主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷與維修

1、SIMODRIVE 611 變頻器系統(tǒng)變頻器系統(tǒng)SIMODRIVE611 模擬式變頻器系統(tǒng)SIMODRIVE611 數(shù)字式變頻器系統(tǒng)帶SINUMERIK 840DSiemens 1PH7 主軸電機主軸電機1PH7 電機電機(AH 100 至至AH 160 和和AH 180/AH225)使用說明使用說明1PH7 空氣冷卻主軸電機具有以下特點空氣冷卻主軸電機具有以下特點l 電機的總長度縮短電機的總長度縮短l 集成的終端外殼設(shè)計集成的終端外殼設(shè)計(AH 100 至至AH160)將噪音曲將噪音曲線降至最低線降至最低l速度高達(dá)速度高達(dá)9 000 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分(可選用可選用12 000 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分)l 持續(xù)

2、提供各種額定轉(zhuǎn)矩即使停止時持續(xù)提供各種額定轉(zhuǎn)矩即使停止時l 對對SIMODRIVE 611 的各種功率級別進(jìn)行最優(yōu)配的各種功率級別進(jìn)行最優(yōu)配置置 1PH7 空氣冷卻型交流主軸電機是一種轉(zhuǎn)動平穩(wěn)空氣冷卻型交流主軸電機是一種轉(zhuǎn)動平穩(wěn)無須維護的四極鼠籠式異步電機。專門設(shè)計用于與無須維護的四極鼠籠式異步電機。專門設(shè)計用于與SIMODRIVE 611 變頻器系統(tǒng)相連接。變頻器系統(tǒng)相連接。 一臺提供單獨供風(fēng)的風(fēng)機沿軸向安裝在電動機的一臺提供單獨供風(fēng)的風(fēng)機沿軸向安裝在電動機的尾部。氣流的正常流向是從驅(qū)動端到非驅(qū)動端，以便尾部。氣流的正常流向是從驅(qū)動端到非驅(qū)動端，以便讓機床中的廢氣更好的排走。讓機床中的廢氣更

3、好的排走。 電機配置了一個內(nèi)置的編碼系統(tǒng)，用來感應(yīng)電機電機配置了一個內(nèi)置的編碼系統(tǒng)，用來感應(yīng)電機的轉(zhuǎn)速和間接的位置。這個編碼器能夠使的轉(zhuǎn)速和間接的位置。這個編碼器能夠使C 軸做為標(biāo)軸做為標(biāo)準(zhǔn)操作。也就是說，不再需要額外的編碼器來控制準(zhǔn)操作。也就是說，不再需要額外的編碼器來控制C軸。軸。變頻器（440系列）的主要報警及故障診斷如下表： 數(shù)控機床對主軸要求在很寬范圍內(nèi)轉(zhuǎn)速可調(diào)，恒功率范圍寬。要求機床有螺紋加工功能、準(zhǔn)停功能和恒功率加工等功能時，就要對主軸提出相應(yīng)的速度控制和位置控制要求。 主軸驅(qū)動系統(tǒng)也可稱為主軸伺服系統(tǒng)，相應(yīng)的主軸電動機裝配有編碼器作為主軸位置檢測；另一種方法就是在主軸上直接安裝

4、外置式的編碼器，這在機床改造和經(jīng)濟型數(shù)控車床中用得較多。 與交流伺服驅(qū)動一樣，交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)也有模擬式和數(shù)字式兩種形式，交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)與直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)相比，具有如下特點：. .螺紋加工出現(xiàn)螺紋加工出現(xiàn)“亂牙亂牙”故障故障. .主軸定位點不穩(wěn)定或主軸不能定位主軸定位點不穩(wěn)定或主軸不能定位749 報警（串行主軸通訊錯誤） 串行主軸放大器（SPM）和CNC 之間發(fā)生了通訊錯誤 可能的原因包括： 1. 連接電纜接觸不良。 2.CNC 印刷電路板故障。 3. 主軸放大器故障。 4.干擾。 1.1連接電纜： 檢查連接串行主軸放大器（SPM）和CNC的電纜接觸是否良好。 檢查電纜與插頭連接是否緊密，確

