第七章 第四課 主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障維修 50 例[1]

1、第七章 第四課 主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障維修 50 例12009-05-15 05:55例301機床劇烈抖動、驅(qū)動器顯示AL-04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(qū)動器顯示AL-04報警。分析與處理過程：FANUC交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)AL-04報警的含義為“交流輸入電路中的P1、F2、F3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(qū)動器的輸入電源，測得R、S相輸入電壓為220V

2、，但T相的交流輸入電壓僅為120V，表明驅(qū)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(qū)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“急停”狀態(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(qū)動器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器顯示為“A”。根據(jù)驅(qū)動器的報

3、警顯示，由本章前述可知，驅(qū)動器報警的含義是“驅(qū)動器軟件出錯”，這一報警在驅(qū)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(qū)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(qū)動器電源，將設定端S1置TEST。2)接通驅(qū)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FC-22。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(qū)動器電源，將S1(SH)重新置“DRIVE” 。通過以上操作，驅(qū)動器恢復正常，報

4、警消失，機床恢復正常工作。 例303驅(qū)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(qū)動器顯示過電流報警。分析與處理過程：經(jīng)查交流主軸驅(qū)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(qū)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(qū)動器可以正常工作數(shù)天，故主軸驅(qū)動器控制板

5、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(nèi)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(qū)動器AL-12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(qū)動器顯示12號報警。分析與處理過程：交流主軸驅(qū)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

6、路。2)逆變功率晶體管不良。3)驅(qū)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(qū)動器(機床)電源，檢查了逆變晶體管組件。通過打開驅(qū)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(C1、C2)和發(fā)射極(E1、E2)、基極(B1、B2)之間，以及基極(B1、B2)和發(fā)射極(El、E2)之間的電阻值，與正常值(表7-25所示)比較，檢查發(fā)現(xiàn)C1-E1之間短路，即晶體管組件己損壞。為確定故障原因，又對驅(qū)動器控制板上的晶體管驅(qū)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(zhuǎn)指令。2)按表7-2

7、6、表7-27的引腳，通過驅(qū)動器的連接插座CN6、CN7，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)CN6、CN7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B-E正常值一般在2V左右)。檢查發(fā)現(xiàn)1ClB之間電壓為0V，證明CB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(qū)動器，顯示報警成為AL-19。根據(jù)本章前述，驅(qū)動器AL-19報警為U相電流檢測電路過流報警。為了進一步檢查AL-19報警的原因，維修時對控制回路的電源進行了檢查。檢查驅(qū)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

8、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AL-19報警消除，機床恢復正常。 例305主軸驅(qū)動器AL-01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ALM2001、ALM4 09報警，交流主軸驅(qū)動器顯示AL-01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(qū)動器報警)。ALM409：SERVO ALARM (SERIAC ERR)(伺服驅(qū)動器報警)。主軸驅(qū)動器AL-01

9、：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(zhuǎn)，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(nèi)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(zhuǎn)

10、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(diào)整以及機械系統(tǒng)的固有頻率、主軸驅(qū)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(qū)動系統(tǒng)工作正常，可以在高速下旋轉(zhuǎn)；且主軸在超過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，且在脫開主軸電動機與機床主軸的連接后，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)的電氣部分。經(jīng)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

11、正常。 例307主軸聲音沉悶并出現(xiàn)過電流報警的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FIDIA l2系統(tǒng)、FANUC l5型直流主軸驅(qū)動的數(shù)控仿型銑床，主軸在起動后，運轉(zhuǎn)過程中聲音沉悶；當主軸制動時，CRT顯示“FEED HOLD”，主軸驅(qū)動裝置的“過電流”報警指示燈亮。分析與處理過程：為了判別主軸過電流報警產(chǎn)生的原因，維修時首先脫開了主軸電動機與主軸間的聯(lián)接，檢查機械傳動系統(tǒng)，未發(fā)現(xiàn)異常，因此排除了機械上的原因。接著又測量、檢查了電動機的繞組、對地電阻及電動機的連接情況，在對換向器及電刷進行檢查時，發(fā)現(xiàn)部分電刷已到達使用極限，換向器表面有嚴重的燒熔痕跡。針對以上問題，維修時首先更換了同型號的電刷；并拆

