主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件

1、3.1 數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)概述對主軸驅(qū)動的要求 主軸驅(qū)動裝置和主軸部件功率特性的匹配 數(shù)控機床主軸傳動方式、特點及應(yīng)用范圍 3.1 數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)概述伺服系統(tǒng)概述一、伺服系統(tǒng)概述1. 伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說CNC裝置是數(shù)控系統(tǒng)的“大腦”，是發(fā)布“命令”的“指揮所”，那么伺服系統(tǒng)則是數(shù)控系統(tǒng)的“四肢”，是一種“執(zhí)行機構(gòu)”。它忠實地執(zhí)行由CNC裝置發(fā)來的運動命令，精確控制執(zhí)行部件的運動方向，進給速度與位移量。一、伺服系統(tǒng)概述1. 伺服系統(tǒng)是數(shù)控系統(tǒng)主要的子系統(tǒng)。如果說2按被控對象分類 （1）進給伺服系統(tǒng):指一般概念的位置伺服系統(tǒng)，包括速度控制環(huán)和位置控制環(huán)。 （

2、2）主軸伺服系統(tǒng):只是一個速度控制系統(tǒng)。 C 軸控制功能。2按被控對象分類 雙主軸雙刀架立銑頭雙主軸雙刀架立銑頭車削中心車削中心主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件車削中心(也稱車銑中心):對Cs和Cf軸的定義即可進行車削,同時又可進行銑削刀具高速旋轉(zhuǎn)、主軸作為C軸夾持工件與X軸或Z軸插補。與數(shù)控車床在結(jié)構(gòu)上有兩點不同:1.主軸分度功能，全功能車削中心主軸分度精度可達(dá)0.0012.刀塔具有“動力頭”刀位:普通數(shù)控車床主軸無法實現(xiàn)位置控制，只能夾持工件高速旋轉(zhuǎn)。車削中心的主軸必須同時具有高速旋轉(zhuǎn)和低速定位兩個功能。車削中心(也稱車銑中心):對Cs和Cf軸的定義Cf軸：早期的車削中心，采用兩個電機主軸電機高

3、速旋轉(zhuǎn)和伺服電機低速高精度定位。一個電機是異步變頻調(diào)速電機，另一個是同步伺服電機，這種結(jié)構(gòu)在FANUC系統(tǒng)被稱之為Cf軸。其含義是用feed（進給）軸電機控制C 軸（即主軸）定位。Cs軸：90年代后，F(xiàn)ANUC公司仍采用異步電機，但是在反饋形式和控制方式上做了改進，采用高精度位置反饋裝置，如高分辨率磁性脈沖編碼器（通稱Cs傳感器）可達(dá)90000脈沖/轉(zhuǎn)，實現(xiàn)一個電機即可控制主軸高速旋轉(zhuǎn)，又可低速高精度定位。 FANUC公司將這種形式的主軸驅(qū)動方案稱之為Cs軸控制，其含義是用spindle（主軸）電機控制C軸（即主軸） 定位。Cf軸：早期的車削中心，采用兩個電機主軸電機高速旋轉(zhuǎn)和伺二、對主軸驅(qū)動

4、的要求1調(diào)速范圍足夠大 數(shù)控機床主軸驅(qū)動要求有較大的調(diào)速范圍，以滿足各種工況的切削，獲得最合理的切削速度，從而保證加工精度、加工表面質(zhì)量及高的生產(chǎn)效率。特別是對于具有自動換刀裝置的加工中心，為適應(yīng)各種刀具、各種材料的加工，對主軸的調(diào)速范圍要求更高。二、對主軸驅(qū)動的要求1調(diào)速范圍足夠大 數(shù)控機床主軸驅(qū)動要求2實現(xiàn)無級變速 數(shù)控機床主軸的速度是由數(shù)控加工程序中的指令控制的，要求能在較大的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進行無級連續(xù)調(diào)速，減少中間傳動環(huán)節(jié)，簡化主軸的機械結(jié)構(gòu)，一般要求主軸具備1（1001000）的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍和110的恒功率調(diào)速范圍。2實現(xiàn)無級變速 數(shù)控機床主軸的速度是由數(shù)控加工程序中的指3主傳動要求有