5、認(rèn)沒有任何容易折斷或切斷的地方。2.2 CNC 上的印刷電路板: 在主CPU 板上安裝了CNC 的主軸控制回路。若發(fā)生此報警，那么更換CPU 板。 主軸放大器模塊（SPM）:當(dāng)主軸放大器模塊（SPM）側(cè)發(fā)生錯誤時，SPM 會根據(jù)錯誤類型顯示代碼A，A1 或 A2。這種情況下，應(yīng)按照 FANUC i 系列伺服電機維修說明書. 3.3環(huán)境干擾: 如果以上任何一項措施都不能解決問題，那么檢測一下連接電纜的環(huán)境干擾。查看抗干擾措施的章節(jié)，采取正當(dāng)有效的措施。如再次加強電纜屏蔽，隔離電纜與電源線等。 750 號報警（串行主軸鏈起動不良）原因和處理:CNC 開機時串行主軸放大器（SPM）沒有達(dá)到正常的起動

6、狀態(tài)時，發(fā)生此報警。此報警不是在CNC 系統(tǒng)（帶有主軸放大器）正常起動后發(fā)生的。是在電源接通過程中發(fā)生故障時引發(fā)的?？赡艿脑虬ǎ?1. 接觸不良，接線不良，或電纜的連接錯誤。 2. CNC 開機時主軸放大器處于報警狀態(tài)。 3. 參數(shù)設(shè)定錯誤。 4. CNC 的印刷電路板故障。 5. 主軸放大器故障。SPE 0：在主軸串行控制中，串行主軸參數(shù)滿足主軸放大器的起動 條件。 1：在主軸串行控制中，串行主軸參數(shù)不滿足主軸放大器起動條件。S2E 0：在主軸串行控制起動中，第2 主軸正常。 1：在主軸串行控制起動中，第2 主軸方面檢測出異常。S1E 0：在主軸串行控制起動中，第1 主軸正常。 1：在主

7、軸串行控制起動中，第1 主軸方面檢測出異常。SHE 0 : CNC 的串行傳輸回路正常。 1：CNC 的串行傳輸回路檢測出異常。主軸模塊（七段顯示管）報警數(shù)字主軸控制板數(shù)字主軸ROM初始化燈不亮在主回路接通后，主軸放大器模塊初始化燈 PIL LED 不亮當(dāng)狀態(tài)顯示 -.(1) 如果此時數(shù)控畫面沒有“主軸通訊錯誤報警”檢查數(shù)控選擇參數(shù)位是否設(shè)定正確(2) 如果數(shù)控畫面出現(xiàn)“主軸通訊錯誤報警主軸電機不轉(zhuǎn)當(dāng)主軸模塊七段顯示管 -檢查主軸接口控制信號是否已經(jīng)輸入上述為PMC 地址MRDYA機床準(zhǔn)備SFRA主軸正轉(zhuǎn)信號輸入SRVA主軸反轉(zhuǎn)信號輸入當(dāng)主軸模塊七段顯示管顯示 00沒有主軸速度輸入，參照“FA

8、NUC AC SPINDLE MOTOR series 參數(shù)手冊” 檢查相應(yīng)的參數(shù)(3) 如果主軸模塊七段顯示管有一個報警出現(xiàn)參見后面的詳細(xì)說明其他相關(guān)參數(shù)主軸加/減速時間常數(shù)主軸放大器模塊七段顯示報警分類當(dāng)主軸模塊有報警出現(xiàn)時，主軸模塊七段顯示管會顯示相應(yīng)的數(shù)字如果有 A0 到 A4，或其它 Ax 的報警出現(xiàn)A, A0：主軸模塊控制程序沒有執(zhí)行。A1, A2, Ax：主軸控制程序處理故障。A3：主軸模塊（印刷板）出現(xiàn)一個時鐘錯誤A4：主軸控制回路檢測出一個 SRAM 奇偶錯誤Alarm code 01電機溫度過高(1) 是否在切削過程中出現(xiàn)的報警（電機溫度過高）(a) 檢查電機的冷卻狀態(tài) 主

9、軸電機風(fēng)扇是否旋轉(zhuǎn)，檢查風(fēng)扇電源接線，如果接線正常但風(fēng)扇電機仍然不轉(zhuǎn)，更換主軸電機風(fēng)扇。 是否是液冷電機，檢查冷卻系統(tǒng)。 是否（主軸電機周圍的）環(huán)境溫度過高，降低環(huán)境溫度到指定范圍(b) 報警發(fā)生時觀察負(fù)載表，如果屬于過切減切削銷量。(2) 如果輕載時仍然出現(xiàn)此報警（電機溫度過高）(a) 加/減速度頻率過高，調(diào)整程序，減少加/減速度頻率過快的現(xiàn)象。(b) 主軸參數(shù)設(shè)定不正確。(3) 如果電機溫度正常仍然出現(xiàn)此報警(a) 主軸傳感器反饋電纜故障。更換電纜(b) 主軸模塊中印刷線路板損壞更換印刷板。(c) 電機熱敏電阻 (internal thermostat) 損壞更換損壞部件Alarm cod

