主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修50例

1、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修50例本文來自數(shù)控技術(shù)論壇：本文來自數(shù)控技術(shù)論壇：1FANUC主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)故障維修22例例301機(jī)床劇烈抖動(dòng)、驅(qū)動(dòng)器顯示機(jī)床劇烈抖動(dòng)、驅(qū)動(dòng)器顯示AL04報(bào)警報(bào)警故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC6系統(tǒng)的立式加工中心在加工過程中，機(jī)床出現(xiàn)劇烈抖動(dòng)、交流主軸驅(qū)動(dòng)器顯示AL04報(bào)警。分析與處理過程：分析與處理過程：FANUC交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)AL04報(bào)警的含義為“交流輸入電路中的P1、F2、F3熔斷器

2、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(duì)上述故障原因，逐一進(jìn)行檢查。檢查交流輸入電源，在交流主軸驅(qū)動(dòng)器的輸入電源，測(cè)得R、S相輸入電壓為220V，但T相的交流輸入電壓僅為120V，表明驅(qū)動(dòng)器的三相輸入電源存在問題。進(jìn)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(jī)床電源輸入均同樣存在不平衡，從而說明故障原因不在機(jī)床本身。檢查車間

3、開關(guān)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(dòng)，從而造成三相輸入電源不平衡；重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常。例302驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)報(bào)警驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)報(bào)警“A”的故障維修的故障維修故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC0T的數(shù)控車床，開機(jī)后，系統(tǒng)處在“急?！睜顟B(tài)，顯示“NOTREADY”，操作面板上的主軸報(bào)警指示燈亮。分析與處理過程：分析與處理過程：根據(jù)故障現(xiàn)象，檢查機(jī)床交流主軸驅(qū)動(dòng)器，發(fā)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)器顯示為“A”。根

4、據(jù)驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警顯示，由本章前述可知，驅(qū)動(dòng)器報(bào)警的含義是“驅(qū)動(dòng)器軟件出錯(cuò)”，這一報(bào)警在驅(qū)動(dòng)器受到外部偶然干擾時(shí)較容易出現(xiàn)，解決的方法通常是對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行初始化處理。在本機(jī)床按如下步驟進(jìn)行了參數(shù)的初始化操作：1)切斷驅(qū)動(dòng)器電源，將設(shè)定端S1置TEST。2)接通驅(qū)動(dòng)器電源。3)同時(shí)按住MODE、UP、DOWN、DATASET4個(gè)鍵4)當(dāng)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(shí)按住MODE、UP鍵，使參數(shù)顯示FC22。

5、6)按住DATASET鍵1s以上，顯示器顯示“GOOD”，標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)寫入完成。7)切斷驅(qū)動(dòng)器電源，將S1(SH)重新置“DRIVE”。通過以上操作，驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)正常，報(bào)警消失，機(jī)床恢復(fù)正常工作。例303驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)過電流報(bào)警的故障維修驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)過電流報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC11M系統(tǒng)的臥式加工中心，在加工時(shí)主軸運(yùn)行突然停止，驅(qū)動(dòng)器顯示過電流報(bào)警。分析與處理過程：分析與處理過程：經(jīng)查交流主軸驅(qū)動(dòng)器主回路，發(fā)現(xiàn)再生制動(dòng)

6、回路、主回路的熔斷器均熔斷，經(jīng)更換后機(jī)床恢復(fù)正常。但機(jī)床正常運(yùn)行數(shù)天后，再次出現(xiàn)同樣故障。由于故障重復(fù)出現(xiàn)，證明該機(jī)床主軸系統(tǒng)存在問題，根據(jù)報(bào)警現(xiàn)象，分析可能存在的主要原因有：1)主軸驅(qū)動(dòng)器控制板不良。2)電動(dòng)機(jī)連續(xù)過載。3)電動(dòng)機(jī)繞組存在局部短路。在以上幾點(diǎn)中，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際加工情況，電動(dòng)機(jī)過載的原因可以排除?？紤]到換上元器件后，驅(qū)動(dòng)器可以正常工作數(shù)天，故主軸驅(qū)動(dòng)器控制板不良的可能性亦較小。因此，故障原因可能性最大的是電動(dòng)機(jī)繞組存在局部