12、開電動機，對換向器的表面進行了修磨處理，完成了對電動機的維修。重新安裝電動機后再進行試車，當時故障消失；但在第二天開機時，又再次出現(xiàn)上述故障，并且在機床通電約30min之后，故障就自動消失。根據(jù)以上現(xiàn)象，由于排除了機械傳動系統(tǒng)、主軸電動機、連接方面的原因，故而可以判定故障原因在主軸驅(qū)動器上。  對照主軸伺服驅(qū)動系統(tǒng)的原理圖，重點針對電流反饋環(huán)節(jié)的有關線路，進行了分析檢查；對電路板中有可能虛焊的部位進行了重新焊接，對全部接插件進行了表面處理，但故障現(xiàn)象仍然不變。由于維修現(xiàn)場無驅(qū)動器備件，不可能進行驅(qū)動器的電路板互換處理，為了確定故障的大致部位，針對機床通電約30min后，故障

13、可以自動消失這一特點，維修時采用局部升溫的方法。通過吹風機在距電路板810cm處，對電路板的每一部分進行了局部升溫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當對觸發(fā)線路升溫后，主軸運轉(zhuǎn)可以馬上恢復正常。由此分析，初步判定故障部位在驅(qū)動器的觸發(fā)線路上。通過示波器觀察觸發(fā)部分線路的輸出波形，發(fā)現(xiàn)其中的一片集成電路在常溫下無觸發(fā)脈沖產(chǎn)生，引起整流回路U相的4只晶閘管(正組與反組各2只)的觸發(fā)脈沖消失：更換此芯片后故障排除。維修完成后，進一步分析故障原因，在主軸驅(qū)動器工作時，三相全控橋整流主回路，有一相無觸發(fā)脈沖，導致直流母線整流電壓波形脈動變大，諧波分量提高，產(chǎn)生電動機換向困難，電動機運行聲音沉悶。當主軸制動時，由于驅(qū)動器采用的是

14、回饋制動，控制線路首先要關斷正組的觸發(fā)脈沖，并觸發(fā)反組的晶閘管，使其逆變。逆變時同樣由于缺一相觸發(fā)脈沖，使能量不能及時回饋電網(wǎng)，因此電動機產(chǎn)生過流，驅(qū)動器產(chǎn)生過流報警，保護電路動作。 例308例311主軸只有漂移轉(zhuǎn)速的故障維修 例308故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 7系統(tǒng)的數(shù)控銑床，主軸在自動或手動操作方式下，轉(zhuǎn)速達不到指令轉(zhuǎn)速，僅有12r/min，正、反轉(zhuǎn)情況相同，系統(tǒng)無任何報警。分析與處理過程：由于本機床具有主軸換檔功能，為了驗證機械傳動系統(tǒng)動作，維修時在MDI方式下進行了高、低換檔動作試驗，發(fā)現(xiàn)機床動作正常，說明機械傳動系統(tǒng)的變速機構(gòu)工作正常，排除了檔位嚙合產(chǎn)生的原因。檢查主軸驅(qū)動器的電

15、纜連接以及主軸驅(qū)動器上的狀態(tài)指示燈，都處于正常工作狀態(tài)，可以初步判定主軸驅(qū)動器工作正常。進一步測量主軸驅(qū)動器的指令電壓輸入VCMD，發(fā)現(xiàn)在任何S指令下，VCMD總是為“0”，即驅(qū)動器無轉(zhuǎn)速指令輸入。檢查CNC控制柜，發(fā)現(xiàn)位置控制板上的主軸模擬輸出的插頭XN松動；重新安裝后，機床恢復正常。 例309故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC ll系統(tǒng)的進口臥式加工中心，S指令無效，主軸轉(zhuǎn)速僅為12r/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PcMD信號，發(fā)現(xiàn)在O-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

16、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程序中主軸高/低速換檔的標志位、機床的高/低落速檔檢測開關輸入信號均為“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

