第9章-數(shù)控診修

1、 第第9章主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷與維章主軸驅(qū)動系統(tǒng)故障診斷與維修修9.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍9.3主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)停控制9.6交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)電路分析電路分析9.7主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方法主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方法9.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)通過傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成主軸上安裝的主軸驅(qū)動系統(tǒng)通過傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成主軸上安裝的刀刀具或工件具或工件的切削力矩和切削速度，完成主運(yùn)動的動的切削力矩和

2、切削速度，完成主運(yùn)動的動力裝置部分，配合進(jìn)給運(yùn)動加工出合格的零件。主力裝置部分，配合進(jìn)給運(yùn)動加工出合格的零件。主運(yùn)動是運(yùn)動是零件加工的成形運(yùn)動零件加工的成形運(yùn)動，其精度對零件的，其精度對零件的加工加工精度精度影響較大。影響較大。數(shù)控機(jī)床主軸的工作運(yùn)動通常是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與進(jìn)給數(shù)控機(jī)床主軸的工作運(yùn)動通常是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，與進(jìn)給軸的進(jìn)給共同實(shí)現(xiàn)刀具與工件的快速相對切削運(yùn)動。軸的進(jìn)給共同實(shí)現(xiàn)刀具與工件的快速相對切削運(yùn)動。早期的數(shù)控機(jī)床的主軸一般采用三相感應(yīng)電動機(jī)早期的數(shù)控機(jī)床的主軸一般采用三相感應(yīng)電動機(jī)+多級齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)多級齒輪變速箱實(shí)現(xiàn)有級變速有級變速的驅(qū)動方式?，F(xiàn)代數(shù)的驅(qū)動方式?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對主軸傳動提

3、出了更高的要求?？貦C(jī)床對主軸傳動提出了更高的要求。下一頁返回9.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無級變速調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無級變速為保證加工時能選用合適的為保證加工時能選用合適的切削用量切削用量，為適應(yīng)各種，為適應(yīng)各種刀具、工序和各種材料刀具、工序和各種材料的加工要求，要求主軸能在的加工要求，要求主軸能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令內(nèi)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令自動實(shí)現(xiàn)無自動實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速級調(diào)速，并減少中間傳動環(huán)節(jié)，簡化主軸箱。，并減少中間傳動環(huán)節(jié)，簡化主軸箱。目前主軸驅(qū)動裝置的目前主軸驅(qū)動裝置的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍已可達(dá)范圍已可達(dá) ，恒功率調(diào)速恒功率調(diào)速范圍也可達(dá)

4、范圍也可達(dá) ，一般，一般過載過載倍時可持續(xù)工作。倍時可持續(xù)工作。上一頁返回下一頁9.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述恒功率范圍寬恒功率范圍寬主軸在全速范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可主軸在全速范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動機(jī)的最大功率。由于能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動機(jī)的最大功率。由于主軸電動機(jī)與驅(qū)動裝置的限制，主軸電動機(jī)與驅(qū)動裝置的限制，主軸在低速段均為主軸在低速段均為恒轉(zhuǎn)矩輸出恒轉(zhuǎn)矩輸出。為滿足數(shù)控機(jī)床低速、強(qiáng)力切削的需。為滿足數(shù)控機(jī)床低速、強(qiáng)力切削的需要，常采用分段無級變速的方法，以要，常采用分段無級變速的方法，以擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩。擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩。上一頁返回下一

5、頁9.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述具有象限驅(qū)動能力具有象限驅(qū)動能力要求主軸在要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動正、反向轉(zhuǎn)動時均可進(jìn)行自動時均可進(jìn)行自動加、減速加、減速控制，并且加、減速時間要短。目前一般伺服主軸控制，并且加、減速時間要短。目前一般伺服主軸可以在內(nèi)從靜止加速到?？梢栽趦?nèi)從靜止加速到。具有位置控制能力具有位置控制能力即具有進(jìn)給功能即具有進(jìn)給功能 （軸功能）和定向功能（軸功能）和定向功能 （準(zhǔn)停（準(zhǔn)停功能），以滿足加工中心功能），以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削紋切削及車削中心的某些加工工藝的需要及車削中心的某些加工工藝的需要。上一頁返回下一頁9.1主軸驅(qū)動

6、系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪聲低有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪聲低數(shù)控機(jī)床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關(guān)。為了數(shù)控機(jī)床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關(guān)。為了提高傳動件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動時齒輪齒面應(yīng)提高傳動件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動時齒輪齒面應(yīng)采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝以增加采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝以增加耐磨性耐磨性，最后一級一般用，最后一級一般用斜齒輪斜齒輪傳動，使傳動平穩(wěn)。傳動，使傳動平穩(wěn)。采用帶傳動時應(yīng)采用采用帶傳動時應(yīng)采用齒型帶齒型帶。為提高主軸組件的剛性，應(yīng)采。為提高主軸組件的剛性，應(yīng)采用用精度高的軸承及合理的支撐跨距精度高的

7、軸承及合理的支撐跨距。在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)增加齒輪寬度增加齒輪寬度，提高齒輪的，提高齒輪的重重疊系數(shù)疊系數(shù)。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動，采用內(nèi)徑定心。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動，采用內(nèi)徑定心。側(cè)面定心的花鍵對降低噪聲更為有利側(cè)面定心的花鍵對降低噪聲更為有利，因?yàn)檫@種定心方式傳，因?yàn)檫@種定心方式傳動間隙小，接觸面大，但需要采用專門的刀具和花鍵磨床加動間隙小，接觸面大，但需要采用專門的刀具和花鍵磨床加工。工。上一頁返回下一頁9.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述良好的抗振性和熱穩(wěn)定性良好的抗振性和熱穩(wěn)定性在長時間在長時間持續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動部件不持續(xù)切

8、削、加工余量不均勻、運(yùn)動部件不平衡及切削過程中的自振平衡及切削過程中的自振等，會使主軸等，會使主軸產(chǎn)生振動產(chǎn)生振動，影響加工精度和表面粗糙度，甚至損壞刀具和主軸影響加工精度和表面粗糙度，甚至損壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件，使其無法工作。系統(tǒng)中的零件，使其無法工作。主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中的零部件產(chǎn)生主軸系統(tǒng)的發(fā)熱使其中的零部件產(chǎn)生熱變形熱變形，降低，降低傳動效率，影響零部件之間的相對位置精度和運(yùn)動傳動效率，影響零部件之間的相對位置精度和運(yùn)動精度，從而造成加工誤差。因此，主軸組件要有較精度，從而造成加工誤差。因此，主軸組件要有較高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配高的固有頻率，較好的動平衡，且要

9、保持合適的配合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)潤滑。合間隙，并要進(jìn)行循環(huán)潤滑。上一頁返回9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍普通鼠籠式異步電動機(jī)配齒輪變速箱普通鼠籠式異步電動機(jī)配齒輪變速箱這是這是最經(jīng)濟(jì)的最經(jīng)濟(jì)的一種主軸配置方式，但只能實(shí)現(xiàn)有級一種主軸配置方式，但只能實(shí)現(xiàn)有級調(diào)速。由于電動機(jī)始終工作在額定轉(zhuǎn)速下，經(jīng)齒輪調(diào)速。由于電動機(jī)始終工作在額定轉(zhuǎn)速下，經(jīng)齒輪減速后，在主軸減速后，在主軸低速下輸出力矩大低速下輸出力矩大，重切削能力強(qiáng)，重切削能力強(qiáng)，非常適合粗加工和半精工的要求。如果加工產(chǎn)品比非常適合粗加工和半精工的要求。如果加工產(chǎn)品比較單一，對主軸轉(zhuǎn)速沒有太高的要求，配置