10、e 02實際主軸速度偏離指令速度（過大）(1) 加/減速過程中出現(xiàn)報警(a) 修正主軸加減速參數(shù)(b) 速度檢測參數(shù)設(shè)定不正確參閱主軸參數(shù)說明書FANUC AC SPINDLE MOTOR series(2) 是否是在切削過程中出現(xiàn)此報警(a) 切削過載，電機過負(fù)荷觀察負(fù)載表，檢查切削條件。(b) 輸出限制參數(shù)設(shè)定錯誤，修正參數(shù)Alarm code 03直流環(huán)（DC link）保險熔斷 （直流環(huán)電壓低）檢查急停按鈕是否釋放(1) 在主軸運轉(zhuǎn)時出現(xiàn)報警直流環(huán)保險可能熔斷，更換保險引起原因： 動力線短路 電機繞組對地短路 IGBT 或 IPM 模塊損壞(2) 按急停釋放后，電源模塊 PSM 前的

11、MCC 是否吸合后又?jǐn)嚅_(a) 直流環(huán)（DC link ）短線檢查直流環(huán)端子 DC link (TB1) 的連接(b) 電纜故障電源單元與主軸單元連接的端子 (JX1B-JX1A) 的第9 腳是否與0V 短路更換電纜(c) 主軸單元上直流環(huán)保險熔斷或主軸單元損壞Alarm code 04電源單元輸入三相電源卻相(1) 電源模塊上七段顯示管是否有06 號報警(2) 電源單元沒有報警(a) 電纜故障電源模塊與主軸單元連接電纜 (JX1B) (JX1A) 故障更換電纜(b) 主軸模塊損壞更換主軸模塊或損壞的印刷板Alarm code 07電機的實際轉(zhuǎn)速超過最大額定轉(zhuǎn)速的115%(1) 在同步方式時出

12、現(xiàn)報警是否存在主軸正傳或主軸反轉(zhuǎn)信號 (SFR, SRV) 關(guān)斷的現(xiàn)象修改梯形圖，在主軸同步方式時不使(SFR, SRV)關(guān)斷。(2) 當(dāng)電機停止時仍然出現(xiàn)報警(a) 主軸傳感器電纜故障。檢查主軸內(nèi)裝式傳感器是否短線更換電纜(b) 內(nèi)裝式主軸傳感器調(diào)整不正確調(diào)整主軸傳感器Alarm code 09(1) 是否是在切削時出現(xiàn)的（導(dǎo)熱槽溫度過高）(a) 如果負(fù)載低于允許值仍然出現(xiàn)此報警，檢查導(dǎo)熱槽環(huán)境溫度 如果冷卻風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動，檢查風(fēng)扇接線情況（連接端子CX1A/B），如果連接插頭沒有問題但是風(fēng)扇仍然不能夠旋轉(zhuǎn)，更換主軸單元。 如果是因為環(huán)境溫度過高引起的，降低外圍環(huán)境溫度。(b) 如果通過負(fù)載表

13、確認(rèn)該報警是由于過載引起的，應(yīng)改善切削條件。(c) 如果是由于主軸模塊的散熱片過臟引起散熱不好，造成報警，則清理散熱片灰塵，改善散熱片通風(fēng)情況。(2) 如果報警在輕載荷情況下仍然發(fā)生（輕載荷時散熱片仍然發(fā)熱）(a) 是否有頻繁加/減速的情況，改善加工程序。(b) 電機參數(shù)設(shè)定不正確。參閱 FANUC AC SPINDLE MOTOR series 參數(shù)手冊 (B-65160E).Alarm code 11監(jiān)測到直流環(huán)（DC link voltage）電壓過高(1) 此時如果電源單元七段顯示管出現(xiàn)“7” 狀態(tài)報警參閱電源單元“7” 狀態(tài)報警相應(yīng)處理。(2) 如果電源單元七段顯示管沒有報警(a)

14、電纜故障檢查電源單元和主軸模塊之間的插頭(JX1B) 和(JX1A) 是否有故障更換電纜(b) 主軸模塊損壞更換主軸模塊或相應(yīng)的印刷板5-2-8 Alarm code 12直流環(huán)（DC link）過電流對于 SPM-2.2 to SPM-11 和 SPM-11HV 的模塊，12 號報警表明主回路上開關(guān)電源模板 (IPM) 檢測到一個過載、或過流、或低電壓故障。(1) 對于 SPM-2.2 到 SPM-11 和 SPM-11HV 模塊檢查有無09 號報警出現(xiàn)(2) 如果12 號報警是在主軸運轉(zhuǎn)指令發(fā)出后立即出現(xiàn)(a) 電機動力線有問題檢查電機動力線是否對地有短路發(fā)生(b) 電機絕緣損壞如果有繞阻

