12__变频主轴部分.ppt

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1、主轴变频系统常见故障及处理：主轴变频系统常见故障及处理：主要有以下原因：主要有以下原因：主要有以下原因：主要有以下原因：1 1 1 1）检查）检查）检查）检查CNCCNCCNCCNC系统是否有速度控制信号输出。系统是否有速度控制信号输出。系统是否有速度控制信号输出。系统是否有速度控制信号输出。2 2 2 2）主轴驱动装置故障。）主轴驱动装置故障。）主轴驱动装置故障。）主轴驱动装置故障。3 3 3 3）主轴电动机故障。）主轴电动机故障。）主轴电动机故障。）主轴电动机故障。4 4 4 4）变频器输出端子）变频器输出端子）变频器输出端子）变频器输出端子U U U U、V V V V、W W W W不

2、能提供电源。造不能提供电源。造不能提供电源。造不能提供电源。造 成此种情况可能有以下原因：成此种情况可能有以下原因：成此种情况可能有以下原因：成此种情况可能有以下原因：a)a)a)a)报警报警报警报警 b)b)b)b)频率指定源和运行指定源的参数是否设置正确。频率指定源和运行指定源的参数是否设置正确。频率指定源和运行指定源的参数是否设置正确。频率指定源和运行指定源的参数是否设置正确。c)c)c)c)智能输入端子的输入信号是否正确。智能输入端子的输入信号是否正确。智能输入端子的输入信号是否正确。智能输入端子的输入信号是否正确。1.主轴电机不转 造成电机反转的原因主要有：造成电机反转的原因主要有：

3、造成电机反转的原因主要有：造成电机反转的原因主要有：1 1 1 1）检查）检查）检查）检查输出端子输出端子输出端子输出端子U/T1U/T1U/T1U/T1，V/T2V/T2V/T2V/T2和和和和W/T3W/T3W/T3W/T3的连接是否正确的连接是否正确的连接是否正确的连接是否正确？（使得电机的相序与端子连接相对应，通常来说：正转使得电机的相序与端子连接相对应，通常来说：正转使得电机的相序与端子连接相对应，通常来说：正转使得电机的相序与端子连接相对应，通常来说：正转（FWDFWDFWDFWD）U U U UV V V VW W W W，和反转（和反转（和反转（和反转（REVREVREVREV

4、）U U U UW W W WV V V V）3 3 3 3）检查检查检查检查控制端子（控制端子（控制端子（控制端子（FWFWFWFW）和（和（和（和（RVRVRVRV）连线是否正确连线是否正确连线是否正确连线是否正确？（？（？（？（端子端子端子端子(FW(FW(FW(FW）用于正转，用于正转，用于正转，用于正转，（RVRVRVRV）用于反转用于反转用于反转用于反转 ）2.2.电机反转电机反转 主要原因可能有：主要原因可能有：主要原因可能有：主要原因可能有：1 1 1 1）如果使用模拟输入，是否用电流或电压如果使用模拟输入，是否用电流或电压如果使用模拟输入，是否用电流或电压如果使用模拟输入，是

5、否用电流或电压“O O O O”或或或或“OIOIOIOI”i.i.i.i.检查连线检查连线检查连线检查连线 ii.ii.ii.ii.检查电位器或信号发生器检查电位器或信号发生器检查电位器或信号发生器检查电位器或信号发生器 2 2 2 2）负载太重负载太重负载太重负载太重 i.i.i.i.减少负载减少负载减少负载减少负载 ii.ii.ii.ii.重负载激活了过载限定重负载激活了过载限定重负载激活了过载限定重负载激活了过载限定 3.3.电机转速不能到达电机转速不能到达 造成电机过载原因有：造成电机过载原因有：造成电机过载原因有：造成电机过载原因有：1 1 1 1）机械负载是否有突变）机械负载是否

6、有突变）机械负载是否有突变）机械负载是否有突变 2 2 2 2）电机配用太小）电机配用太小）电机配用太小）电机配用太小 3 3 3 3）电机发热绝缘变差）电机发热绝缘变差）电机发热绝缘变差）电机发热绝缘变差 4 4 4 4）电压是否波动较大）电压是否波动较大）电压是否波动较大）电压是否波动较大 5 5 5 5）是否存在缺相）是否存在缺相）是否存在缺相）是否存在缺相 6 6 6 6）机械负载增大）机械负载增大）机械负载增大）机械负载增大 7 7 7 7）供电电压过低）供电电压过低）供电电压过低）供电电压过低 4.4.电机过载电机过载 造成变频器过载原因有：造成变频器过载原因有：造成变频器过载原因