5、四象限的驅(qū)動能力 數(shù)控機床要求主軸在正、反轉(zhuǎn)動時均可進行加減速控制，即要求主軸有四象限驅(qū)動能力，并盡可能縮短加減速時間。3主傳動要求有四象限的驅(qū)動能力 數(shù)控機床要求主軸在正、反轉(zhuǎn)4車削中心上，要求主軸具有C軸控制功能 在車削中心上，為了使之具有螺紋車削功能，要求主軸與進給驅(qū)動實行同步控制，即主軸具有旋轉(zhuǎn)進給軸（C軸）的控制功能。4車削中心上，要求主軸具有C軸控制功能 在車削中心上，為了5加工中心上要求主軸具有準(zhǔn)停功能 在加工中心上自動換刀時，主軸須停止在一個固定不變的方位上，以保證換刀位置的準(zhǔn)確以及某些加工工藝的需要，即要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。5加工中心上要求主軸具有準(zhǔn)停功能 在加工中心

6、上自動換刀時，6具有恒線速度切削控制功能 利用車床和磨床進行工件端面加工時，為了保證端面加工時粗糙度的一致性，要求刀具切削的線速度為恒定值。隨著刀具的徑向進給，切削直徑的逐漸減小，應(yīng)不斷提高主軸轉(zhuǎn)速，并維持線速度nD為常數(shù)，式中是切削線速度，為主軸轉(zhuǎn)速，為加工時切削直徑。在控制系統(tǒng)中，可由坐標(biāo)軸的進給量算出，然后計算出對應(yīng)的主軸轉(zhuǎn)速，以保證切削的線速度保持不變。6具有恒線速度切削控制功能 利用車床和磨床進行工件端面加工視頻2視頻2三、主軸驅(qū)動裝置和主軸部件功率特性的匹配 引言數(shù)控機床的主軸驅(qū)動常采用直流復(fù)勵電動機和交流變頻電動機，并實現(xiàn)無級變速。由于電機功率和扭矩特性一般不能滿足機床主軸的使用

7、要求，因此需要通過一個中間裝置來協(xié)調(diào)驅(qū)動電機和機床主軸部件的功率和扭矩特性，這個中間裝置便是分級變速箱。三、主軸驅(qū)動裝置和主軸部件功率特性的匹配 引言數(shù)控機床的主1主軸驅(qū)動電機的機械特性分析(1) 直流電動機無級調(diào)速 直流電動機是采用調(diào)壓和調(diào)磁方式來得到主軸所需的轉(zhuǎn)速。其調(diào)速范圍與功率特性如圖所示。電機從最低轉(zhuǎn)速至額定轉(zhuǎn)速，是通過調(diào)節(jié)電樞電壓，保持勵磁電流恒定的方法進行調(diào)節(jié)，屬于恒扭矩調(diào)速，起動力矩大，響應(yīng)快，能滿足低速切削需要。從額定轉(zhuǎn)速至最高轉(zhuǎn)速，是通過改變勵磁電流，從而改變勵磁磁通，保持電樞電壓恒定的方法進行調(diào)速，屬于恒功率調(diào)速。1主軸驅(qū)動電機的機械特性分析(1) 直流電動機無級直流電動

8、機功率特性曲線直流電動機功率特性曲線1主軸驅(qū)動電機的機械特性分析(2) 交流電動機無級調(diào)速 交流調(diào)速電動機是通過調(diào)頻實現(xiàn)調(diào)速。交流電動機一般為籠式感應(yīng)電動機結(jié)構(gòu)，體積小，轉(zhuǎn)動慣性小，動態(tài)響應(yīng)快，且無電刷，因而最高轉(zhuǎn)速不受火花限制。全封閉結(jié)構(gòu)，具有空氣強冷，保證高轉(zhuǎn)速和較強的超載能力，具有很寬的調(diào)速范圍。舉例 蘭州電機廠生產(chǎn)的額定轉(zhuǎn)速為1500r/min或2000r/min的交流調(diào)速電機，恒定功率調(diào)速范圍可達(dá)1：4或1：5。1主軸驅(qū)動電機的機械特性分析(2) 交流電動機無級調(diào)交流調(diào)速電動機功率特性曲線交流調(diào)速電動機功率特性曲線2主軸驅(qū)動電機和主軸部件功率特性匹配數(shù)控機床主軸運動的傳動，電動機和主