10、在數(shù)控較單一，對主軸轉(zhuǎn)速沒有太高的要求，配置在數(shù)控機(jī)床上也能起到很好的效果；機(jī)床上也能起到很好的效果；它的它的缺點(diǎn)是噪聲比較大缺點(diǎn)是噪聲比較大，由于電動機(jī)工作在工頻下，由于電動機(jī)工作在工頻下，主軸轉(zhuǎn)速范圍不大，主軸轉(zhuǎn)速范圍不大，不適合有色金屬切削和需要頻不適合有色金屬切削和需要頻繁變換主軸速度的加工場合繁變換主軸速度的加工場合。返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍普通鼠籠式異步電動機(jī)配簡易型變頻器普通鼠籠式異步電動機(jī)配簡易型變頻器可實(shí)現(xiàn)主軸的可實(shí)現(xiàn)主軸的無級調(diào)速無級調(diào)速，主軸電動機(jī)只有工作在，主軸電動機(jī)只有工作在以上時才能有比較滿意的力矩輸出，以上時

11、才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況；一般采否則，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況；一般采用兩擋齒輪或皮帶變速，主軸仍然只能用兩擋齒輪或皮帶變速，主軸仍然只能工作在中高工作在中高速速范圍。范圍。因?yàn)槭艿狡胀妱訖C(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速因?yàn)槭艿狡胀妱訖C(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。這種方案適用于需要無級調(diào)范圍受到較大的限制。這種方案適用于需要無級調(diào)速但速但對低速和高速都無要求的場合對低速和高速都無要求的場合。上一頁返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍普通鼠籠式異步電動機(jī)配通用變頻器普通鼠籠式異步電動機(jī)配通用

12、變頻器進(jìn)口的通用變頻器，除了具有進(jìn)口的通用變頻器，除了具有曲線調(diào)節(jié)外，曲線調(diào)節(jié)外，一般還具有無反饋矢量控制功能，會對電動機(jī)的低一般還具有無反饋矢量控制功能，會對電動機(jī)的低速特性有所改善；配合速特性有所改善；配合兩級齒輪兩級齒輪變速，基本上可以變速，基本上可以滿足車床低速滿足車床低速 （）?。ǎ┬〖庸び嗔康募庸?，但同樣受電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制。加工余量的加工，但同樣受電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制。這是目前這是目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床比較常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。比較常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。上一頁返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍專用變頻電動機(jī)配通用變頻器專用變頻

13、電動機(jī)配通用變頻器一般采用有一般采用有反饋矢量控制反饋矢量控制，低速甚至零速時低速甚至零速時都可以有較大的都可以有較大的力矩輸出，有些還具有力矩輸出，有些還具有定向甚至分度進(jìn)給定向甚至分度進(jìn)給的功能，是非常有的功能，是非常有競爭力的產(chǎn)品。以系列變頻電動機(jī)為例：電壓，三競爭力的產(chǎn)品。以系列變頻電動機(jī)為例：電壓，三相、可選；輸出功相、可選；輸出功率率.：變頻范圍：變頻范圍：、過載能力；支持、過載能力；支持控制、控制、（編碼器）控制、無矢量控制、有矢量控制。提供（編碼器）控制、無矢量控制、有矢量控制。提供通用變頻器的廠家以國外公司為主，如西門子、安川、富士、通用變頻器的廠家以國外公司為主，如西門子、

14、安川、富士、三菱、日立等。三菱、日立等。中檔數(shù)控機(jī)床中檔數(shù)控機(jī)床主要采用這種方案，主軸傳動兩擋變速甚至僅主要采用這種方案，主軸傳動兩擋變速甚至僅一擋即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速在時車、銑的一擋即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速在時車、銑的重力切削。重力切削。上一頁返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)保持了直流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)越交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)保持了直流驅(qū)動系統(tǒng)的優(yōu)越性，而且交流電動機(jī)性，而且交流電動機(jī)無須維護(hù)，便于制造，不受惡無須維護(hù)，便于制造，不受惡劣環(huán)境影響劣環(huán)境影響.交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)通常采用交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)通常采用感應(yīng)電動

15、機(jī)感應(yīng)電動機(jī)作為驅(qū)作為驅(qū)動電動機(jī)，由伺服驅(qū)動器實(shí)施動電動機(jī)，由伺服驅(qū)動器實(shí)施閉環(huán)控制閉環(huán)控制。其定子由對稱的三相繞組組成。圓柱體的轉(zhuǎn)子鐵芯其定子由對稱的三相繞組組成。圓柱體的轉(zhuǎn)子鐵芯上是由均勻分布的斜槽、鑄鋁結(jié)構(gòu)籠條與端部的金上是由均勻分布的斜槽、鑄鋁結(jié)構(gòu)籠條與端部的金屬環(huán)構(gòu)成的屬環(huán)構(gòu)成的籠式籠式轉(zhuǎn)子（故也稱籠式電動機(jī)）。轉(zhuǎn)子（故也稱籠式電動機(jī)）。上一頁返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍定子的鐵芯具有軸向孔而無外殼，以利通風(fēng)，所以交流電動定子的鐵芯具有軸向孔而無外殼，以利通風(fēng)，所以交流電動機(jī)機(jī)往往是非封閉式往往是非封閉式的電動機(jī)。為了提高輸出功率，

16、防止主軸的電動機(jī)。為了提高輸出功率，防止主軸的熱變形，也有在電動機(jī)外殼與前端蓋中通有的熱變形，也有在電動機(jī)外殼與前端蓋中通有循環(huán)油路循環(huán)油路，實(shí)，實(shí)現(xiàn)液體冷卻繞組與主軸軸承?，F(xiàn)液體冷卻繞組與主軸軸承。交流主軸控制單元，是一種交流主軸控制單元，是一種轉(zhuǎn)差率矢量控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)差率矢量控制系統(tǒng)，用來控制，用來控制交流感應(yīng)電動機(jī)的。交流電動機(jī)的尾部大多同軸安裝有脈沖交流感應(yīng)電動機(jī)的。交流電動機(jī)的尾部大多同軸安裝有脈沖編碼器或脈沖發(fā)生器編碼器或脈沖發(fā)生器。此時，速度反饋可以有兩種方式，如。此時，速度反饋可以有兩種方式，如果主軸放大器是果主軸放大器是數(shù)字式數(shù)字式，則可接受反饋。如果主軸放大器是，則可接受反饋。

17、如果主軸放大器是模擬式模擬式，則直接反饋給，則直接反饋給 主軸伺服接口。主軸伺服接口。采用永磁式采用永磁式同步交流伺服電動機(jī)同步交流伺服電動機(jī)作為驅(qū)動電動機(jī)，由伺服驅(qū)作為驅(qū)動電動機(jī)，由伺服驅(qū)動器實(shí)現(xiàn)速度環(huán)的矢量控制，具有快速的動態(tài)響應(yīng)特性，但動器實(shí)現(xiàn)速度環(huán)的矢量控制，具有快速的動態(tài)響應(yīng)特性，但其恒功率調(diào)速范圍較小。其恒功率調(diào)速范圍較小。上一頁返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)分模擬式和數(shù)字式分模擬式和數(shù)字式兩種，具有以下特點(diǎn)：兩種，具有以下特點(diǎn)：全數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)，可直接使用全數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)，可直接使用 的數(shù)字