7、有：造成变频器过载原因有：1 1 1 1）检查变频器容量是否配小，否则加大容量。）检查变频器容量是否配小，否则加大容量。）检查变频器容量是否配小，否则加大容量。）检查变频器容量是否配小，否则加大容量。2 2 2 2）检查机械负载是否有卡死现象。）检查机械负载是否有卡死现象。）检查机械负载是否有卡死现象。）检查机械负载是否有卡死现象。3 3 3 3）V/FV/FV/FV/F曲线设定不良，重新设定。曲线设定不良，重新设定。曲线设定不良，重新设定。曲线设定不良，重新设定。5.5.变频器过载变频器过载主要原因有：主要原因有：1 1 1 1）负载波动是否太大。）负载波动是否太大。）负载波动是否太大。）负

8、载波动是否太大。2 2 2 2）电源是否不稳。）电源是否不稳。）电源是否不稳。）电源是否不稳。3 3 3 3）该现象是否出现在某一特定频率下。此现象可）该现象是否出现在某一特定频率下。此现象可）该现象是否出现在某一特定频率下。此现象可）该现象是否出现在某一特定频率下。此现象可 以稍微改变输出频率，使用跳频设定将此有问题的以稍微改变输出频率，使用跳频设定将此有问题的以稍微改变输出频率，使用跳频设定将此有问题的以稍微改变输出频率，使用跳频设定将此有问题的 频率跳过。频率跳过。频率跳过。频率跳过。4 4 4 4）外界干扰。）外界干扰。）外界干扰。）外界干扰。6.6.主轴转速不稳定主轴转速不稳定主要原

9、因有：主要原因有：1 1 1 1）最大频率设定是否正确。）最大频率设定是否正确。）最大频率设定是否正确。）最大频率设定是否正确。2)2)2)2)验证验证验证验证V/FV/FV/FV/F设定值与主轴电机规格是否相匹配。设定值与主轴电机规格是否相匹配。设定值与主轴电机规格是否相匹配。设定值与主轴电机规格是否相匹配。3 3 3 3）确保所有比例项参数设定正确。）确保所有比例项参数设定正确。）确保所有比例项参数设定正确。）确保所有比例项参数设定正确。7.7.主轴转速与变频器输出频率不匹配主轴转速与变频器输出频率不匹配 主要原因有：主要原因有：当当当当进进进进行行行行螺螺螺螺纹纹纹纹切切切切削削削削或或

10、或或用用用用每每每每转转转转进进进进给给给给指指指指令令令令切切切切削削削削时时时时，会会会会出出出出现现现现停停停停止止止止进进进进给给给给、主主主主轴轴轴轴仍仍仍仍继继继继续续续续运运运运转转转转的的的的故故故故障障障障。要要要要执执执执行行行行每每每每转转转转进进进进给给给给的的的的指指指指令令令令，主主主主轴轴轴轴必必必必须须须须有有有有每每每每转转转转一一一一个个个个脉脉脉脉冲冲冲冲的的的的反反反反馈馈馈馈信信信信号号号号，一一一一般般般般情情情情况况况况下为主轴编码器有问题。可以用以下方法来确定：下为主轴编码器有问题。可以用以下方法来确定：下为主轴编码器有问题。可以用以下方法来确定

11、：下为主轴编码器有问题。可以用以下方法来确定：1 1 1 1）CRTCRTCRTCRT画面有报警显示。画面有报警显示。画面有报警显示。画面有报警显示。2 2 2 2）通过）通过）通过）通过PLCPLCPLCPLC状态显示观察编码器的信号状态。状态显示观察编码器的信号状态。状态显示观察编码器的信号状态。状态显示观察编码器的信号状态。3 3 3 3）用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，）用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，）用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，）用每分钟进给指令代替每转进给指令来执行程序，观察故障是否消失。观察故障是否消失。观察故障是否消失。观察故障是否消失

12、。8.8.主轴与进给不匹配（螺纹加工时）主轴与进给不匹配（螺纹加工时）1 1 1 1）保持变频器的清洁，不要让灰尘等其它杂质进入。）保持变频器的清洁，不要让灰尘等其它杂质进入。）保持变频器的清洁，不要让灰尘等其它杂质进入。）保持变频器的清洁，不要让灰尘等其它杂质进入。2 2 2 2）特别注意避免断线或连接错误。）特别注意避免断线或连接错误。）特别注意避免断线或连接错误。）特别注意避免断线或连接错误。3 3 3 3）牢固连接接线端和连接器。）牢固连接接线端和连接器。）牢固连接接线端和连接器。）牢固连接接线端和连接器。4 4 4 4）确保使用具有合适容量的熔断器，漏电断路器，交流）确保使用具有合适

