xiàn)后，即使關(guān)機再啟動，只要手動或自動移動Z軸，在所有速度范圍內(nèi)，都發(fā)生劇烈振蕩。案例一臺采用FANUC 0T數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控車床，開機時全部動作正常，伺服進給系統(tǒng)高速運動平穩(wěn)、低速無爬行，加工的零件精度全部達到要求。綜合以上判斷，可以確認故障是由于Z軸伺服電動機的電纜線連接引起的。經(jīng)試驗發(fā)現(xiàn)故障轉(zhuǎn)移到了X軸，Z軸工作恢復正常。為了進一步縮小故障部位，確認Z軸伺服電動機的工作情況，維修時利用同規(guī)格的X軸電動機在機床側(cè)進行了互換試驗，發(fā)現(xiàn)換上的電動機同樣出現(xiàn)發(fā)熱現(xiàn)象，且工作時的故障現(xiàn)象不變，從而排除了伺服電動機本身的原因。為了確定故障部位，考慮到本車床采用的是半閉環(huán)結(jié)構(gòu)，維修時首先松開伺服電動機與絲杠的連接，并再次開機實驗，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象不變，故確認報警是由于電氣控制系統(tǒng)的不良引起的。分析與處理過程：根據(jù)案例1中故障現(xiàn)象，檢查車床實際工作情況，發(fā)現(xiàn)開機后Z軸可以少量移動運動，不久溫度迅速上升，表面發(fā)燙。機械傳動不良。減小轉(zhuǎn)矩限制值。檢查負載。正確設(shè)置有關(guān)參數(shù)。換伺服驅(qū)動器。檢查接線。U、V、W有一相斷線。增加加/減速時間常數(shù)。電機不穩(wěn)定振蕩。保持制動器沒有打開。減小轉(zhuǎn)矩限制值。檢查負載。檢查主電源。減小負載慣量。增加加/減速時間常數(shù)。制動回路容量不夠。內(nèi)部制動電阻損壞。重新接線。更換驅(qū)動器。更換電機。正確接線。檢查接線。采用多芯并聯(lián)供電。編碼器電纜過長，造成編碼器供電電壓偏低。編碼器電纜不良。編碼器損壞。9編碼器故障編碼器接線錯誤。電機內(nèi)部故障。減小有關(guān)增益。降低啟停頻率。電機運行過程中出現(xiàn)電機過負載。 檢查電纜。 電纜斷線。降低頻率。換更大功率的驅(qū)動器和電機。檢查轉(zhuǎn)矩限制值。增加增益。增加位置超差檢測范圍。換伺服電機。正確接線。 電機U、V、W引線接錯。散熱器過熱檢查負載情況。 瞬間掉電。檢查電源。 電源電壓低。 整流器損壞。 電源保險損壞。換更大功率的驅(qū)動器和電機。減少轉(zhuǎn)矩限制值。降低啟停頻率。換伺服驅(qū)動器。 制動晶體管損壞。電機運行過程中出現(xiàn)制動電阻接線斷開。 電源電壓波形不正常。編碼器電纜引線接錯。請廠家重調(diào)編碼器零點。編碼器零點錯誤。減少負載慣量。如果增益不能設(shè)置到合適值，則減少負載轉(zhuǎn)動慣量比率。換編碼器電纜伺服系統(tǒng)不穩(wěn)定，引起超調(diào)。換伺服電機。正確設(shè)定。增大加/減速時間常數(shù)。正確輸入指令脈沖。通過漂移補償和驅(qū)動單元上的零速調(diào)整來消除。主要原因有：系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍過??；伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當；位置檢測裝置有污染；進給傳動鏈積累誤差過大；主軸箱垂直運動時平衡裝置（如平衡油缸等）不穩(wěn)。檢查數(shù)控系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出；檢查使能信號是否接通，通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機床PLC梯形圖（或流程圖），以確定進給軸的啟動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足；對帶電磁制動的伺服電動機，應檢查電磁制動是否釋放；進給驅(qū)動單元故障，伺服電動機故障。如與進給速度有關(guān)，振動一般與該軸的速度環(huán)增益太高或速度反饋故障有關(guān)；若與進給速度無關(guān)，振動一般與位置環(huán)增益太高或位置反饋故障有關(guān)；如振動在加減速過程中產(chǎn)生，往往是系統(tǒng)加減速時間設(shè)定過小造成的。尤其要注意的是，伺服電動機和滾珠絲杠連接用的聯(lián)軸器，由于連接松動或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠傳動和伺服電動機的轉(zhuǎn)動不同步，從而使進給運動忽快忽慢，產(chǎn)生爬行現(xiàn)象。