18、量輸出信的數(shù)字量輸出信號控制驅(qū)動器號控制驅(qū)動器，不需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速控制精度高。，不需要經(jīng)過轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)速控制精度高。主軸轉(zhuǎn)速的提高不受換向器的限制，其最高轉(zhuǎn)速通常比直流主軸轉(zhuǎn)速的提高不受換向器的限制，其最高轉(zhuǎn)速通常比直流主軸的更高，可達(dá)到主軸的更高，可達(dá)到每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)每分鐘數(shù)萬轉(zhuǎn)。采用微處理器和現(xiàn)代控。采用微處理器和現(xiàn)代控制理論進(jìn)行控制，運(yùn)行平穩(wěn)、振動和噪聲小。制理論進(jìn)行控制，運(yùn)行平穩(wěn)、振動和噪聲小。數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)中，可采用參數(shù)設(shè)置方法對系統(tǒng)數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)中，可采用參數(shù)設(shè)置方法對系統(tǒng)進(jìn)行靜進(jìn)行靜態(tài)調(diào)整與動態(tài)優(yōu)化態(tài)調(diào)整與動態(tài)優(yōu)化，系統(tǒng)設(shè)置靈活、調(diào)整準(zhǔn)確。由于交流主，系統(tǒng)設(shè)置靈活、調(diào)整準(zhǔn)確。

19、由于交流主軸無換向器，主軸通常不需要進(jìn)行維修。軸無換向器，主軸通常不需要進(jìn)行維修。上一頁返回下一頁9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍具有具有再生制動功能再生制動功能，在制動時，既可將能量反饋回，在制動時，既可將能量反饋回電網(wǎng)，起節(jié)能效果，又能加快啟動、制動速度。伺電網(wǎng)，起節(jié)能效果，又能加快啟動、制動速度。伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有響應(yīng)快、速度高、過載能力強(qiáng)服主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有響應(yīng)快、速度高、過載能力強(qiáng)的特點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，還可以實(shí)現(xiàn)定向和進(jìn)給定向和進(jìn)給功能，通常價格是功能，通常價格是同功率變頻器主軸驅(qū)動系統(tǒng)的倍。同功率變頻器主軸驅(qū)動系統(tǒng)的倍。伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)主要

20、應(yīng)用于加工中心上，用以滿伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)主要應(yīng)用于加工中心上，用以滿足系統(tǒng)足系統(tǒng)自動換刀、剛性攻絲、主軸軸進(jìn)給自動換刀、剛性攻絲、主軸軸進(jìn)給功能等功能等對主軸位置控制性能要求很高的加工。如圖對主軸位置控制性能要求很高的加工。如圖9-1所所示為主軸伺服電動機(jī)。示為主軸伺服電動機(jī)。上一頁返回下一頁圖圖9-1主軸伺服電動機(jī)主軸伺服電動機(jī)返回9.2不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用不同類型主軸系統(tǒng)的特點(diǎn)和使用范圍范圍 電主軸電主軸電主軸是主軸電動機(jī)的一種結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動器可以是電主軸是主軸電動機(jī)的一種結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動器可以是變頻器變頻器或主軸伺服或主軸伺服，也可以不要驅(qū)動器。由于電主軸將電動機(jī)和主，也可以不要驅(qū)

21、動器。由于電主軸將電動機(jī)和主軸合二為一，沒有傳動機(jī)構(gòu)，因此大大簡化了主軸的結(jié)構(gòu)并軸合二為一，沒有傳動機(jī)構(gòu)，因此大大簡化了主軸的結(jié)構(gòu)并且且提高了主軸的精度提高了主軸的精度，但是抗沖擊能力較弱，而且功率還不，但是抗沖擊能力較弱，而且功率還不能太大，一般在以下，如圖能太大，一般在以下，如圖9-2。由于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電主軸主要向由于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電主軸主要向高速方向高速方向發(fā)展，一般在發(fā)展，一般在以上，現(xiàn)在最高可達(dá)以上，現(xiàn)在最高可達(dá)。上一頁返回圖圖9-2電主軸電主軸返回9.3主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹公司在從世紀(jì)年代開始已使用了交流主公司在從世紀(jì)年代開始已使用了交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)，并逐步取代了直流

22、主軸驅(qū)動系統(tǒng)。目前有三大軸驅(qū)動系統(tǒng)，并逐步取代了直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。目前有三大系列：系列：系列系列電動機(jī)，額定輸出功率范圍電動機(jī)，額定輸出功率范圍.；系列系列電動機(jī)，額定輸出功率范圍電動機(jī)，額定輸出功率范圍.；系列系列電動機(jī)，額定輸出功率范圍電動機(jī)，額定輸出功率范圍 .。該公司交流。該公司交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)有以下主要特點(diǎn)。主軸驅(qū)動系統(tǒng)有以下主要特點(diǎn)。（）采用微處理器控制技術(shù)，進(jìn)行（）采用微處理器控制技術(shù)，進(jìn)行矢量計算矢量計算，從而實(shí)現(xiàn)最，從而實(shí)現(xiàn)最佳控制。佳控制。（）主回路采用晶體管（）主回路采用晶體管逆變器逆變器，使電動機(jī)電流非常，使電動機(jī)電流非常接近正弦波形。接近正弦波形。（）具有主軸（）具有

23、主軸定向控制定向控制、數(shù)字和模擬輸入接口等功能。、數(shù)字和模擬輸入接口等功能。返回下一頁9.3主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹例如，系列主軸單元伺服系統(tǒng)的基本配置。例如，系列主軸單元伺服系統(tǒng)的基本配置。系列主軸單元伺服系統(tǒng)的連接方法如圖系列主軸單元伺服系統(tǒng)的連接方法如圖9-3所示，其中所示，其中為從變壓器副邊輸出的的三相電為從變壓器副邊輸出的的三相電，電源電纜應(yīng)，電源電纜應(yīng)接到主軸伺服單元的接到主軸伺服單元的 、和、和 端。端。為從主軸單元的為從主軸單元的 、和端、和端輸出到電動機(jī)的動力輸出到電動機(jī)的動力線，應(yīng)與接線盒內(nèi)的指示相符。線，應(yīng)與接線盒內(nèi)的指示相符。為主軸伺服單元的端子上的：、和為主軸

24、伺服單元的端子上的：、和輸出輸出到主軸風(fēng)扇電動機(jī)到主軸風(fēng)扇電動機(jī)的動力線，應(yīng)使風(fēng)扇向外排風(fēng)。的動力線，應(yīng)使風(fēng)扇向外排風(fēng)。為主軸電動機(jī)的為主軸電動機(jī)的編碼器反饋電纜編碼器反饋電纜，其中，其中 、用作速度反饋信號，、為電動機(jī)的溫、用作速度反饋信號，、為電動機(jī)的溫控開關(guān)接點(diǎn)，為屏蔽線?？亻_關(guān)接點(diǎn)，為屏蔽線。上一頁返回下一頁圖圖9-3 主軸伺服驅(qū)動器主軸伺服驅(qū)動器返回9.3主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹為從為從 和輸出到主軸伺服單元的控和輸出到主軸伺服單元的控制信號制信號電纜，接到主軸伺服單元的芯插座電纜，接到主軸伺服單元的芯插座 ，其中的信號含義見表，其中的信號含義見表9-1。電纜從電纜從主軸伺服

25、單元的芯插座主軸伺服單元的芯插座 輸輸出主軸故障識別信號出主軸故障識別信號。該信號由、。該信號由、以及組成，由它們產(chǎn)生的、以及組成，由它們產(chǎn)生的種二進(jìn)制狀態(tài)表示相應(yīng)的故障類型，這些信號進(jìn)種二進(jìn)制狀態(tài)表示相應(yīng)的故障類型，這些信號進(jìn)入入 后，由相應(yīng)的譯碼程序處理后顯示在后，由相應(yīng)的譯碼程序處理后顯示在上。上。上一頁返回表表9-1 K5接口主軸信號表接口主軸信號表返回9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式控制回路控制回路控制回路采用控制回路采用電流反饋和速度反饋的雙閉環(huán)電流反饋和速度反饋的雙閉環(huán)調(diào)速系調(diào)速系統(tǒng)，其中內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是速度環(huán)。主軸電動統(tǒng)，其中內(nèi)環(huán)是電流環(huán)，外環(huán)是速度環(huán)。主軸電動機(jī)