9、軸的功率特性必須相匹配。由于主軸要求的恒功率變速范圍Rnp遠(yuǎn)大于電動機的恒功率變速范圍Rdp，所以在電動機和主軸之間要串聯(lián)一個分級變速箱，以擴大其恒功率調(diào)速范圍，滿足低速大功率切削時對電動機的輸出功率的要求。2主軸驅(qū)動電機和主軸部件功率特性匹配數(shù)控機床主軸運動的傳動三、數(shù)控機床主軸傳動方式、特點及應(yīng)用范圍分段無級變速（1）數(shù)控機床在實際生產(chǎn)中，并不需要在整個變速范圍內(nèi)均為恒功率。般要求在中、高速段為恒功率傳動，在低速段為恒轉(zhuǎn)矩傳動。為了確保數(shù)控機床主軸低速時有較大的轉(zhuǎn)矩和主軸的變速范圍盡可能大，有的數(shù)控機床在交流或直流電動機無級變速的基礎(chǔ)上配以齒輪變速，即解決電機驅(qū)動和主軸傳動功率的匹配問題，

10、使之成為分段無級變速。三、數(shù)控機床主軸傳動方式、特點及應(yīng)用范圍分段無級變速（變速齒輪傳動分段無級變速圖例變速齒輪傳動分段無級變速圖例分段無級變速（2） 分段無級變速特點在帶有齒輪變速的分段無級變速系統(tǒng)中，主軸的正、反向啟動與停止、制動是由電動機實現(xiàn)的，主軸變速則由電動機無級變速與齒輪有級變速相配合來實現(xiàn)。這種配置適合于大中型機床，確保主軸低速時輸出大扭矩、高速時輸出恒功率特性的要求。分段無級變速（2） 分段無級變速特點2數(shù)控機床主軸帶傳動變速（1）主軸帶傳動變速主要是將電機的旋轉(zhuǎn)運動通過帶傳動傳遞給主軸。這種傳動方式多見于數(shù)控車床和中、小型加工中心，它可避免齒輪傳動時引起的振動與噪聲。 2數(shù)控

11、機床主軸帶傳動變速（1）主軸帶傳動變速主要是將電機的帶傳動變速圖例同步齒形帶傳動帶傳動變速圖例同步齒形帶傳動2數(shù)控機床主軸帶傳動變速（2）數(shù)控機床主軸帶傳動變速常用多楔帶和同步帶。同步帶又稱為同步齒形帶，按齒形不同又可分為梯形齒同步帶和圓弧齒同步帶兩種。其中梯形齒多用在轉(zhuǎn)速不高或小功率動力傳動中，而圓弧齒多用在數(shù)控加工中心等要求較高的數(shù)控機床主運動傳動系統(tǒng)中。2數(shù)控機床主軸帶傳動變速（2）數(shù)控機床主軸帶傳動變速常用多同步齒形帶縱向斷面圖梯形齒圓弧齒同步齒形帶縱向斷面圖梯形齒圓弧齒2數(shù)控機床主軸帶傳動變速（3） 同步帶特點無滑動，傳動比準(zhǔn)確。傳動效率高，可達(dá)98。傳動平穩(wěn)，噪聲?。◣鲃泳哂形?/p>