17、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，在低速檔時，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，拔出后不能插入齒輪。經(jīng)重新安裝后，機床恢復正常。 例310故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 0M的二手數(shù)控銑床，采用FANUC S系列主軸驅(qū)動器，開機后，不論輸入S*M03或S*M04指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，實際轉(zhuǎn)速無法達到指令值。分析與處理過程：在數(shù)控機床上，主軸轉(zhuǎn)速的控制，一般是數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)不同的S代碼，輸出不同的主軸轉(zhuǎn)速模擬量值，通過主軸驅(qū)動器實現(xiàn)主軸變速的。在本機床上，檢查主軸驅(qū)動器無報警，且主軸出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，可以基本確認主軸驅(qū)動器

18、無故障。根據(jù)故障現(xiàn)象，為了確定故障部位，利用萬用表測量系統(tǒng)的主軸模擬量輸出，發(fā)現(xiàn)在不同的S*指令下，其值改變，由此確認數(shù)控系統(tǒng)工作正常。分析主軸驅(qū)動器的控制特點，主軸的旋轉(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的轉(zhuǎn)向輸入信號不一致；交換模擬量極性后重新開機，故障排除，主軸可以正常旋轉(zhuǎn)。例311故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 0T的二手數(shù)控車床，采用FANUC S系列主軸驅(qū)動器，開機后，不論輸入S*M03或S*M04指令，主軸僅僅出現(xiàn)低速旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速無法達到指令值。分析與處理過程：由于主

19、軸驅(qū)動器無報警顯示，故故障分析過程同上例。在本機床上，經(jīng)測量主軸模擬量輸入、主軸轉(zhuǎn)向信號輸入正確，因此排除了系統(tǒng)不良、主軸輸入模擬量的極性與主軸的轉(zhuǎn)向輸入信號不一致的可能性。考慮到本機床為二手機床，機床的主軸出廠設定參數(shù)已經(jīng)遺失，在主軸調(diào)試前已經(jīng)進行了參數(shù)的初始化處理，因此主軸驅(qū)動器參數(shù)設定不當?shù)目赡苄暂^大。對照主軸驅(qū)動器的實際連接，檢查主軸參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該主軸中驅(qū)動器在未使用外部“主軸倍率”調(diào)整電位器的情況下，主軸驅(qū)動器參數(shù)上卻設定了外部“主軸倍率”生效，因此主軸轉(zhuǎn)速倍率被固定在“0”，引起了上述故障。修改參數(shù)后，主軸工作恢復正常，故障排除。 例312主軸不能旋轉(zhuǎn)的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套F

20、ANUC 6M系統(tǒng)的臥式加工中心, 手動、自動方式下，主軸均不旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動器、CNC無報警顯示。分析與處理過程：用MDI方式，執(zhí)行S100M03指令，系統(tǒng)“循環(huán)起動”指示燈亮，檢查NC診斷參數(shù)，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)已經(jīng)正常輸出S代碼與SF信號，說明NC工作正常。檢查PLC程序，對照主軸起動條件以及內(nèi)部信號的狀態(tài)，主軸起動的條件已滿足。進一步檢查主軸驅(qū)動器的信號輸入，亦已經(jīng)滿足正常工作的條件。因此可以確認故障在主軸驅(qū)動器本身。根據(jù)主軸驅(qū)動器的測量、檢測端的信號狀態(tài)，逐一對照檢查信號的電壓與波形，最后發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器D/A轉(zhuǎn)換器有數(shù)字信號輸入，但其輸出電壓為“0”。將D/A轉(zhuǎn)換器集成電路芯片(芯片型號：DAC80-0

21、B1)拔下后檢查，發(fā)現(xiàn)有一插腳已經(jīng)斷裂：修復后，機床恢復正常。 例313主軸引起的程序段無法繼續(xù)執(zhí)行的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6系統(tǒng)的臥式加工中心，在進行自動加工時，程序執(zhí)行到M03S*程序段后，主軸能起動，轉(zhuǎn)速正確，但無法繼續(xù)執(zhí)行下一程序段，系統(tǒng)、驅(qū)動器無任何報警。分析與處理過程：現(xiàn)場檢查，該機床在MDI方式下，手動輸入M03或M04指令，主軸可以正常旋轉(zhuǎn)，但修改S指令值，新的S指令無法生效；而用M05指令停止主軸或按復位鍵清除后，可執(zhí)行任何轉(zhuǎn)速的指令。檢查機床診斷參數(shù)DGN700.0=1，表明機床正在執(zhí)行M、S、T功能；進一步檢查PLC程序梯形圖，發(fā)現(xiàn)主軸正轉(zhuǎn)信號SFR或主