26、為他勵式直流電動機(jī)，勵磁繞組與電樞繞組無連機(jī)為他勵式直流電動機(jī)，勵磁繞組與電樞繞組無連接關(guān)系，由另一路直流電源供電。接關(guān)系，由另一路直流電源供電。雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)是，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的特點(diǎn)是，速度調(diào)節(jié)器的輸出作為速度調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的給定信號來控制電動機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩。電流調(diào)節(jié)器的給定信號來控制電動機(jī)的電流和轉(zhuǎn)矩。其優(yōu)點(diǎn)在于：可以根據(jù)速度指令的模擬電壓信號與其優(yōu)點(diǎn)在于：可以根據(jù)速度指令的模擬電壓信號與實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋電壓的差值及時控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，實(shí)際轉(zhuǎn)速反饋電壓的差值及時控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩，在速度差值大時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩大在速度差值大時，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩大，速度變化快，以，速度變化快，以便盡快地使

27、電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值。便盡快地使電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到給定值。返回下一頁9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式而當(dāng)而當(dāng)轉(zhuǎn)速接近給定值時轉(zhuǎn)速接近給定值時，又能使電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動，又能使電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩自動地減小，這樣可以避免過大的超調(diào)，使轉(zhuǎn)速很快達(dá)地減小，這樣可以避免過大的超調(diào)，使轉(zhuǎn)速很快達(dá)到給定值，保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無靜差。到給定值，保證轉(zhuǎn)速穩(wěn)態(tài)無靜差。電流環(huán)的作用是，電流環(huán)的作用是，保證系統(tǒng)具有最佳的加速和制動的時間特性。保證系統(tǒng)具有最佳的加速和制動的時間特性。另外，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)以速度調(diào)節(jié)器的輸出作為電另外，雙閉環(huán)調(diào)速系統(tǒng)以速度調(diào)節(jié)器的輸出作為電流調(diào)節(jié)器的輸入給定值，速度調(diào)節(jié)的輸出限幅值就流調(diào)節(jié)器的

28、輸入給定值，速度調(diào)節(jié)的輸出限幅值就限定了電流環(huán)中的電流。限定了電流環(huán)中的電流。 在電動機(jī)在電動機(jī)啟動啟動中，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和電樞電流急劇中，電動機(jī)轉(zhuǎn)矩和電樞電流急劇增加，電樞電流達(dá)到限定值，使電動機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩增加，電樞電流達(dá)到限定值，使電動機(jī)以最大轉(zhuǎn)矩加速，轉(zhuǎn)速直線上升。加速，轉(zhuǎn)速直線上升。上一頁返回下一頁9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到甚至當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到甚至超過了給定值時超過了給定值時，導(dǎo)致速，導(dǎo)致速度反饋電壓大于速度給定電壓，速度調(diào)節(jié)器的輸出度反饋電壓大于速度給定電壓，速度調(diào)節(jié)器的輸出從限幅值降下來，作為電流調(diào)節(jié)器的輸入給定值將從限幅值降下來，作為電流調(diào)節(jié)器的輸

29、入給定值將使電樞電流下降，隨之電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩也將下降，開使電樞電流下降，隨之電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩也將下降，開始減速。始減速。當(dāng)電動機(jī)的當(dāng)電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)矩小于負(fù)載轉(zhuǎn)矩時，電動機(jī)又會加速，時，電動機(jī)又會加速，直到重新回到速度給定值，因此雙閉環(huán)直流調(diào)速系直到重新回到速度給定值，因此雙閉環(huán)直流調(diào)速系統(tǒng)對主軸的快速啟停，保持穩(wěn)定運(yùn)行等功能是很重統(tǒng)對主軸的快速啟停，保持穩(wěn)定運(yùn)行等功能是很重要的。要的。上一頁返回下一頁9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式磁場控制回路由磁場控制回路由勵磁電流設(shè)置回路勵磁電流設(shè)置回路、電樞電壓反饋電樞電壓反饋回路及勵磁電流反饋回路回路及勵磁電流反饋回路組成，前兩者的輸出

30、信號組成，前兩者的輸出信號經(jīng)比較后控制勵磁電流。經(jīng)比較后控制勵磁電流。以以 直流主軸電動機(jī)為例，當(dāng)電樞電壓直流主軸電動機(jī)為例，當(dāng)電樞電壓低于，電樞反饋電壓低于低于，電樞反饋電壓低于.時，只時，只有有勵磁電流反饋起作用，維持勵磁電流不變，實(shí)現(xiàn)勵磁電流反饋起作用，維持勵磁電流不變，實(shí)現(xiàn)調(diào)壓調(diào)速調(diào)壓調(diào)速； 當(dāng)電樞電壓高于，電樞反饋電壓高于當(dāng)電樞電壓高于，電樞反饋電壓高于.時，引入電樞反饋電壓。隨著電樞電壓的時，引入電樞反饋電壓。隨著電樞電壓的提高，提高，調(diào)節(jié)器即對磁場電流進(jìn)行弱磁升速，使轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器即對磁場電流進(jìn)行弱磁升速，使轉(zhuǎn)速上升。上升。上一頁返回下一頁9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式這

31、樣，通過速度指令，這樣，通過速度指令，電動機(jī)轉(zhuǎn)速從最小值到額定電動機(jī)轉(zhuǎn)速從最小值到額定值對應(yīng)電動機(jī)電樞的調(diào)壓調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制值對應(yīng)電動機(jī)電樞的調(diào)壓調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩控制；從額定值到最大值對應(yīng)電動機(jī)勵磁電流減小的調(diào)磁從額定值到最大值對應(yīng)電動機(jī)勵磁電流減小的調(diào)磁調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒功率控制。調(diào)速，實(shí)現(xiàn)恒功率控制。2 直流主軸驅(qū)動裝置直流主軸驅(qū)動裝置 一般具有速度到達(dá)、零速檢測等輔助信號輸出，一般具有速度到達(dá)、零速檢測等輔助信號輸出，同時還具有速度反饋消失、速度偏差過大、過載及同時還具有速度反饋消失、速度偏差過大、過載及失磁等多項(xiàng)報警保護(hù)措施，以確保系統(tǒng)安全可靠工失磁等多項(xiàng)報警保護(hù)措施，以確保系統(tǒng)安全可靠

32、工作。作。上一頁返回下一頁9.4主軸電動機(jī)驅(qū)動方式主軸電動機(jī)驅(qū)動方式數(shù)控機(jī)床直流主軸電動機(jī)一般功率較大，數(shù)控機(jī)床直流主軸電動機(jī)一般功率較大，且要求正、反轉(zhuǎn)及停止迅速，還能將主軸且要求正、反轉(zhuǎn)及停止迅速，還能將主軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能送回電網(wǎng)。旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能送回電網(wǎng)。測速發(fā)電機(jī)作為速度的檢測反饋元件測速發(fā)電機(jī)作為速度的檢測反饋元件。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)停控制主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S定向準(zhǔn)?？刂疲瑢?shí)際上是在主軸速度控制基礎(chǔ)上增加一主軸定向準(zhǔn)?？刂?，實(shí)際上是在主軸速度控制基礎(chǔ)上增加一個位置控制環(huán)。常采用位置編碼器或磁性傳感器作為檢測元個位置控制環(huán)。常采用位置編碼器或磁性傳感器作為檢測元件。