13、容量的熔断器，漏电断路器，交流）确保使用具有合适容量的熔断器，漏电断路器，交流）确保使用具有合适容量的熔断器，漏电断路器，交流 接触器，电机连线。接触器，电机连线。接触器，电机连线。接触器，电机连线。5 5 5 5）切断电源后应等待至少）切断电源后应等待至少）切断电源后应等待至少）切断电源后应等待至少5 5 5 5分钟，才能进行维护或检查。分钟，才能进行维护或检查。分钟，才能进行维护或检查。分钟，才能进行维护或检查。6 6 6 6）设备应远离潮湿和油雾，灰尘，金属丝等杂质。）设备应远离潮湿和油雾，灰尘，金属丝等杂质。）设备应远离潮湿和油雾，灰尘，金属丝等杂质。）设备应远离潮湿和油雾，灰尘，金属

14、丝等杂质。注意事项注意事项例例例例1 1 1 1：驱动器出现过电流报警的故障维修驱动器出现过电流报警的故障维修驱动器出现过电流报警的故障维修驱动器出现过电流报警的故障维修 故障现象：故障现象：某数控车床，在加工时主轴运行突然停止，出现打刀，驱动器显示某数控车床，在加工时主轴运行突然停止，出现打刀，驱动器显示某数控车床，在加工时主轴运行突然停止，出现打刀，驱动器显示某数控车床，在加工时主轴运行突然停止，出现打刀，驱动器显示过电流报警过电流报警过电流报警过电流报警 。分析与处理过程：分析与处理过程：经查交流主轴驱动器主回路，发现再生制动回路、主回路的熔断经查交流主轴驱动器主回路，发现再生制动回路、

15、主回路的熔断经查交流主轴驱动器主回路，发现再生制动回路、主回路的熔断经查交流主轴驱动器主回路，发现再生制动回路、主回路的熔断器均熔断，经更换后机床恢复正常。但机床正常运行数天后，再次出器均熔断，经更换后机床恢复正常。但机床正常运行数天后，再次出器均熔断，经更换后机床恢复正常。但机床正常运行数天后，再次出器均熔断，经更换后机床恢复正常。但机床正常运行数天后，再次出现同样故障。现同样故障。现同样故障。现同样故障。由于故障重复出现，证明该机床主轴系统存在问题，根据报警现由于故障重复出现，证明该机床主轴系统存在问题，根据报警现由于故障重复出现，证明该机床主轴系统存在问题，根据报警现由于故障重复出现，证

16、明该机床主轴系统存在问题，根据报警现象，分析可能存在的主要原因有：象，分析可能存在的主要原因有：象，分析可能存在的主要原因有：象，分析可能存在的主要原因有：1 1 1 1）主轴驱动器控制板不良。主轴驱动器控制板不良。主轴驱动器控制板不良。主轴驱动器控制板不良。2 2 2 2）电动机连续过载。电动机连续过载。电动机连续过载。电动机连续过载。3 3 3 3）电动机绕组存在局部短路。电动机绕组存在局部短路。电动机绕组存在局部短路。电动机绕组存在局部短路。维修实例维修实例 在以上几点中，根据现场实际加工情况，电动机过在以上几点中，根据现场实际加工情况，电动机过在以上几点中，根据现场实际加工情况，电动机

17、过在以上几点中，根据现场实际加工情况，电动机过载的原因可以排除。考虑到换上元器件后，驱动器可以载的原因可以排除。考虑到换上元器件后，驱动器可以载的原因可以排除。考虑到换上元器件后，驱动器可以载的原因可以排除。考虑到换上元器件后，驱动器可以正常工作数天，故主轴驱动器控制板不良的可能性已较正常工作数天，故主轴驱动器控制板不良的可能性已较正常工作数天，故主轴驱动器控制板不良的可能性已较正常工作数天，故主轴驱动器控制板不良的可能性已较小。因此，故障原因可能性最大的是电动机绕组存在局小。因此，故障原因可能性最大的是电动机绕组存在局小。因此，故障原因可能性最大的是电动机绕组存在局小。因此，故障原因可能性最

18、大的是电动机绕组存在局部短路。部短路。部短路。部短路。维修时仔细测量电动机绕组的各项电阻，发现维修时仔细测量电动机绕组的各项电阻，发现维修时仔细测量电动机绕组的各项电阻，发现维修时仔细测量电动机绕组的各项电阻，发现U U U U相对相对相对相对地绝缘电阻较小，证明该相存在局部对地短路。地绝缘电阻较小，证明该相存在局部对地短路。地绝缘电阻较小，证明该相存在局部对地短路。地绝缘电阻较小，证明该相存在局部对地短路。拆开电动机检查发现，电动机内部绕组与引出线的拆开电动机检查发现，电动机内部绕组与引出线的拆开电动机检查发现，电动机内部绕组与引出线的拆开电动机检查发现，电动机内部绕组与引出线的连接处绝缘套