15、對地短路情況，更換電機。(c) 主軸參數(shù)設(shè)定不正確參閱“FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E)”(d) 主軸單元損壞IGBT, IPM 可能已經(jīng)損壞，更換主軸模塊(3) 如果是在主軸旋轉(zhuǎn)后出現(xiàn)報警(a) 逆變電源故障IGBT, IPM 可能已經(jīng)損壞更換主軸模塊檢查是否放大器模塊安裝條件不符合說明書之規(guī)定，或者由于散熱片過臟造成冷卻不良，導(dǎo)致模塊損壞。安裝條件參閱“FANUC SERVO AMPLIFIER series Descriptions (B-65162E)”(b) 參數(shù)設(shè)定不正確參閱“FANUC AC SPI

16、NDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E)”按照電機規(guī)格正確設(shè)定參數(shù)(c) 速度傳感器信號故障調(diào)整或更換主軸速度傳感器Alarm code 13CPU 板上的存儲器故障，確認(rèn)電源已經(jīng)接通。更換主軸模塊或主軸模塊中的線路板。 Alarm code 15主軸輸出信號切換不正常當(dāng)主軸指令輸出一秒鐘以后，等待 DI 信號：SPSL主軸選通請求，主回路、子回路RSL速度區(qū)域切換，高速區(qū)、低速區(qū)以及應(yīng)答信號：MCFN主回路應(yīng)答MFNHG 主回路MCC 開、關(guān)RCH高、低速區(qū)切換應(yīng)答RCHHGMCC 高速開、關(guān))當(dāng)報警出現(xiàn)時請確認(rèn)下述狀態(tài)(a) 電源輸入端的接

17、觸器正常如果接觸器損壞，更換。(b) I/O 單元或接觸器觸點損壞I/O 單元損壞或連線損壞(c) 梯形圖邏輯錯誤修改梯形圖Alarm code 16電源接通時RAM 檢測故障更換主軸模塊或主軸模塊中的線路板。Alarm codes 19 and 20電源接通時 U 相 (alarm code 19) 或 V 相 (alarm code 20) 電流檢測過高。更換主軸模塊或主軸模塊中的線路板。Alarm code 24數(shù)控系統(tǒng)到主軸之間的通訊出錯(a) 在數(shù)控與主軸放大器之間通訊中出現(xiàn)一個干擾信號是否電纜超過限定長度？參閱“FANUC SERVO AMPLIFIER series Descri

18、ptions (B-65162E)，第九章”檢查電纜(b) 可能由于信號電纜和動力電纜捆在一起將信號電纜和動力電纜分開(c) 電纜損壞更換電纜如果使用的是光纜連接，檢查光纜適配器及連接是否有問題。(d) 主軸模塊故障更換主軸模塊或主軸模塊中的線路板。(e) 數(shù)控系統(tǒng)側(cè)主軸輸出接口故障Alarm code 26在 Cs 軸（輪廓控制）情況下，傳感器反饋出錯。 主軸模塊采用高分辨率磁傳感器 TYPE2 (使用 JY2 和 JY5 端子連接)，采用分辨率1000 的磁傳感器通過接口 JY2 側(cè)的信號太弱。 當(dāng)放大器采用高分辨率磁傳感器1000 to 3000，（采用內(nèi)裝式磁傳感器TYPE2 僅在JY

19、5 接口情況下) 當(dāng)使用 SPM TYPE4 方式，采用內(nèi)裝式 (MZ sensor) 傳感器時，JY2 收到的信號太弱。(1) 電機停止時仍然報警(a) 參數(shù)設(shè)定錯誤參照“FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E),”修正參數(shù)(b) 傳感器需要調(diào)整，或者電纜故障調(diào)整傳感器或者更換電纜(c) 印刷線路板壞更換主軸模塊或主軸模塊中的線路板。(2) 當(dāng)拆掉電纜后是否報警(a) 電纜故障，或不良接觸。導(dǎo)線破損或電纜壞，需更換。(3) 當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時，出現(xiàn)報警(a) 連接主軸模塊和傳感器端子的電纜故障，或屏蔽處理不好。The shi