33、件。當(dāng)采用位置編碼器作為位置檢測器件時，由于安裝不方便，當(dāng)采用位置編碼器作為位置檢測器件時，由于安裝不方便，主軸與編碼器之間必須是主軸與編碼器之間必須是 的傳動或?qū)⒕幋a器直接安裝的傳動或?qū)⒕幋a器直接安裝在主軸軸端。在主軸軸端。而采用磁性傳感器作為位置檢測器件時，磁性器件只能直接而采用磁性傳感器作為位置檢測器件時，磁性器件只能直接安裝在主軸上，而磁性傳感頭則固定在主軸箱體上。與使用安裝在主軸上，而磁性傳感頭則固定在主軸箱體上。與使用磁性傳感器相比，采用磁性傳感器相比，采用編碼器具有定位點(diǎn)在編碼器具有定位點(diǎn)在范圍內(nèi)靈活可調(diào)，定位精度高，定位速度快等優(yōu)點(diǎn)范圍內(nèi)靈活可調(diào)，定位精度高，定位速度快等優(yōu)點(diǎn)，

34、而且還，而且還可以作為主軸同步進(jìn)給的位置檢測器件。可以作為主軸同步進(jìn)給的位置檢測器件。返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂浦鬏S有報警的故障主軸有報警的故障）主軸電動機(jī)過流報警）主軸電動機(jī)過流報警發(fā)生過流的可能原因有：電流極限發(fā)生過流的可能原因有：電流極限參數(shù)參數(shù)設(shè)置錯誤；設(shè)置錯誤；同步脈沖同步脈沖紊亂；主軸電動機(jī)電樞線圈層間紊亂；主軸電動機(jī)電樞線圈層間短路短路，主，主軸軸負(fù)載負(fù)載過大或過大或機(jī)械機(jī)械故障；長時間切削條件故障；長時間切削條件惡劣惡劣；直；直流主軸電動機(jī)的流主軸電動機(jī)的線圈電阻線圈電阻不正常，不正常，換向器換向器太臟；動太臟；動力線力線連接連接不牢；勵磁線連接不牢；驅(qū)動器的控制

35、勵不牢；勵磁線連接不牢；驅(qū)動器的控制勵磁電源存在故障；電動機(jī)故障；驅(qū)動器故障等。磁電源存在故障；電動機(jī)故障；驅(qū)動器故障等。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)停控制主軸準(zhǔn)?？刂疲┲鬏S電動機(jī)過熱報警）主軸電動機(jī)過熱報警這時驅(qū)動器的過熱報警指示燈會亮。這時驅(qū)動器的過熱報警指示燈會亮。一般先檢查主軸電動機(jī)的一般先檢查主軸電動機(jī)的冷卻風(fēng)扇冷卻風(fēng)扇是否在轉(zhuǎn)動。如是否在轉(zhuǎn)動。如否，機(jī)床斷電，先檢查該風(fēng)扇的否，機(jī)床斷電，先檢查該風(fēng)扇的熔斷器熔斷器，再查是風(fēng)，再查是風(fēng)扇損壞還是風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)太臟扇損壞還是風(fēng)扇冷卻系統(tǒng)太臟 （注意：還應(yīng)該讓（注意：還應(yīng)該讓電動機(jī)有足夠的時間去冷卻后再給機(jī)床通電）。電動機(jī)有足夠的時間去冷卻

36、后再給機(jī)床通電）。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)停控制主軸準(zhǔn)?？刂迫绻麍缶廊淮嬖?，檢查主軸電動機(jī)或反饋線如果報警依然存在，檢查主軸電動機(jī)或反饋線斷線斷線或短路或短路，用萬用表測量輸出端子，是否接通狀況良，用萬用表測量輸出端子，是否接通狀況良好。好。與直流主軸電動機(jī)相關(guān)的故障主要有以下幾種與直流主軸電動機(jī)相關(guān)的故障主要有以下幾種: 負(fù)負(fù)載過大載過大或由于電流平方根值大于額定輸出轉(zhuǎn)矩的電或由于電流平方根值大于額定輸出轉(zhuǎn)矩的電流平均值。如果流平均值。如果發(fā)熱發(fā)熱很厲害，降低負(fù)載。很厲害，降低負(fù)載。主軸電動機(jī)電樞電流大于磁主軸電動機(jī)電樞電流大于磁 鋼的最大允許電流值鋼的最大允許電流值而造成而造成磁鋼去

37、磁磁鋼去磁。帶有制動器的直流伺服電動機(jī)內(nèi)。帶有制動器的直流伺服電動機(jī)內(nèi)整流塊損壞或是制動器線圈斷線或氣隙不合適造成整流塊損壞或是制動器線圈斷線或氣隙不合適造成制動器不釋放制動器不釋放。由于油和電刷灰嵌入換向器的云母。由于油和電刷灰嵌入換向器的云母槽中而引起繞組槽中而引起繞組內(nèi)部短路內(nèi)部短路或絕緣不良。或絕緣不良。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂疲┲鬏S電動機(jī)斷路器跳閘或熔斷器熔斷報警）主軸電動機(jī)斷路器跳閘或熔斷器熔斷報警根據(jù)機(jī)床使用期情況來分別重點(diǎn)檢查如下方面：根據(jù)機(jī)床使用期情況來分別重點(diǎn)檢查如下方面：新維修后的機(jī)床，電流極限新維修后的機(jī)床，電流極限參數(shù)設(shè)置錯誤參數(shù)設(shè)置錯誤、動力線

38、、動力線及反饋線及反饋線接線錯誤接線錯誤或相序錯誤等?；蛳嘈蝈e誤等。老機(jī)床先考慮阻力過大，可能是電刷、測速發(fā)電動老機(jī)床先考慮阻力過大，可能是電刷、測速發(fā)電動機(jī)碳刷磨損及碳粉阻塞、軸承與齒輪或電磁離合器機(jī)碳刷磨損及碳粉阻塞、軸承與齒輪或電磁離合器磨損等所造成。大功率管的擊穿、大功率執(zhí)行組件磨損等所造成。大功率管的擊穿、大功率執(zhí)行組件或印刷板故障。主回路故障、控制板故障引起主回或印刷板故障。主回路故障、控制板故障引起主回路電流過大，電流互感器的短路、電動機(jī)的缺相、路電流過大，電流互感器的短路、電動機(jī)的缺相、電樞線短路、電樞繞組短路或局部短路、電樞線對電樞線短路、電樞繞組短路或局部短路、電樞線對地短

39、路等，要排除短路故障。伺服電動機(jī)或主回路地短路等，要排除短路故障。伺服電動機(jī)或主回路絕緣不良，檢查直流伺服電動機(jī)和主回路的絕緣，絕緣不良，檢查直流伺服電動機(jī)和主回路的絕緣，更換相應(yīng)部件。更換相應(yīng)部件。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)停控制主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S無報警的故障主軸無報警的故障）主軸速度不正?；虿环€(wěn)定）主軸速度不正常或不穩(wěn)定速度環(huán)中速度指令速度環(huán)中速度指令錯誤或未到達(dá)，速度指令電壓不良或錯誤，錯誤或未到達(dá)，速度指令電壓不良或錯誤，變換器故障，通過測量從數(shù)控裝置主軸接口輸出過來變換器故障，通過測量從數(shù)控裝置主軸接口輸出過來的信號，要確保主軸控制信號正常。的信號，要確保主軸控制信號正常。主軸尾部主