19、已经老化；经重新连接后，对地电阻恢复连接处绝缘套已经老化；经重新连接后，对地电阻恢复连接处绝缘套已经老化；经重新连接后，对地电阻恢复连接处绝缘套已经老化；经重新连接后，对地电阻恢复正常。正常。正常。正常。再次更换元器件后，机床恢复正常，故障不再出现。再次更换元器件后，机床恢复正常，故障不再出现。再次更换元器件后，机床恢复正常，故障不再出现。再次更换元器件后，机床恢复正常，故障不再出现。例例例例2 2 2 2：主轴高速出现异常振动的故障维修主轴高速出现异常振动的故障维修主轴高速出现异常振动的故障维修主轴高速出现异常振动的故障维修 故障现象故障现象：配套某系统的数控车床，当主轴在高速：配套某系统的

20、数控车床，当主轴在高速：配套某系统的数控车床，当主轴在高速：配套某系统的数控车床，当主轴在高速（3000r/min3000r/min以上）旋转时，机床出现异常振动。以上）旋转时，机床出现异常振动。以上）旋转时，机床出现异常振动。以上）旋转时，机床出现异常振动。分析与处理过程：分析与处理过程：数控机床的振动与机械系统的设计、数控机床的振动与机械系统的设计、数控机床的振动与机械系统的设计、数控机床的振动与机械系统的设计、安装、调整以及机械系统的固有频率、主轴驱动系统的安装、调整以及机械系统的固有频率、主轴驱动系统的安装、调整以及机械系统的固有频率、主轴驱动系统的安装、调整以及机械系统的固有频率、主

21、轴驱动系统的固有频率等因素有关，其原因通常比较复杂。固有频率等因素有关，其原因通常比较复杂。固有频率等因素有关，其原因通常比较复杂。固有频率等因素有关，其原因通常比较复杂。但在本机床上，由于故障前交流主轴驱动系统工作但在本机床上，由于故障前交流主轴驱动系统工作但在本机床上，由于故障前交流主轴驱动系统工作但在本机床上，由于故障前交流主轴驱动系统工作正常，可以在高速下旋转；且主轴在超过正常，可以在高速下旋转；且主轴在超过正常，可以在高速下旋转；且主轴在超过正常，可以在高速下旋转；且主轴在超过3000r/min3000r/min3000r/min3000r/min时，时，时，时，在任意转速下振动均存

22、在，可以排除机械共振的原因。在任意转速下振动均存在，可以排除机械共振的原因。在任意转速下振动均存在，可以排除机械共振的原因。在任意转速下振动均存在，可以排除机械共振的原因。经仔细检查机床的主轴驱动系统连接，最终发现该经仔细检查机床的主轴驱动系统连接，最终发现该经仔细检查机床的主轴驱动系统连接，最终发现该经仔细检查机床的主轴驱动系统连接，最终发现该机床的主轴驱动器的接地线连接不良，将接地线重新连机床的主轴驱动器的接地线连接不良，将接地线重新连机床的主轴驱动器的接地线连接不良，将接地线重新连机床的主轴驱动器的接地线连接不良，将接地线重新连接后，机床恢复正常。接后，机床恢复正常。接后，机床恢复正常。

23、接后，机床恢复正常。例例例例3 3 3 3：不执行螺纹加工的故障维修不执行螺纹加工的故障维修不执行螺纹加工的故障维修不执行螺纹加工的故障维修 故障现象：故障现象：配套某系统的数控车床，在自动加工时，配套某系统的数控车床，在自动加工时，配套某系统的数控车床，在自动加工时，配套某系统的数控车床，在自动加工时，发现机床不执行螺纹加工程序。发现机床不执行螺纹加工程序。发现机床不执行螺纹加工程序。发现机床不执行螺纹加工程序。分析与处理过程：分析与处理过程：数控车床加工螺纹，其实质是主数控车床加工螺纹，其实质是主数控车床加工螺纹，其实质是主数控车床加工螺纹，其实质是主轴的转角与轴的转角与轴的转角与轴的转角

24、与Z Z Z Z轴进给之间进行的插补。主轴的角度位移轴进给之间进行的插补。主轴的角度位移轴进给之间进行的插补。主轴的角度位移轴进给之间进行的插补。主轴的角度位移是通过主轴编码器进行测量。是通过主轴编码器进行测量。是通过主轴编码器进行测量。是通过主轴编码器进行测量。在本机床上，由于主轴能正常旋转与变速，分析故在本机床上，由于主轴能正常旋转与变速，分析故在本机床上，由于主轴能正常旋转与变速，分析故在本机床上，由于主轴能正常旋转与变速，分析故障原因主要有以下几种：障原因主要有以下几种：障原因主要有以下几种：障原因主要有以下几种：1 1 1 1）主轴编码器与主轴驱动器之间的连接不主轴编码器与主轴驱动器