22、軸反轉(zhuǎn)信號SRV可以為“1”，即：M指令已經(jīng)正常輸出，但S功能完成信號SFIN(診斷號為DGN208.3)為0，導致了機床處于等待狀態(tài)。繼續(xù)檢查梯形圖，發(fā)現(xiàn)該機床SFIN=1的條件是：S功能選通信號SF(診斷號為DGN66.2)為“1”、主軸速度到達信號SAR(診斷號為DGN35.7)為“1”、主軸變速完成信號SPE(診斷號為DGN208.1)為“1”。而實際狀態(tài)是SF=1，SAR=0，SPE=0，故SFIN=0。從系統(tǒng)手冊可知SF、SPE、SFlN為CNC到PLC的內(nèi)部信號，SAR與外部條件有關。檢查SAR信號輸入發(fā)現(xiàn)，故障時驅(qū)動器“主軸速度到達”信號輸出為高電平，但數(shù)控系統(tǒng)I/O板上對應的

23、SAR信號卻為低電平。檢查信號連接發(fā)現(xiàn)電纜中存在斷線，重新連接后，機床恢復正常。 例314機床無法完成“換檔”的故障維修 故障現(xiàn)象：某配套FANUC 0TA2系統(tǒng)的數(shù)控車床，在機床執(zhí)行主軸傳動級交換指令M41/42時，主軸一直處于抖動狀態(tài)，無法完成“換檔”動作。      分析與處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象，很容易判定故障是由于主軸傳動級交換指令M41/42無法執(zhí)行完成引起的。檢查電磁閥信號與液壓缸動作，發(fā)現(xiàn)換檔動作實際已經(jīng)完成，但滑移齒輪換檔到位信號仍然為“0”，原因是檢測用無觸點開關不良。通過更換無觸點開關后，機床恢復正常。 例315螺

24、紋加工出現(xiàn)“亂牙”的故障維修 故障現(xiàn)象：某配套大森R2J50L系統(tǒng)的數(shù)控車床，在G32車螺紋時，出現(xiàn)起始段螺紋“亂牙”的故障。分析與處理過程：數(shù)控車床加工螺紋，其實質(zhì)是主軸的角位移與Z軸進給之間進行的插補，“亂牙”是由于主軸與Z軸進給不能實現(xiàn)同步引起的。由于該機床使用的是變頻器作為主軸調(diào)速裝置，主軸速度為開環(huán)控制，在不同的負載下，主軸的起動時間不同，且起動時的主軸速度不穩(wěn)，轉(zhuǎn)速亦有相應的變化，導致了主軸與Z軸進給不能實現(xiàn)同步。解決以上故障的方法有如下兩種：1)通過在主軸旋轉(zhuǎn)指令(M03)后、螺紋加工指令(G32)前增加G04延時指令，保證在主軸速度穩(wěn)定后，再開始螺紋加工。2)更改螺紋加工程序的

25、起始點，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，開始螺紋的加工。通過采用以上方法的任何一種都可以解決該例故障，實現(xiàn)正常的螺紋加工。 例316表面出現(xiàn)周期性振紋的故障維修 故障現(xiàn)象：某配套FANUC OT-A2系統(tǒng)的數(shù)控車床，在加工過程中，發(fā)現(xiàn)在端面加工時，表面出現(xiàn)周期性波紋。分析與處理過程：數(shù)控車床端面加工時，表面出現(xiàn)振紋的原因很多，在機械方面如：刀具、絲杠、主軸等部件的安裝不良、機床的精度不足等等都可能產(chǎn)生以上問題。但該機床為周期性出現(xiàn)，且有一定規(guī)律，根據(jù)通常的情況，應與主軸的位置檢測系統(tǒng)有關，但仔細檢查機床主軸各部分，卻未發(fā)現(xiàn)任何不良。仔細觀察振紋與X軸的絲杠螺距相對應