若竄動發(fā)生在由正向運動向反向運動的瞬間，一般是由于進給傳動鏈的反向間隙或伺服系統(tǒng)增益過大所致。一般會在CRT上顯示伺服電動機過載、過熱或過流等報警信息，同時，在強電樞中的進給驅(qū)動單元上，用指示燈或數(shù)碼管提示驅(qū)動單元過載、過電流等信息。1）超程當進給運動超過由軟件設(shè)定的軟限位或由限位開關(guān)決定的硬限位時，就會發(fā)生超程報警，一般會在CRT上顯示報警內(nèi)容，根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)說明書，即可排除故障，解除報警。當進給系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通常有3種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息；二是在進給驅(qū)動單元上用報警燈或數(shù)碼管顯示驅(qū)動單元的故障；三是進給運動不正常，但無任何報警信息。由于低速時，F(xiàn)/V轉(zhuǎn)換器的線性度較差，速度反饋信號一般還需要在微電路18和同步整流電路20中作相應的處理。作為檢測器件的脈沖編碼器產(chǎn)生每磚固定脈沖。電流給定指令與電流反饋信號之后的誤差，經(jīng)過放大送到PWM控制回路14，變成固定頻率的脈寬調(diào)制信號，其中，W相信號由IU、IV兩信號合成產(chǎn)生。兩者輸出經(jīng)乘法器11處理后，形成定子電流的幅值給定。同時，預先存儲在微處理器ROM中的信息給出幅值和相位信號，分別送到DA振幅器10和DA強勵磁9。然后經(jīng)函數(shù)發(fā)生器V/F轉(zhuǎn)換器7，轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)矩給定脈沖信號。其工作過程如下：由CNC來的轉(zhuǎn)速給定指令1在比較器中與測速反饋信號2比較后產(chǎn)生轉(zhuǎn)速誤差信號，這一轉(zhuǎn)速誤差經(jīng)比例積分調(diào)節(jié)器3放大后，作為轉(zhuǎn)矩給定指令電壓輸出。第五章 數(shù)控伺服系統(tǒng)故障診斷51主軸伺服系統(tǒng)故障診斷一、交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)與交流伺服驅(qū)動一樣，交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)也有模擬和數(shù)字式兩種型式，交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)有如下特點：1）由于驅(qū)動系統(tǒng)必須采用微處理器和現(xiàn)代控制理論進行控制，因此其運行平穩(wěn)、振動和噪音?。?）驅(qū)動系統(tǒng)一般都具有再生制動功能，在制動時，既可將電動機能量反饋回電網(wǎng)，起到節(jié)能的效果，又可以加快起制動速度；3）特別是對于全數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)，驅(qū)動器可直接使用CNC是數(shù)字量輸出信號進行控制，不要經(jīng)過D/A轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速控制精度得到了提高；4）與數(shù)字式交流伺服驅(qū)動一樣，在數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)中，還可以采用參數(shù)設(shè)定方法對系統(tǒng)進行靜態(tài)調(diào)整與動態(tài)優(yōu)化，系統(tǒng)設(shè)定靈活、調(diào)整準確；5）由于交流主軸電動機無換向器，主軸電動機通常不需要進行維修；6）主軸電動機轉(zhuǎn)速的提高不受換向器的限制，轉(zhuǎn)速可達數(shù)萬轉(zhuǎn)。故障（2）、（3）分析方法同上，可確定故障所在節(jié)點。分析與處理過程：由于系統(tǒng)不能得電，根據(jù)電氣原理圖，圖63所示，查找CNC、驅(qū)動器電源開關(guān)控制部分電路，斷電檢測節(jié)點1至節(jié)點7電路及元器件情況，檢測節(jié)點0至KMO至節(jié)點7電路情況；再上電重復檢測一遍，對比并記錄與正常運行狀態(tài)有何區(qū)別。案例GCNC6135配GSK980T/980TD車床，（1）開機系統(tǒng)不能上電；（2）開機后，輸入相關(guān)指令，主軸不能正轉(zhuǎn)；（3）開機后，MMM8均無動作。故障現(xiàn)象故障原因軸不能制動或