25、之间的连接不主轴编码器与主轴驱动器之间的连接不主轴编码器与主轴驱动器之间的连接不良。良。良。良。2 2 2 2）主轴编码器故障。主轴编码器故障。主轴编码器故障。主轴编码器故障。3 3 3 3）主轴驱动器与数控装置之间的位置反馈信号电主轴驱动器与数控装置之间的位置反馈信号电主轴驱动器与数控装置之间的位置反馈信号电主轴驱动器与数控装置之间的位置反馈信号电缆连接不良缆连接不良缆连接不良缆连接不良。4 4 4 4）主轴编码器方向设置错误主轴编码器方向设置错误主轴编码器方向设置错误主轴编码器方向设置错误 。经查主轴编码器与主轴驱动器的连接正常，故可以经查主轴编码器与主轴驱动器的连接正常，故可以经查主轴编

26、码器与主轴驱动器的连接正常，故可以经查主轴编码器与主轴驱动器的连接正常，故可以排除第排除第排除第排除第1 1 1 1项；且通过项；且通过项；且通过项；且通过CRTCRTCRTCRT的显示，可以正常显示主轴转速，的显示，可以正常显示主轴转速，的显示，可以正常显示主轴转速，的显示，可以正常显示主轴转速，因此说明主轴编码器的因此说明主轴编码器的因此说明主轴编码器的因此说明主轴编码器的A A A A、-A-A-A-A、B B B B、-B-B-B-B信号正常；在利用信号正常；在利用信号正常；在利用信号正常；在利用示波器检查示波器检查示波器检查示波器检查Z Z Z Z、-Z-Z-Z-Z信号，可以确认编码

27、器零脉冲输出信信号，可以确认编码器零脉冲输出信信号，可以确认编码器零脉冲输出信信号，可以确认编码器零脉冲输出信号正确。号正确。号正确。号正确。根据检查，可以确定主轴位置监测系统工作正常。根据检查，可以确定主轴位置监测系统工作正常。根据检查，可以确定主轴位置监测系统工作正常。根据检查，可以确定主轴位置监测系统工作正常。根据数控系统的说明书，进一步分析螺纹加工功能与信根据数控系统的说明书，进一步分析螺纹加工功能与信根据数控系统的说明书，进一步分析螺纹加工功能与信根据数控系统的说明书，进一步分析螺纹加工功能与信号的要求，可以知道螺纹加工时，系统进行的是主轴每号的要求，可以知道螺纹加工时，系统进行的是

28、主轴每号的要求，可以知道螺纹加工时，系统进行的是主轴每号的要求，可以知道螺纹加工时，系统进行的是主轴每转进给动作，因此它与主轴的速度到达信号有关。转进给动作，因此它与主轴的速度到达信号有关。转进给动作，因此它与主轴的速度到达信号有关。转进给动作，因此它与主轴的速度到达信号有关。在在在在FANUC 0-TDFANUC 0-TDFANUC 0-TDFANUC 0-TD系统上，主轴的每转进给动作与参数系统上，主轴的每转进给动作与参数系统上，主轴的每转进给动作与参数系统上，主轴的每转进给动作与参数PRM24.2PRM24.2PRM24.2PRM24.2的设定有关，当该位设定为的设定有关，当该位设定为的

29、设定有关，当该位设定为的设定有关，当该位设定为“0 0 0 0”时，时，时，时，Z Z Z Z轴进给轴进给轴进给轴进给时不监测时不监测时不监测时不监测“主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达”信号；设定为信号；设定为信号；设定为信号；设定为“1 1 1 1”时，时，时，时，Z Z Z Z轴轴轴轴进给时需要检测进给时需要检测进给时需要检测进给时需要检测“主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达”信号。信号。信号。信号。在本机床上，检查发现该位设定为在本机床上，检查发现该位设定为在本机床上，检查发现该位设定为在本机床上，检查发现该位设定为“1 1 1 1”，因此只有，因此只有，因

30、此只有，因此只有“主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达”信号为信号为信号为信号为“1 1 1 1”时，才能实现进给。时，才能实现进给。时，才能实现进给。时，才能实现进给。通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显示置与系统的指令指一致时，才能实现进给。示置与系统的指令指一致时，才能实现进给。示置与系统的指令指一致时，才能实现进给。示置与系统的指令指一致时，才能实现进给。通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴

31、转速显通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显示值与系统的指令值一致时，示值与系统的指令值一致时，示值与系统的指令值一致时，示值与系统的指令值一致时，“主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达主轴速度到达”信号仍信号仍信号仍信号仍然为然为然为然为“0 0 0 0”。进一步检查发现，该信号连接线断开；重新连接后，进一步检查发现，该信号连接线断开；重新连接后，进一步检查发现，该信号连接线断开；重新连接后，进一步检查发现，该信号连接线断开；重新连接后，螺纹加工动作恢复正常。螺纹加工动作恢复正常。螺纹加工动作恢复正常。螺纹加工动作恢复正常。例例4 4：变频器