40、軸尾部測速發(fā)電動機(jī)測速發(fā)電動機(jī)故障，反饋線故障，反饋線斷線或接觸不良斷線或接觸不良，反饋，反饋裝置損壞，測量反饋信號，保證接線正確，信號正常。裝置損壞，測量反饋信號，保證接線正確，信號正常。電動機(jī)電動機(jī)故障故障 （如勵磁喪失等），（如勵磁喪失等），驅(qū)動器驅(qū)動器故障，誤差故障，誤差放大器放大器故故障，采取交換法判斷是否有故障，采取相應(yīng)的措施。印刷線障，采取交換法判斷是否有故障，采取相應(yīng)的措施。印刷線路板太臟，電動機(jī)路板太臟，電動機(jī)負(fù)載負(fù)載過重，應(yīng)清潔電路板，或更換放大器，過重，應(yīng)清潔電路板，或更換放大器，或重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù)載。或重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù)載。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？?/p>

41、制主軸準(zhǔn)停控制）主軸速度偏差較大）主軸速度偏差較大常見成因：常見成因：變換器故障變換器故障 及其接頭與及其接頭與線纜接觸不良。線纜接觸不良。機(jī)械阻力機(jī)械阻力造成的負(fù)荷過大。造成的負(fù)荷過大。主軸制動主軸制動未充分釋放或機(jī)械故障。未充分釋放或機(jī)械故障。速度指速度指令或反饋信號令或反饋信號線接觸不良或斷線；電動機(jī)線接觸不良或斷線；電動機(jī)磁體不正常，輸出電壓不正常，磁體不正常，輸出電壓不正常， 用萬用表測量勵磁電壓，更換磁體或電用萬用表測量勵磁電壓，更換磁體或電動機(jī)?？刂瓢宓膭畲呕芈饭收?，用交換法動機(jī)?？刂瓢宓膭畲呕芈饭收?，用交換法測試控制板。測試控制板。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)停控制主軸準(zhǔn)?？刂?/p>

42、）主軸突然停止）主軸突然停止對于具有電樞反向和磁場控制的直流主軸調(diào)速系統(tǒng)，對于具有電樞反向和磁場控制的直流主軸調(diào)速系統(tǒng)，可能原因有以下幾種。可能原因有以下幾種。當(dāng)出現(xiàn)在鉆孔攻絲工況下，或主軸換向反轉(zhuǎn)時，當(dāng)出現(xiàn)在鉆孔攻絲工況下，或主軸換向反轉(zhuǎn)時，故障原因可能有：絲錐鉆頭變鈍、孔徑過小、加故障原因可能有：絲錐鉆頭變鈍、孔徑過小、加工中潤滑不良、過淺的孔徑。此時，程序就可能出工中潤滑不良、過淺的孔徑。此時，程序就可能出現(xiàn)要求：重新選擇螺紋來代替鉆孔攻絲。現(xiàn)要求：重新選擇螺紋來代替鉆孔攻絲。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂苼碜灾鬏S變頻器的信號來自主軸變頻器的信號強(qiáng)度小于強(qiáng)度小于可接受的數(shù)

43、值。需可接受的數(shù)值。需要查相關(guān)的硬件故障?？赡苁牵褐噶钚盘杹G失要查相關(guān)的硬件故障。可能是：指令信號丟失指令信號電纜與端口或主控制器的輸出接口不良指令信號電纜與端口或主控制器的輸出接口不良導(dǎo)致反饋信號的導(dǎo)致反饋信號的丟失丟失；檢測到的信號頻率；檢測到的信號頻率小于最低小于最低值值 （具有主軸定向控制的主軸系統(tǒng)，主軸位置檢（具有主軸定向控制的主軸系統(tǒng)，主軸位置檢測器主軸控制器沒有在額定時間內(nèi)檢測到信號測器主軸控制器沒有在額定時間內(nèi)檢測到信號等待等待超時超時。一般前者額定時間為，后者為。一般前者額定時間為，后者為）。）。如果主軸控制器得到的編碼器的如果主軸控制器得到的編碼器的脈沖數(shù)過多脈沖數(shù)過多超過

44、期超過期望值時，應(yīng)該檢查屏蔽與接地不良，不能排除干擾、望值時，應(yīng)該檢查屏蔽與接地不良，不能排除干擾、編碼器損壞。編碼器損壞。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂疲┲鬏S不能停止或定向不停止）主軸不能停止或定向不停止主軸不能停止，是指按主軸停止鍵后，在規(guī)定的時主軸不能停止，是指按主軸停止鍵后，在規(guī)定的時間內(nèi)間內(nèi) （）不能停止的現(xiàn)象。這時需要檢查（）不能停止的現(xiàn)象。這時需要檢查主軸停止開關(guān)與主軸制動裝置等。主軸定向不停止主軸停止開關(guān)與主軸制動裝置等。主軸定向不停止是因?yàn)椋菏且驗(yàn)椋壕幋a器編碼器故障，沒有輸出零位信號或反饋回路故障，故障，沒有輸出零位信號或反饋回路故障，沒有傳入到系統(tǒng)致使主軸沒

45、接收到編碼器信號；沒有傳入到系統(tǒng)致使主軸沒接收到編碼器信號；如果采用如果采用磁性傳感器磁性傳感器定位，檢查相關(guān)的指示燈是否定位，檢查相關(guān)的指示燈是否點(diǎn)亮，如果沒亮，有故障，更換磁性傳感器；點(diǎn)亮，如果沒亮，有故障，更換磁性傳感器；如果主軸停在準(zhǔn)停位，仍有如果主軸停在準(zhǔn)停位，仍有報警報警，說明定向板上的，說明定向板上的繼電器損壞，更換相應(yīng)繼電器。繼電器損壞，更換相應(yīng)繼電器。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂疲┲鬏S不轉(zhuǎn)）主軸不轉(zhuǎn)主軸不轉(zhuǎn)即系統(tǒng)發(fā)出指令后，主軸伺服單元或直流主軸電動主軸不轉(zhuǎn)即系統(tǒng)發(fā)出指令后，主軸伺服單元或直流主軸電動機(jī)不執(zhí)行，這類故障常見原因如下：機(jī)不執(zhí)行，這類故障常見原因

46、如下：驅(qū)動器印刷線路板驅(qū)動器印刷線路板表面太臟表面太臟以致內(nèi)部電路接觸不良，實(shí)際無以致內(nèi)部電路接觸不良，實(shí)際無速度指令輸出。速度指令輸出。觸發(fā)脈沖觸發(fā)脈沖電路故障，晶閘管無觸發(fā)脈沖產(chǎn)生，屬驅(qū)動器故障，電路故障，晶閘管無觸發(fā)脈沖產(chǎn)生，屬驅(qū)動器故障，采用交換法判斷是否有故障，更換驅(qū)動器。采用交換法判斷是否有故障，更換驅(qū)動器。機(jī)床未給出機(jī)床未給出主軸旋轉(zhuǎn)信號主軸旋轉(zhuǎn)信號，（按鈕及其連線、，（按鈕及其連線、 電壓電壓未加上等），通過未加上等），通過 狀態(tài)監(jiān)測功能，查看主軸正反轉(zhuǎn)狀態(tài)監(jiān)測功能，查看主軸正反轉(zhuǎn)信號是否送出，主軸速度給定指令是否給出，從數(shù)控系統(tǒng)端信號是否送出，主軸速度給定指令是否給出，從數(shù)控