20、elding of參照“FANUC SERVO AMPLIFIER series Descriptions (B-65162E),”第9 章連接。并確認(rèn)屏蔽接地處理(b) 可能由于信號電纜和動力電纜捆在一起將信號電纜和動力電纜分開(c) 改善電纜連接環(huán)（屏蔽接地處理、動力信號分開）Alarm code 27位置傳感器信號異常 位置編碼器短線 當(dāng)使用 MZ 或 BZ 傳感器，其通過 JY2 進(jìn)入主軸放大器的信號太弱 當(dāng)使用內(nèi)裝式傳感器 SPM TYPE2 通過 JY2 和 JY5 ，在 JY2 側(cè)的信號太弱 當(dāng)使用高分辨率磁編碼器時，通過 JY2 和 JY5 連接器，在128 到384 的頻率范

21、圍，進(jìn)入 JY5 的信號太弱。 進(jìn)入 JY5 的主軸傳感器信號太弱(1) 當(dāng)電機不轉(zhuǎn)時仍然報警(a) 參數(shù)設(shè)定錯誤參照“FANUC AC SPINDLE MOTORseries Parameter Manual (B-65160E),”第二章，檢查傳感器參數(shù)設(shè)定(b) 連接 JY4 （位置編碼器）的電纜短線更換電纜(c) 傳感器調(diào)整不正確按照說明書第1 部分 調(diào)整傳感器，如果調(diào)整后仍然不能正常使用，更換電纜或編碼器(d) 主軸模塊損壞更換主軸模塊或印刷線路板(2) 當(dāng)將電纜拆開，旋轉(zhuǎn)主軸時出現(xiàn)報警(a) 連接接觸不好，或電纜損壞對地屏蔽不好，重新連接。(3) 當(dāng)電機旋轉(zhuǎn)時報警(a) 傳感器到主

22、軸模塊之間的電纜屏蔽不良。參見“Connection, in FANUC SERVO AMPLIFIER series Descriptions(B-65162E)”第 9 章，電纜屏蔽的連接(b) 可能由于信號電纜和動力電纜捆在一起將信號電纜和動力電纜分開在 Cs 軸輪廓控制時，出現(xiàn)異常； 當(dāng)使用內(nèi)裝式磁傳感器在 SPM TYPE2 方式下（通過 JY2 和 JY5），在高分辨率側(cè)（1000 到3000）時，通過 JY5 側(cè)的信號太弱。當(dāng)使用內(nèi)裝式磁傳感器 (MZ sensor) 在 SPM TYPE4 方式下，通過 JY5側(cè)的信號太弱。此報警情況同26 號報警。Alarm code 30檢

23、測出電源模塊輸入的三相電源過電流(1) 源模塊出現(xiàn)01 號報警參見電源模塊報警01 的處理排除故障(2) 電源模塊沒有報警(a) 電纜故障電源模塊端子 (JX1B) 和主軸模塊 SPM (JX1A) 端子之間的電纜故障更換電纜(b) 主軸模塊損壞更換主軸模塊或印刷線路板Alarm code 41 位置編碼器一轉(zhuǎn)信號沒有發(fā)出 MZ 傳感器或 BZ 傳感器一轉(zhuǎn)信號故障 位置編碼器一轉(zhuǎn)信號不正確(1) 當(dāng)準(zhǔn)停使用一轉(zhuǎn)信號時(a) 參數(shù)設(shè)定不正確檢查齒輪比設(shè)定是否正確（設(shè)定齒輪比與實際機械齒輪比不穩(wěn)和）(b) 機械主軸和主軸電機之間出現(xiàn)丟轉(zhuǎn)檢查V 型皮帶或傳動鏈的連接(2) 其他場合(a) 參數(shù)設(shè)定不

24、正確參閱“FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E)”檢查傳感器設(shè)定參數(shù)(b) 傳感器 (MZ 傳感器或 BZ 傳感器) 調(diào)整不正確經(jīng)正確調(diào)整后仍然不能夠使用，更換傳感器。(c) 位置編碼器損壞更換位置編碼器(d) 傳感器到主軸模塊的電纜屏蔽連接不良參閱“Connection, in FANUC SERVO AMPLIFIER series Descriptions(B-65162E)”第9 章，電纜屏蔽的連接。(e) 可能由于信號電纜和動力電纜捆在一起將信號電纜和動力電纜分開(f) 主軸放大器模塊故障更換主軸模塊和主軸模塊中印刷線路板Alarm code 42 位置編碼器一轉(zhuǎn)信號不良 MZ 型傳感器或 BZ 型傳感器一轉(zhuǎn)信號不良 內(nèi)裝式位置編碼器一轉(zhuǎn)信號不良(a) 參數(shù)設(shè)定不正確參閱“FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160