32、出现过压报警的维修：变频器出现过压报警的维修 故故障障现现象象：配配配配套套套套某某某某系系系系统统统统的的的的数数数数控控控控车车车车床床床床，主主主主轴轴轴轴电电电电动动动动机机机机驱驱驱驱动动动动采采采采用用用用三三三三菱菱菱菱公公公公司司司司的的的的E540E540E540E540变变变变频频频频器器器器，在在在在加加加加工工工工过过过过程程程程中中中中，变变变变频频频频器器器器出出出出现过压报警。现过压报警。现过压报警。现过压报警。分分分分析析析析与与与与处处处处理理理理过过过过程程程程：仔仔仔仔细细细细观观观观察察察察机机机机床床床床故故故故障障障障产产产产生生生生的的的的过过过过

33、程程程程，发发发发现现现现故故故故障障障障总总总总是是是是在在在在主主主主轴轴轴轴启启启启动动动动、制制制制动动动动时时时时发发发发生生生生，因因因因此此此此，可可可可以以以以初初初初步步步步确确确确定定定定故故故故障障障障的的的的产产产产生生生生与与与与变变变变频频频频器器器器的的的的加加加加/减减减减速速速速时时时时间间间间设设设设定定定定有有有有关关关关。当当当当加加加加/减减减减速速速速时时时时间间间间设设设设定定定定不不不不当当当当时时时时，如如如如主主主主电电电电动动动动机机机机起起起起/制制制制动动动动频频频频繁繁繁繁或或或或时时时时间间间间设设设设定定定定太太太太短短短短，变变

34、变变频频频频器器器器的的的的加加加加/减减减减速速速速无无无无法法法法在在在在规规规规定定定定的的的的时时时时间间间间内内内内完完完完成，则通常容易产生过电压报警。成，则通常容易产生过电压报警。成，则通常容易产生过电压报警。成，则通常容易产生过电压报警。修改变频器参数，适当增加加修改变频器参数，适当增加加修改变频器参数，适当增加加修改变频器参数，适当增加加/减速时间后，故障减速时间后，故障减速时间后，故障减速时间后，故障消除。消除。消除。消除。例例5 5：安川变频主轴在换刀时出现旋转的故障维修：安川变频主轴在换刀时出现旋转的故障维修 故故障障现现象象：配配配配套套套套某某某某系系系系统统统统的

35、的的的数数数数控控控控车车车车床床床床，开开开开机机机机时时时时发发发发现现现现，当机床进行换刀动作时，主轴也随之转动。当机床进行换刀动作时，主轴也随之转动。当机床进行换刀动作时，主轴也随之转动。当机床进行换刀动作时，主轴也随之转动。分分析析与与处处理理过过程程：由由由由于于于于该该该该机机机机床床床床采采采采用用用用的的的的是是是是安安安安川川川川变变变变频频频频器器器器控控控控制制制制主主主主轴轴轴轴，主主主主轴轴轴轴转转转转速速速速是是是是通通通通过过过过系系系系统统统统输输输输出出出出的的的的模模模模拟拟拟拟电电电电压压压压控控控控制制制制的的的的。根根根根据据据据以以以以往往往往的的

36、的的经经经经验验验验，安安安安川川川川变变变变频频频频器器器器对对对对输输输输入入入入信信信信号号号号的的的的干干干干扰扰扰扰比比比比较较较较敏敏敏敏感，因此初步确认故障原因与线路有关。感，因此初步确认故障原因与线路有关。感，因此初步确认故障原因与线路有关。感，因此初步确认故障原因与线路有关。为为为为了了了了确确确确认认认认，再再再再次次次次检检检检查查查查了了了了机机机机床床床床的的的的主主主主轴轴轴轴驱驱驱驱动动动动器器器器与与与与刀刀刀刀架架架架控控控控制制制制的的的的原原原原理理理理图图图图于于于于实实实实际际际际接接接接线线线线，可可可可以以以以判判判判定定定定在在在在线线线线路路路

37、路连连连连接接接接、控控控控制制制制上上上上两者相互独立，不存在相互影响。两者相互独立，不存在相互影响。两者相互独立，不存在相互影响。两者相互独立，不存在相互影响。进一步检查变频器的输入模拟量屏蔽电缆布线与屏进一步检查变频器的输入模拟量屏蔽电缆布线与屏进一步检查变频器的输入模拟量屏蔽电缆布线与屏进一步检查变频器的输入模拟量屏蔽电缆布线与屏蔽线连接，发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理，蔽线连接，发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理，蔽线连接，发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理，蔽线连接，发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理，将电缆重新布线并对屏蔽县进行重新连接后，故障消失。将电缆重新布线并对