26、，因此維修時再次針對X軸進行了檢查。檢查該機床的機械傳動裝置，其結(jié)構(gòu)是伺服電動機與滾珠絲杠間通過同步齒形帶進行聯(lián)接，位置反饋編碼器采用的是分離型布置。檢查發(fā)現(xiàn)X軸的分離式編碼器安裝位置與絲杠不同心，存在偏心，即：編碼器軸心線與絲杠中心不在同一直線上，從而造成了X軸移動過程中的編碼器的旋轉(zhuǎn)不均勻，反映到加工中，則是出現(xiàn)周期性波紋。重新安裝、調(diào)整編碼器后，機床恢復正常。 例317不執(zhí)行螺紋加工的故障維修 故障現(xiàn)象：某配套FANUC 0-TD系統(tǒng)的數(shù)控車床，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

27、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)查主軸編碼器與主軸驅(qū)動器的連接正常，故可以排除第1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；再利用示波器檢查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)進給動作，因此它與主軸的速度到達信號有關。在FAN

28、UC 0-TD系統(tǒng)上，主軸的每轉(zhuǎn)進給動作與參數(shù)PRM24.2的設定有關，當該位設定為“0”時，Z軸進給時不檢測“主軸速度到達”信號；設定為“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。 例318主軸慢轉(zhuǎn)、“定向準?！辈荒芡瓿傻墓收暇S修 故障現(xiàn)象：一臺采用FANUC 10T系統(tǒng)的數(shù)據(jù)車床，在加工過程中，主軸不能按指令要求進行正常的“

29、定向準停”，主軸驅(qū)動器“定向準?！笨刂瓢迳系腅RROR(錯誤)指示燈亮，主軸一直保持慢速轉(zhuǎn)動，定位不能完成。分析與處理過程：由于主軸在正常旋轉(zhuǎn)時動作正常，故障只是在進行主軸“定向準?！睍r發(fā)生，由此可以初步判定主軸驅(qū)動器工作正常，故障的原因通常與主軸“定向準?！睓z測磁性傳感器、主軸位置編碼器等部件，以及機械傳動系統(tǒng)的安裝聯(lián)接等因素有關。根據(jù)機床與系統(tǒng)的維修說明書，對照故障的診斷流程，檢查了PLC梯形圖中各信號的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)在主軸360º范圍旋轉(zhuǎn)時，主軸“定向準?！睓z測磁性傳感器信號始終為“0”，因此，故障原因可能與此信號有關。檢查該磁性傳感器，用螺釘旋具作為“發(fā)信擋鐵”進行試驗，發(fā)現(xiàn)信號

30、動作正常，但在實際發(fā)信擋鐵靠近時，檢測磁性傳感器信號始終為“0”。重新進行檢測磁性傳感器的檢測距離調(diào)整后，機床恢復正常， 例319“定向準?！笨刂瓢迦蹟嗥魅蹟嗟墓收暇S修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6M系統(tǒng)的臥式加工中心，在正常加工時，經(jīng)常出現(xiàn)主軸驅(qū)動器上的熔斷器S3.2A熔斷現(xiàn)象。  分析與處理過程：該機床使用的是FANUC模擬式交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，且具有主軸“定向準?！?定位)選擇功能，主軸驅(qū)動器上的熔斷器S3.2A為主軸“定向準?！边x擇功能板的外部5V保護熔斷器?？紤]到機床上主軸“定向準?！睓z測磁性傳感器隨機床主軸箱頻繁上下運動，是最容易引起故障的部位，若連接不良較容

31、易引起磁性傳感器的5V短路，并引起集成電路損壞，導致S3.2熔斷器的熔斷。維修時經(jīng)過認真檢查，逐一測量5V回路，最終發(fā)現(xiàn)主軸驅(qū)動器中的一片SN74148N集成電路已經(jīng)損壞。在對磁性傳感進行重新連接，測量無短路后，更換SN74148N集成電路，故障排除。 例320主軸定位速度偏差過大的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC llM系統(tǒng)的臥式加工中心，當執(zhí)行M06換刀指令時，在主軸定向過程中，主軸驅(qū)動器發(fā)生AL-02報警。分析與處理過程：主軸驅(qū)動器AL-02報警的含義是“速度偏差過大”。為了判定故障原因，在MDI方式下，單獨執(zhí)行M19主軸定向準停指令，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器也存在同樣故障。據(jù)操作者介紹，此機床