47、系統(tǒng)端找出故障，確保各指令正常。找出故障，確保各指令正常。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂疲┲鬏S異常噪聲與振動）主軸異常噪聲與振動根據(jù)振動頻率高低、是否與轉(zhuǎn)速有關(guān)、是否有沖擊根據(jù)振動頻率高低、是否與轉(zhuǎn)速有關(guān)、是否有沖擊等來進(jìn)行判斷。等來進(jìn)行判斷。（）（）對于新機(jī)床對于新機(jī)床，振動與噪聲與轉(zhuǎn)速無關(guān)時，主，振動與噪聲與轉(zhuǎn)速無關(guān)時，主軸控制單元的電源頻率開關(guān)設(shè)置錯誤軸控制單元的電源頻率開關(guān)設(shè)置錯誤 （，（，）。）。對于交流主軸電動機(jī)還需查電源相序?qū)Σ粚?、是否對于交流主軸電動機(jī)還需查電源相序?qū)Σ粚?、是否缺相或三相是否不平衡。缺相或三相是否不平衡。如是高頻自激振動，查控制單元增益電位器或電

48、流如是高頻自激振動，查控制單元增益電位器或電流反饋回路調(diào)整不良。反饋回路調(diào)整不良。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)?？刂浦鬏S準(zhǔn)?？刂疲ǎ┲鬏S電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時有較大的沖擊振動。其成（）主軸電動機(jī)旋轉(zhuǎn)時有較大的沖擊振動。其成因可能是：因可能是：測速發(fā)電機(jī)輸出電壓測速發(fā)電機(jī)輸出電壓的突然降落；的突然降落；測速發(fā)電動機(jī)在時，測速發(fā)電動機(jī)在時，輸出電輸出電壓波紋峰壓波紋峰峰值大于：峰值大于：電動機(jī)線圈電動機(jī)線圈內(nèi)部短路內(nèi)部短路或不正常；或不正常；電動機(jī)軸承或傳動軸承點(diǎn)缺陷、齒輪斷齒等故障。電動機(jī)軸承或傳動軸承點(diǎn)缺陷、齒輪斷齒等故障。是低頻振動，與軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。是低頻振動，與軸轉(zhuǎn)速有關(guān)。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)

49、?？刂浦鬏S準(zhǔn)停控制（）主軸電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時有較大的噪聲。（）主軸電動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時有較大的噪聲。高頻噪聲高頻噪聲，電流環(huán)電流環(huán)增益過高或增益過高或設(shè)置問題，與軸轉(zhuǎn)速無關(guān)。設(shè)置問題，與軸轉(zhuǎn)速無關(guān)。低頻噪聲低頻噪聲，當(dāng)與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時，除了類似伺服電，當(dāng)與主軸轉(zhuǎn)速有關(guān)時，除了類似伺服電動機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械故障外，還有主軸電動機(jī)與主軸之動機(jī)系統(tǒng)的機(jī)械故障外，還有主軸電動機(jī)與主軸之間的間的離合器離合器故障。故障。主軸電動機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時有大的波紋主軸電動機(jī)低速旋轉(zhuǎn)時有大的波紋 （實(shí)際是小幅（實(shí)際是小幅振動），當(dāng)主軸電動機(jī)振動頻率與測速發(fā)電動機(jī)振振動），當(dāng)主軸電動機(jī)振動頻率與測速發(fā)電動機(jī)振動頻率一致時，是動頻率一致時，是測

50、速機(jī)故障測速機(jī)故障引起。當(dāng)與轉(zhuǎn)速無關(guān)引起。當(dāng)與轉(zhuǎn)速無關(guān)時，可能是時，可能是切削液進(jìn)入電刷切削液進(jìn)入電刷。上一頁返回下一頁9.5主軸準(zhǔn)停控制主軸準(zhǔn)?？刂疲ǎ┲鬏S電動機(jī)在啟動、停車與調(diào)速時出現(xiàn)的（）主軸電動機(jī)在啟動、停車與調(diào)速時出現(xiàn)的斷斷續(xù)或振動續(xù)或振動現(xiàn)象，其成因往往與主軸電動機(jī)線圈不良現(xiàn)象，其成因往往與主軸電動機(jī)線圈不良或脈沖編碼器不良或脈沖編碼器不良 （如果有脈沖編碼器的話）有（如果有脈沖編碼器的話）有關(guān)。關(guān)。）電刷電刷磨損嚴(yán)重或電刷面上有劃痕磨損嚴(yán)重或電刷面上有劃痕主軸連續(xù)長時間過載工作，主軸電動機(jī)換向器表面主軸連續(xù)長時間過載工作，主軸電動機(jī)換向器表面太臟或有劃痕，驅(qū)動器控制回路的設(shè)置、調(diào)

51、整不當(dāng)太臟或有劃痕，驅(qū)動器控制回路的設(shè)置、調(diào)整不當(dāng)）過電壓）過電壓吸收器吸收器燒壞燒壞通常情況下，是由于外加電壓過高或瞬間電網(wǎng)電壓通常情況下，是由于外加電壓過高或瞬間電網(wǎng)電壓干擾引起的。干擾引起的。上一頁返回9.6交流伺服主軸驅(qū)動交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)電路分析系統(tǒng)電路分析主軸電路連接主軸電路連接該數(shù)控銑床的連接比較簡單，如圖該數(shù)控銑床的連接比較簡單，如圖9-4所示所示.經(jīng)總電源后，再經(jīng)降壓變壓器，就經(jīng)總電源后，再經(jīng)降壓變壓器，就可直接連接到驅(qū)動器接口進(jìn)線電源上?？芍苯舆B接到驅(qū)動器接口進(jìn)線電源上?？紤]到驅(qū)動的散熱問題，加裝了兩臺軸流風(fēng)扇，進(jìn)考慮到驅(qū)動的散熱問題，加裝了兩臺軸流風(fēng)扇，進(jìn)行循環(huán)散熱。行

52、循環(huán)散熱。接口是用于連接主軸電動機(jī)的輸出電源，接口是用于連接主軸電動機(jī)的輸出電源，接口是連接主軸傳感器、信號。接口是連接主軸傳感器、信號。返回下一頁圖圖9-4 VMC650數(shù)控銑床的主軸連數(shù)控銑床的主軸連接接返回9.6交流伺服主軸驅(qū)動交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)電路分析系統(tǒng)電路分析驅(qū)動器性能驅(qū)動器性能系列是一種可靠性強(qiáng)、性價比卓越的伺服系統(tǒng)。系列是一種可靠性強(qiáng)、性價比卓越的伺服系統(tǒng)。該系列用于機(jī)床的進(jìn)給軸和主軸，具有充足的性能該系列用于機(jī)床的進(jìn)給軸和主軸，具有充足的性能和功能。和功能。系列和系列和 系列用于簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)系列用于簡化機(jī)床結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高精度、低振動的主軸控制。高精度、低振動的主軸控制。

53、系列具有高速高功率的特點(diǎn)，適用于各種車系列具有高速高功率的特點(diǎn)，適用于各種車床和加工中心。床和加工中心。系列使用強(qiáng)力釹鐵磁，可實(shí)現(xiàn)低速時的大扭系列使用強(qiáng)力釹鐵磁，可實(shí)現(xiàn)低速時的大扭矩，適用于車床和齒輪加工機(jī)床。矩，適用于車床和齒輪加工機(jī)床。上一頁返回下一頁9.6交流伺服主軸驅(qū)動交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)電路分析系統(tǒng)電路分析系列中的系列中的 “”表示表示 “感應(yīng)感應(yīng) （）”。系列中的系列中的 “”表示表示 “釹鐵磁強(qiáng)力釹鐵磁強(qiáng)力 （）電動機(jī)）電動機(jī)”。系列特點(diǎn)：使用系列特點(diǎn)：使用轉(zhuǎn)速范圍切換控制轉(zhuǎn)速范圍切換控制可實(shí)現(xiàn)低可實(shí)現(xiàn)低速大扭矩、高速大功率；磁通量的速大扭矩、高速大功率；磁通量的優(yōu)化控制優(yōu)化控制