38、屏蔽县进行重新连接后，故障消失。将电缆重新布线并对屏蔽县进行重新连接后，故障消失。将电缆重新布线并对屏蔽县进行重新连接后，故障消失。例例6 6：主轴定位出现超调的故障维修：主轴定位出现超调的故障维修 故故障障现现象象：某某某某加加加加工工工工中中中中心心心心，配配配配套套套套611A611A611A611A主主主主轴轴轴轴驱驱驱驱动动动动器器器器，在在在在执执执执行行行行主主主主轴轴轴轴定定定定位位位位指指指指令令令令时时时时，发发发发现现现现主主主主轴轴轴轴存存存存在在在在明明明明显显显显的的的的位位位位置置置置超超超超调调调调，定定定定位位位位位置正确，系统无故障。位置正确，系统无故障。位

39、置正确，系统无故障。位置正确，系统无故障。分分析析与与故故障障处处理理：由由由由于于于于系系系系统统统统无无无无报报报报警警警警，主主主主轴轴轴轴定定定定位位位位动动动动作作作作正正正正确确确确，可以确认故障是由于主轴驱动器或系统调整不良引起的。可以确认故障是由于主轴驱动器或系统调整不良引起的。可以确认故障是由于主轴驱动器或系统调整不良引起的。可以确认故障是由于主轴驱动器或系统调整不良引起的。解决超调的方法有很多种，如：减小加减速时间、解决超调的方法有很多种，如：减小加减速时间、解决超调的方法有很多种，如：减小加减速时间、解决超调的方法有很多种，如：减小加减速时间、提高速度环比例增益、降低速度

40、环积分时间等等。检查提高速度环比例增益、降低速度环积分时间等等。检查提高速度环比例增益、降低速度环积分时间等等。检查提高速度环比例增益、降低速度环积分时间等等。检查本机床主轴驱动器参数，发现驱动器的加减速时间设定本机床主轴驱动器参数，发现驱动器的加减速时间设定本机床主轴驱动器参数，发现驱动器的加减速时间设定本机床主轴驱动器参数，发现驱动器的加减速时间设定为为为为2s2s，此值明显过大；更改参数，设定加减速时间为此值明显过大；更改参数，设定加减速时间为此值明显过大；更改参数，设定加减速时间为此值明显过大；更改参数，设定加减速时间为0.5s0.5s后，位置超调消除。后，位置超调消除。后，位置超调消

41、除。后，位置超调消除。交流伺服主轴驱动系统 数控机床对主轴要求在很宽范围内转速可调，恒功率范围宽。要求机床有螺纹加工功能、准停功能和恒功率加工等功能时，就要对主轴提出相应的速度控制和位置控制要求。主轴驱动系统也可称为主轴伺服系统，相应的主轴电动机装配有编码器作为主轴位置检测；另一种方法就是在主轴上直接安装外置式的编码器，这在机床改造和经济型数控车床中用得较多。与交流伺服驱动一样，交流主轴驱动系统也有模拟式和数字式两种形式，交流主轴驱动系统与直流主轴驱动系统相比，具有如下特点：1)1)1)1)由于驱动系统必须采用微处理器和现代控制由于驱动系统必须采用微处理器和现代控制由于驱动系统必须采用微处理器

42、和现代控制由于驱动系统必须采用微处理器和现代控制理论进行控制，因此其运行平稳、振动和噪声小。理论进行控制，因此其运行平稳、振动和噪声小。理论进行控制，因此其运行平稳、振动和噪声小。理论进行控制，因此其运行平稳、振动和噪声小。2 2）驱动系统一般都具有再生制动功能，在制动时，）驱动系统一般都具有再生制动功能，在制动时，）驱动系统一般都具有再生制动功能，在制动时，）驱动系统一般都具有再生制动功能，在制动时，既可将电动机能量反馈回电网，起到节能的效果，又既可将电动机能量反馈回电网，起到节能的效果，又既可将电动机能量反馈回电网，起到节能的效果，又既可将电动机能量反馈回电网，起到节能的效果，又可加快制动

43、速度。可加快制动速度。可加快制动速度。可加快制动速度。3 3 3 3）特别是对于全数字式主轴驱动系统，驱动器可特别是对于全数字式主轴驱动系统，驱动器可特别是对于全数字式主轴驱动系统，驱动器可特别是对于全数字式主轴驱动系统，驱动器可直接使用直接使用直接使用直接使用CNCCNCCNCCNC的数字量输出信号进行控制，不要经过的数字量输出信号进行控制，不要经过的数字量输出信号进行控制，不要经过的数字量输出信号进行控制，不要经过D/AD/AD/AD/A转换，转速控制精度得到了提高。转换，转速控制精度得到了提高。转换，转速控制精度得到了提高。转换，转速控制精度得到了提高。4 4）与数字交流伺服驱动一样，在