7、短路。維修時(shí)仔細(xì)測(cè)量電動(dòng)機(jī)繞組的各相電阻，發(fā)現(xiàn)U相對(duì)地絕緣電阻較小，證明該相存在局部對(duì)地短路。上述報(bào)警可以通過復(fù)位鍵清除，清除后系統(tǒng)能夠起動(dòng)，主軸無報(bào)警，但在正常執(zhí)行各軸的手動(dòng)參考點(diǎn)返回動(dòng)作后，當(dāng)Z軸向下移動(dòng)時(shí)，又發(fā)生上述報(bào)警。由于實(shí)際機(jī)床發(fā)生報(bào)警時(shí)，只是Z軸向下移動(dòng)，主軸電動(dòng)機(jī)并沒有旋轉(zhuǎn)，同時(shí)也不發(fā)熱?？紤]到主軸電動(dòng)機(jī)是伴隨著Z軸一起上下移動(dòng)，據(jù)此可以大致判定故障是由于Z軸移動(dòng)，引起主軸電動(dòng)機(jī)電纜彎曲，產(chǎn)生接觸不良所致。打開主軸電動(dòng)機(jī)

8、接線盒檢查，發(fā)現(xiàn)接線盒內(nèi)插頭上的主軸電動(dòng)機(jī)熱敏電阻接線松動(dòng)；重新連接后，故障排除，機(jī)床恢復(fù)正常。例306主軸高速出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障維修主軸高速出現(xiàn)異常振動(dòng)的故障維修故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：某配套FANUC0TA2系統(tǒng)的數(shù)控車床，當(dāng)主軸在高速(3000rmin以上)旋轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)床出現(xiàn)異常振動(dòng)。分析與處理過程：分析與處理過程：數(shù)控機(jī)床的振動(dòng)與機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)整以及機(jī)械系統(tǒng)的固有頻率、主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率等因素有關(guān)，其原因通常比較復(fù)雜。但

9、在本機(jī)床上，由于故障前交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)工作正常，可以在高速下旋轉(zhuǎn)；且主軸在超過3000rmin時(shí)，在任意轉(zhuǎn)速下振動(dòng)均存在，可以排除機(jī)械共振的原因。檢查機(jī)床機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的安裝與連接，未發(fā)現(xiàn)異常，且在脫開主軸電動(dòng)機(jī)與機(jī)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(dòng)系統(tǒng)的電氣部分。經(jīng)仔細(xì)檢查機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)連接，最終發(fā)現(xiàn)該機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)器的接地線連接不良，將接地線重新連接后，機(jī)床恢復(fù)正常

10、。例307主軸聲音沉悶并出現(xiàn)過電流報(bào)警的故障維修主軸聲音沉悶并出現(xiàn)過電流報(bào)警的故障維修故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FIDIAl2系統(tǒng)、FANUCl5型直流主軸驅(qū)動(dòng)的數(shù)控仿型銑床，主軸在起動(dòng)后，運(yùn)轉(zhuǎn)過程中聲音沉悶；當(dāng)主軸制動(dòng)時(shí)，CRT顯示“FEEDHOLD”，主軸驅(qū)動(dòng)裝置的“過電流”報(bào)警指示燈亮。分析與處理過程：分析與處理過程：為了判別主軸過電流報(bào)警產(chǎn)生的原因，維修時(shí)首先脫開了主軸電動(dòng)機(jī)與主軸間的聯(lián)接，檢查機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)，未發(fā)現(xiàn)異常，因此排