54、可實(shí)現(xiàn)可實(shí)現(xiàn)較低的電動機(jī)溫升；使用最新的較低的電動機(jī)溫升；使用最新的繞組和鑄造技術(shù)繞組和鑄造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)低噪聲、低振動和高可靠性；使用樹脂鑄造和實(shí)現(xiàn)低噪聲、低振動和高可靠性；使用樹脂鑄造和冷卻環(huán)冷卻環(huán) （選擇功能），有效散熱，可獲得更大轉(zhuǎn)（選擇功能），有效散熱，可獲得更大轉(zhuǎn)矩和更高功率。矩和更高功率。上一頁返回下一頁9.6交流伺服主軸驅(qū)動交流伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)電路分析系統(tǒng)電路分析特點(diǎn)：使用釹鐵磁，更大轉(zhuǎn)矩，體積更?。惶攸c(diǎn)：使用釹鐵磁，更大轉(zhuǎn)矩，體積更?。粌?yōu)化的磁路設(shè)計，減少扭矩波動；使用子模塊優(yōu)化的磁路設(shè)計，減少扭矩波動；使用子模塊 ，實(shí)現(xiàn)高速和高功率；使用樹脂鑄造和冷卻環(huán)，實(shí)現(xiàn)高速和高功率；使用

55、樹脂鑄造和冷卻環(huán) （選擇功能），有效散熱，可獲得更大轉(zhuǎn)矩和更高（選擇功能），有效散熱，可獲得更大轉(zhuǎn)矩和更高功率。功率。主軸驅(qū)動器的接口見圖主軸驅(qū)動器的接口見圖9-5，具體作用和功能見表，具體作用和功能見表9-2。有關(guān)有關(guān)的主軸控制參數(shù)見附表的主軸控制參數(shù)見附表。上一頁返回圖圖9-5主軸伺服驅(qū)動器接日主軸伺服驅(qū)動器接日返回表表9-2主軸伺服驅(qū)動器接口與顯示主軸伺服驅(qū)動器接口與顯示返回9.7主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方法法交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)按信號形式又可分為交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)按信號形式又可分為交流模擬型交流模擬型主軸驅(qū)動單元和主軸驅(qū)動單元和交流數(shù)字型交流數(shù)字型主軸驅(qū)動單元。

56、交流電主軸驅(qū)動單元。交流電動機(jī)主軸系統(tǒng)的故障也可以分成報警與不報警兩大動機(jī)主軸系統(tǒng)的故障也可以分成報警與不報警兩大類。類。由于近年大多采用交流主軸控制系統(tǒng)，其故障由于近年大多采用交流主軸控制系統(tǒng)，其故障報警能力也同步發(fā)展得愈來愈強(qiáng)。交流主軸控制也報警能力也同步發(fā)展得愈來愈強(qiáng)。交流主軸控制也分成由分成由直接處理直接處理的與主軸的與主軸放大器獨(dú)立處理放大器獨(dú)立處理的的兩種控制形式。如果是由實(shí)現(xiàn)主軸控制，則兩種控制形式。如果是由實(shí)現(xiàn)主軸控制，則可以在上的警示信息畫面上以及主軸監(jiān)視畫可以在上的警示信息畫面上以及主軸監(jiān)視畫面上顯示主軸系統(tǒng)的報警信息。面上顯示主軸系統(tǒng)的報警信息。返回下一頁9.7主軸伺服系

57、統(tǒng)常見故障及診斷方主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方法法熔斷器熔斷報警熔斷器熔斷報警三相交流電經(jīng)整流橋整流到直流，三相交流電經(jīng)整流橋整流到直流，經(jīng)過一個熔斷器后輸送給晶體管模塊，控制板經(jīng)過一個熔斷器后輸送給晶體管模塊，控制板檢測檢測此保險兩端的電壓此保險兩端的電壓，如果太大，則產(chǎn)生此報警。交，如果太大，則產(chǎn)生此報警。交流輸入電路的熔斷器熔斷，其成因大多是：流輸入電路的熔斷器熔斷，其成因大多是：（）交流電源側(cè)的阻抗太高。例如當(dāng)采用了自耦（）交流電源側(cè)的阻抗太高。例如當(dāng)采用了自耦變壓器而不是隔離變壓器的情況，或熔斷器管接觸變壓器而不是隔離變壓器的情況，或熔斷器管接觸不良。不良。（）交流電源輸入電路（）交

58、流電源輸入電路中浪涌吸收器中浪涌吸收器損壞，輸入損壞，輸入電源存在電源存在缺相缺相，可用萬用表測量電壓。，可用萬用表測量電壓。上一頁返回下一頁9.7主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方法法（）電源（）電源整流橋整流橋損壞，電動機(jī)電樞繞組損壞，電動機(jī)電樞繞組短路短路或局或局部短路。部短路。（）（）逆變器內(nèi)逆變器內(nèi)的晶閘管損壞，連接不良，電動機(jī)的晶閘管損壞，連接不良，電動機(jī)電樞線短路，電動機(jī)電樞線對地短路，確保沒有短電樞線短路，電動機(jī)電樞線對地短路，確保沒有短路現(xiàn)象。路現(xiàn)象。（）控制單元的印刷（）控制單元的印刷線路板線路板故障等。故障等。（）（）再生回路再生回路 （在變頻器回路

59、中）的熔斷器熔（在變頻器回路中）的熔斷器熔斷，大多為主軸電動機(jī)加速或減速頻率太高所致斷，大多為主軸電動機(jī)加速或減速頻率太高所致。上一頁返回下一頁9.7主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方法法主軸電動機(jī)速度超過額定值主軸電動機(jī)速度超過額定值可能的原因如下：可能的原因如下：（）新機(jī)床試用階段的（）新機(jī)床試用階段的設(shè)置錯誤設(shè)置錯誤。（）所用（）所用軟件不匹配軟件不匹配 （只可能發(fā)生在更換印刷（只可能發(fā)生在更換印刷線路板后），需要檢查主板上的型號。線路板后），需要檢查主板上的型號。（）印刷線路板故障。（）印刷線路板故障。上一頁返回下一頁9.7主軸伺服系統(tǒng)常見故障及診斷方主軸伺服系統(tǒng)

60、常見故障及診斷方法法過載報警過載報警切削用量過大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報警，切削用量過大，頻繁正、反轉(zhuǎn)等均可引起過載報警，具體表現(xiàn)為具體表現(xiàn)為主軸過熱、主軸過熱、主軸驅(qū)動裝置顯示過主軸驅(qū)動裝置顯示過電流報電流報警警等，導(dǎo)致此故障的原因：等，導(dǎo)致此故障的原因：（）長時間開機(jī)后出現(xiàn)此報警可能是負(fù)載太大或（）長時間開機(jī)后出現(xiàn)此報警可能是負(fù)載太大或頻繁正、反轉(zhuǎn)；頻繁正、反轉(zhuǎn)；（）開機(jī)后即出現(xiàn)此報警可能是熱控開關(guān)（如圖（）開機(jī)后即出現(xiàn)此報警可能是熱控開關(guān)（如圖9-6所示）壞了或控制板有故障。所示）壞了或控制板有故障。上一頁返回下一頁圖圖9-6溫度檢測開關(guān)溫度檢測開關(guān)返回9.7主軸伺服系統(tǒng)常見故障及