44、数字式主轴驱动）与数字交流伺服驱动一样，在数字式主轴驱动）与数字交流伺服驱动一样，在数字式主轴驱动）与数字交流伺服驱动一样，在数字式主轴驱动系统中，还可采用参数设定方法对系统进行静态调整系统中，还可采用参数设定方法对系统进行静态调整系统中，还可采用参数设定方法对系统进行静态调整系统中，还可采用参数设定方法对系统进行静态调整与动态优化，系统设定灵活、调整准确。与动态优化，系统设定灵活、调整准确。与动态优化，系统设定灵活、调整准确。与动态优化，系统设定灵活、调整准确。5 5 5 5）由于交流主轴电动机无换向器，主轴电动机通）由于交流主轴电动机无换向器，主轴电动机通）由于交流主轴电动机无换向器，主轴

45、电动机通）由于交流主轴电动机无换向器，主轴电动机通常不需要进行维修。常不需要进行维修。常不需要进行维修。常不需要进行维修。6 6）主轴电动机转速的提高不受换向器的限制，最）主轴电动机转速的提高不受换向器的限制，最）主轴电动机转速的提高不受换向器的限制，最）主轴电动机转速的提高不受换向器的限制，最高转速通常比直流主轴电动机更高，可达到数万转。高转速通常比直流主轴电动机更高，可达到数万转。高转速通常比直流主轴电动机更高，可达到数万转。高转速通常比直流主轴电动机更高，可达到数万转。4.5.1 主轴伺服与数控装置的接线图相关参数设置相关参数设置相关参数设置相关参数设置1.1.位置比例增益位置比例增益

46、设定位置环调节器的比例增益。设定位置环调节器的比例增益。设定位置环调节器的比例增益。设定位置环调节器的比例增益。设设设设置置置置值值值值越越越越大大大大，增增增增益益益益越越越越高高高高，刚刚刚刚度度度度越越越越大大大大，相相相相同同同同频频频频率率率率指指指指令令令令脉脉脉脉冲冲冲冲条条条条件件件件下下下下，位位位位置置置置滞滞滞滞后后后后量量量量越越越越小小小小。但但但但数数数数值值值值太太太太大大大大可可可可能能能能会会会会引引引引起振荡或超调。起振荡或超调。起振荡或超调。起振荡或超调。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。参数数值由具体

47、的伺服系统型号和负载情况确定。参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。2.2.2.2.速度比例增益速度比例增益速度比例增益速度比例增益 设定速度调节器的比例增益。设定速度调节器的比例增益。设定速度调节器的比例增益。设定速度调节器的比例增益。设设设设置置置置值值值值越越越越大大大大，增增增增益益益益越越越越高高高高，刚刚刚刚度度度度越越越越大大大大。参参参参数数数数数数数数值值值值根根根根据据据据具具具具体体体体的的的的伺伺伺伺服服服服驱驱驱驱动动动动系系系系统统统统型型型型号号号号和和和和负负负负载载载载值值值值情情情情况况况况确确确确定定定定。一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，负

48、载惯量越大，设定值越大。负载惯量越大，设定值越大。负载惯量越大，设定值越大。负载惯量越大，设定值越大。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。3.3.3.3.速度积分时间常数速度积分时间常数速度积分时间常数速度积分时间常数设定速度调节器的积分时间常数。设定速度调节器的积分时间常数。设定速度调节器的积分时间常数。设定速度调节器的积分时间常数。设设设设置置置置值值值值越越越越小小小小，积积积积分分分分速速速速度度度度越越越越快快快快。参参参参数数数数数数数数值值值

49、值根根根根据据据据具具具具体体体体的的的的伺伺伺伺服服服服驱驱驱驱动动动动系系系系统统统统型型型型号号号号和和和和负负负负载载载载情情情情况况况况确确确确定定定定。一一一一般般般般情情情情况况况况下下下下，负负负负载载载载惯惯惯惯量量量量越大，设定值越大。越大，设定值越大。越大，设定值越大。越大，设定值越大。在系在系在系在系统统统统不不不不产产产产生振生振生振生振荡荡荡荡的条件下，尽量的条件下，尽量的条件下，尽量的条件下，尽量设设设设定定定定较较较较小的小的小的小的值值值值。主轴伺服系统故障诊断主轴伺服系统故障诊断 一）一）一）一）当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式：当主轴伺服系统发

50、生故障时，通常有三种表现形式：当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式：当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式：1.CRT1.CRT1.CRT1.CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息或操作面板上显示报警内容或报警信息或操作面板上显示报警内容或报警信息或操作面板上显示报警内容或报警信息 2.2.2.2.是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱是在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示主轴驱 动装置的故障；动装置的故障；动装置的故障；动装置的故障；3.3.3.3.主轴工作不正常，但无任何报警信息。