32、在不同的Y軸位置，故障發(fā)生的情況有所不同；通常在Y軸的最低點，故障不容易發(fā)生。為了驗證，維修時把主軸箱下降到了最低點，在MDI方式下，執(zhí)行M19定向準停指令，發(fā)現(xiàn)確實主軸工作正常。根據(jù)以上現(xiàn)象分析，可以初步判定故障可能的原因是驅(qū)動器與電動機之間的信號電纜連接不良的可能性較大。維修時拆下電動機編碼器的連接器檢查，發(fā)現(xiàn)接頭松動，內(nèi)部有部分線連接不良。經(jīng)重新焊接后，主軸恢復正常。 例321主軸不能進行變速的故障維修 故障現(xiàn)象：一臺配套FANUC 6系統(tǒng)的立式加工中心，主軸在低速時(低于120r/min)時，S指令無效，主軸固定以120r/min轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)。分析與處理過程：由于主軸在低速時固定以120r

33、/min轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)，可能的原因是主軸驅(qū)動器有120r/min的轉(zhuǎn)速模擬量輸入，或是主軸驅(qū)動器控制電路存在不良。為了判定故障原因，檢查CNC內(nèi)部S代碼信號狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)它與S指令值一一對應；但測量主軸驅(qū)動器的數(shù)摸轉(zhuǎn)換輸出(測量端CH2)，發(fā)現(xiàn)即使是在S為0時，D/A轉(zhuǎn)換器雖然無數(shù)字輸入信號，但其輸出仍然有0.5V左右的電壓。由于本機床的最高轉(zhuǎn)速為2250 r/min，對照表7-28可以看出，當D/A轉(zhuǎn)換器輸出0.5V左右時，電動機轉(zhuǎn)速應在120r/min左右，因此可以判定故障原因是D/A轉(zhuǎn)換器(型號：DAC80)損壞引起的。例322變頻器出現(xiàn)過壓報警的維修 故障現(xiàn)象：某配套FANUC 0-TD系統(tǒng)的數(shù)

34、控車床，主軸電動機驅(qū)動采用三菱公司的E540變頻器，在加工過程中，變頻器出現(xiàn)過壓報警。分析與處理過程：仔細觀察機床故障產(chǎn)生的過程，發(fā)現(xiàn)故障總是在主軸起動、制動時發(fā)生，因此，可以初步確定故障的產(chǎn)生與變頻器的加/減速時間設定有關。當加/減速時間設定不當時，如主電動機起/制動頻繁或時間設定太短，變頻器的加/減速無法在規(guī)定的時間內(nèi)完成，則通常容易產(chǎn)生過電壓報警。修改變頻器參數(shù)，適當增加加/減速時間后，故障消除。例323直流主軸驅(qū)動器V79報警的維修 故障現(xiàn)象：某配套SIEMENS 3T系統(tǒng)的數(shù)控車床，配套SIEMENS 6RA26*系列直流主軸驅(qū)動器，開機后顯示主軸報警。分析與處理過程：檢查SIEME

35、NS 6RA26*系列直流主軸驅(qū)動器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器的V79報警燈亮。SIEMENS 6RA26*系列直流主軸驅(qū)動器的故障指示燈V79安裝于A3板上，報警的含義與SIEMENS 6RA26*系列直流伺服驅(qū)動器相同，屬于電源故障，其可能的原因有：1)電源相序接反。    2)電源缺相，相位不正確。3)電源電壓低于額定值的80。測量驅(qū)動器輸入電壓正常，相序正確，但主驅(qū)動仍有報警，因此可能的原因是電源板存在故障。根據(jù)SIEMENS 6RA26*系列直流主軸驅(qū)動器原理圖，逐級測量各板的電源回路，發(fā)現(xiàn)觸發(fā)板的同步電源中有一相低于正常電壓。檢查確認故障原因為印制電路板存在虛焊，導