11、除了機(jī)械上的原因。接著又測(cè)量、檢查了電動(dòng)機(jī)的繞組、對(duì)地電阻及電動(dòng)機(jī)的連接情況，在對(duì)換向器及電刷進(jìn)行檢查時(shí)，發(fā)現(xiàn)部分電刷已到達(dá)使用極限，換向器表面有嚴(yán)重的燒熔痕跡。針對(duì)以上問題，維修時(shí)首先更換了同型號(hào)的電刷；并拆開電動(dòng)機(jī)，對(duì)換向器的表面進(jìn)行了修磨處理，完成了對(duì)電動(dòng)機(jī)的維修。重新安裝電動(dòng)機(jī)后再進(jìn)行試車，當(dāng)時(shí)故障消失；但在第二天開機(jī)時(shí)，又再次出現(xiàn)上述故障，并且在機(jī)床通電約30min之后，故障就自動(dòng)消失。根據(jù)以上現(xiàn)象，由于排除了機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、主

12、軸電動(dòng)機(jī)、連接方面的原因，故而可以判定故障原因在主軸驅(qū)動(dòng)器上。對(duì)照主軸伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的原理圖，重點(diǎn)針對(duì)電流反饋環(huán)節(jié)的有關(guān)線路，進(jìn)行了分析檢查；對(duì)電路板中有可能虛焊的部位進(jìn)行了重新焊接，對(duì)全部接插件進(jìn)行了表面處理，但故障現(xiàn)象仍然不變。由于維修現(xiàn)場(chǎng)無驅(qū)動(dòng)器備件，不可能進(jìn)行驅(qū)動(dòng)器的電路板互換處理，為了確定故障的大致部位，針對(duì)機(jī)床通電約30min后，故障可以自動(dòng)消失這一特點(diǎn)，維修時(shí)采用局部升溫的方法。通過吹風(fēng)機(jī)在距電路板8~10cm處，對(duì)電路板的

13、每一部分進(jìn)行了局部升溫，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當(dāng)對(duì)觸發(fā)線路升溫后，主軸運(yùn)轉(zhuǎn)可以馬上恢復(fù)正常。由此分析，初步判定故障部位在驅(qū)動(dòng)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(jìn)一步分析故障原因，在主軸驅(qū)動(dòng)器工作時(shí)，三相全控橋整流主回路，有一相無觸發(fā)脈沖，導(dǎo)致直流母線整流電壓波形脈動(dòng)變大，諧波分量提高，產(chǎn)生

14、電動(dòng)機(jī)換向困難，電動(dòng)機(jī)運(yùn)行聲音沉悶。當(dāng)主軸制動(dòng)時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)器采用的是回饋制動(dòng)，控制線路首先要關(guān)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(shí)同樣由于缺一相觸發(fā)脈沖，使能量不能及時(shí)回饋電網(wǎng)，因此電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生過流，驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生過流報(bào)警，保護(hù)電路動(dòng)作。例308~例311主軸只有漂移轉(zhuǎn)速的故障維修主軸只有漂移轉(zhuǎn)速的故障維修例308故障現(xiàn)象：故障現(xiàn)象：一臺(tái)配套FANUC7系統(tǒng)的數(shù)控銑床，主軸在自動(dòng)或手動(dòng)操作方式下，轉(zhuǎn)速達(dá)不到指令轉(zhuǎn)速，僅有1~

15、2rmin，正、反轉(zhuǎn)情況相同，系統(tǒng)無任何報(bào)警。分析與處理過程：分析與處理過程：由于本機(jī)床具有主軸換檔功能，為了驗(yàn)證機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作，維修時(shí)在MDI方式下進(jìn)行了高、低換檔動(dòng)作試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)機(jī)床動(dòng)作正常，說明機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)的變速機(jī)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(dòng)器的電纜連接以及主軸驅(qū)動(dòng)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(dòng)器工作正常。進(jìn)一步測(cè)量主軸驅(qū)動(dòng)器的指令電壓輸入VCMD，發(fā)現(xiàn)在任何S指令下，VCMD總是