36、致了同步電源的電壓降低，引起了V79電源報警。重新焊接后電壓恢復正常，報警消失，機床恢復正常。 例3246SC650無顯示故障維修 故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的立式加工中心，配套6SC6502主軸驅(qū)動器，在機床運行過程時，出現(xiàn)主軸驅(qū)動器無顯示故障。分析與處理過程：根據(jù)6SC6502維修說明，顯示器上所有數(shù)碼管均不亮，可能的故障原因如下：1)主電路進線斷路器跳閘。2)主回路進線電源至少有兩相以上缺相。3)驅(qū)動器至少有兩個以上的輸入熔斷器熔斷。4)電源模塊A0中的電源熔斷器熔斷。5)顯示模塊H1和控制器模塊N1之間連接故障。6)輔助控制電壓中的5V電源故障。7)控制模塊N1故障。根據(jù)

37、以上故障可能的原因，逐一檢查，并通過更換備用板，確認驅(qū)動器全部模塊均正常；驅(qū)動器電源輸入正確。測量驅(qū)動器輔助控制電壓DCl70正常，但DC30V、DC5V為“0”。由于整個驅(qū)動器中的全部模塊均已經(jīng)互換進行確認，因此故障原因只可能是驅(qū)動器機架不良。直接更換機架再次進行試驗，故障排除，主軸工作正常。為了確認故障部位，在拆下機架后進行認真檢查，發(fā)現(xiàn)該機架上的總線板30腳(DC30V總線)絕緣不良，對地電阻只有20k，從而引起了輔助電源的保護線路動作，使驅(qū)動器出現(xiàn)以上故障。 例325例3266SC650驅(qū)動器顯示888888的故障維修 例325故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的立式加工中心，配

38、套6SC6502主軸驅(qū)動器，在調(diào)試時，出現(xiàn)主軸驅(qū)動器顯示888888，主軸不能正常工作。   分析與處理過程：6SC650系列主軸驅(qū)動器的所有數(shù)碼均顯示888888，其常見的故障原因有：1)控制器模塊N1故障。2)控制器模塊N1上的EPROM安裝不良或軟件出錯。3)輸入/輸出模塊中的“復位”信號為“1”。考慮到驅(qū)動器是第一次使用，在出廠前已經(jīng)經(jīng)過出廠檢驗，故控制器模塊N1不良的可能性較?。粰z查EPROM安裝正確；驅(qū)動器亦未加入“復位”信號，因此排除了以上可能的原因。根據(jù)驅(qū)動器工作原理，打開驅(qū)動器仔細檢查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器內(nèi)部30V控制電壓僅為20V，直流母線DCl70V

39、預充電電壓為130V，由此判定故障是由于驅(qū)動器輔助控制電壓不正常引起的。檢查驅(qū)動器內(nèi)部直流整流模塊V14的連接，發(fā)現(xiàn)三相整流橋的ACl20V進線中有一相連線脫落。重新連接后，故障排除，主軸可以正常工作。 例326故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的立式加工中心，配套6SC6502主軸驅(qū)動器，在機床運行過程時，出現(xiàn)主軸驅(qū)動器顯示888888報警。分析與處理過程：故障現(xiàn)象與上例相同，故障的分析與處理過程同上；經(jīng)檢查在本例中引起故障的原因，是驅(qū)動器內(nèi)部輔助控制電源變壓器的進線熔斷器F4熔斷引起的，更換熔斷器后故障排除，機床恢復正常。 例3276SC650出現(xiàn)F41報警的維修 故障現(xiàn)象：一臺配套

40、SIEMENS 6SC6508交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的臥式加工中心，主軸制動時，驅(qū)動器出現(xiàn)F41報警。  分析與處理過程：SIEMENS 6SC6508交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)F41報警的含義為“中間電路過電壓”。由于機床在加工時工作正常，對照“6SC650系列交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷與維修”(參見本章第7.3.1節(jié))的有關內(nèi)容，分析在本機床上引起報警可能的原因如下：1)驅(qū)動器整流模塊A0不良。2)逆變晶體管模塊A1不良。3)直流母線斬波管V5、V1不良。為了進一步判定故障原因，通過驅(qū)動器復位消除報警后，重新起動主軸，主軸電動機加速、旋轉(zhuǎn)動作均正常。但在試驗幾次后，驅(qū)動器又出現(xiàn)F42(

41、中間電路過電流)報警，驅(qū)動器內(nèi)部有異常聲。打開驅(qū)動器檢查，發(fā)現(xiàn)逆變晶體管模塊A1板上有一組控制電路燒壞，對應的直流母線斬波管V1的BE極間電阻明顯大于V5，而且并聯(lián)在模塊兩端的大功率電阻R100(3.9/50W)燒斷、電容C100、C101(22PF/1000V)擊穿，中間電路熔斷器F7(125A、660V)熔斷。根據(jù)6SC6508主軸驅(qū)動系統(tǒng)的原理，驅(qū)動器主回路采用交流直流交流的變流形式，直流母線電壓為600V，制動采用回饋制動的形式，在制動時可以將能量回饋電網(wǎng)。斬波管V1和V5的作用是在制動時，控制直流母線的電流方向，實現(xiàn)能量的回饋。因此，如果V1和V5無法在制動時按照要求導通，制動能量就

42、無法回饋電網(wǎng)，必然引起直流母線電容組上的電壓超過允許的最大值，從而出現(xiàn)F41報警。同時，直流高壓將使電容C100、C101擊穿，導致中間電路短路，熔斷器F7動作，限流電阻R100損壞。根據(jù)以上分析，維修時在更換了斬波管V1，電容C100、C101，電阻R100，熔斷器F7及驅(qū)動板A1后，調(diào)速器恢復正常。為了防止故障的再次發(fā)生，在維修完成后，將驅(qū)動器的起動和制動時間(參數(shù)P16、P17)作了適當?shù)难娱L，以減少對元器件的沖擊；經(jīng)以上處理后故障不再發(fā)生。 例3286SC650出現(xiàn)F42報警的維修 故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的立式加工中心，配套6SC6502主軸驅(qū)動器，在機床到達用戶的第

43、一次調(diào)試時，出現(xiàn)主軸驅(qū)動器F42報警。分析與處理過程：6SC6502主軸驅(qū)動器出現(xiàn)F42報警的含義是“直流母線過電流報警”，報警可能的原因有：1)驅(qū)動器過載。2)A0故障(僅6SC6502和6503)3)互感器U11有故障。4)斬波管V1、V5故障。5)晶體管故障。6)直流母線中有短路。7)功率晶體管(V1V8)不良。8)U1模塊故障。9)參數(shù)設定不正確(P176過大)。10)N1模塊故障。由于機床為第一次開機，不可能產(chǎn)生驅(qū)動器過載，且機床出廠前工作正常，因此可以基本排除模塊、元器件不良的可能性，即：A0故障、U1模塊故障、N1模塊故障、互感器U11有故障、斬波管(V1、V5)故障、功率晶體管

44、(V1V8)不良的可能性較小。檢查驅(qū)動器參數(shù)設定正確。根據(jù)SIEMENS 6SC6502的結(jié)構(gòu)特點與以往的維修經(jīng)驗，當驅(qū)動器發(fā)生F42報警時，故障一般在斬波管V1、V5后的電路中發(fā)生短路。根據(jù)以上分析，打開驅(qū)動器，重點檢查斬波管V1、V5后的電路，最終發(fā)現(xiàn)該驅(qū)動器內(nèi)部的變壓器T1在運輸過程中鉚釘脫落，引起了直流母線短路，驅(qū)動器產(chǎn)生報警。重新固定變壓器T1，并進行仔細的檢查后，驅(qū)動器故障排除。 例3296SC650有異常響聲并出現(xiàn)F42報警的維修 故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的立式加工中心，配套6SC6502主軸驅(qū)動器，在開機時，發(fā)現(xiàn)主軸驅(qū)動器有異常響聲，驅(qū)動器顯示F42報警。分析與處理過程：6SC6502主軸驅(qū)動器出現(xiàn)F42報警的含義是“直流母線過電流”，報警可能的原因參見上例，由于故障時操作者聽到驅(qū)動器有異常聲，打開驅(qū)動器檢查，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器內(nèi)部斬波管V1、V5以及直流母線的RC保護回路中的電容器C100、C500、C3均已炸裂，并有部分斷裂處碰殼，引起了直流母線的過電流。更換RC保護回路，機