12、的功能）。使用范圍較廣，速度可達(dá)50m/s，傳動比可達(dá)10左右，傳遞功率由幾瓦至數(shù)千瓦。維修保養(yǎng)方便，不需要潤滑。2數(shù)控機床主軸帶傳動變速（3） 同步帶特點3調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動（1） 數(shù)控機床般采用直流或交流主軸伺服電動機直接驅(qū)動主軸實現(xiàn)無級變速。交流主軸電動機及交流變頻驅(qū)動裝置（籠型感應(yīng)交流電動機配置矢量變換變頻調(diào)速系統(tǒng)），由于沒有電刷不產(chǎn)生火花，所以使用壽命長，且性能已達(dá)到直流驅(qū)動系統(tǒng)的水平，甚至在噪聲方面還有所降低。因此，目前應(yīng)用較為廣泛。3調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動（1） 數(shù)控機床般采用直流或交電機直接驅(qū)動原理圖主軸電機直接驅(qū)動電機直接驅(qū)動原理圖主軸電機直接驅(qū)動電主軸電主軸3調(diào)速電

13、機直接驅(qū)動主軸傳動（2） 主軸傳遞的功率或轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速之間關(guān)系圖示中，當(dāng)機床處在連續(xù)運轉(zhuǎn)狀態(tài)時，主軸的轉(zhuǎn)速在4373500rmin范圍內(nèi)，主軸傳遞電動機的全部功率為llkW，為主軸的恒功率區(qū)域(圖中實線部分)。在這個區(qū)域內(nèi)，主軸的最大輸出扭矩(245Nm)隨著主軸轉(zhuǎn)速的增高而變小。主軸轉(zhuǎn)速在35437rmin范圍內(nèi)，主軸的輸出轉(zhuǎn)矩不變，稱為主軸的恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域(圖中實線部分)。在這個區(qū)域內(nèi)，主軸所能傳遞的功率隨著主軸轉(zhuǎn)速的降低而減小。3調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動（2） 主軸傳遞的功率或主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件3調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動（3）主軸直接驅(qū)動還有另一種方式是內(nèi)置電動機主軸變速。將調(diào)速電動機

14、與主軸合成一體（電動機轉(zhuǎn)子軸即為機床主軸），這是近年來新出現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)。這種變速方式大大簡化了主軸箱體與主軸的結(jié)構(gòu)，有效地提高了主軸部件的剛度，但主軸的輸出轉(zhuǎn)矩較小，電動機發(fā)熱對主軸精度影響較大。3調(diào)速電機直接驅(qū)動主軸傳動（3）主軸直接驅(qū)動還有另一種方式數(shù)控機床主軸驅(qū)動裝置3.2模擬量主軸驅(qū)動裝置（變頻器）3.3串行數(shù)字主軸驅(qū)動裝置（主軸模塊）數(shù)控機床主軸驅(qū)動裝置3.2模擬量主軸驅(qū)動裝置（變頻器）3.3變頻器的調(diào)速原理 改變輸入頻率 （無級調(diào)速）變頻器N=60F/P P：極對數(shù) F：頻率N：轉(zhuǎn)速改變極對數(shù) （有級調(diào)速）調(diào)速原理：調(diào)速方法：3.2 模擬量控制的驅(qū)動裝置及維修技術(shù)3.2.1 通用變

15、頻器的組成及端子功能 變頻器的調(diào)速原理 改變交-直-交變頻器的主要結(jié)構(gòu)框圖整流器逆變器中間電路電動機控制電路交-直-交變頻器的主要結(jié)構(gòu)框圖交-直-交變頻器的主要結(jié)構(gòu)框圖整流器逆變器中間電動機控制電路變頻器主電路工作原理及接線 安川G5變頻器主電路原理圖變頻器主電路工作原理及接線 安川G5變頻器主電路原理圖VTi:IGBT(絕緣柵雙極性功率管)或晶閘管將交流電轉(zhuǎn)換成直流電的變換稱之為整流，實現(xiàn)整流變換的裝置稱之為整流器。ACDC:Alternating Current -Direct CurrentVTi:IGBT(絕緣柵雙極性功率管)或晶閘管PWM(Pulse Width Modulation

16、)脈寬調(diào)制直流調(diào)速原理圖 PWM(Pulse Width Modulation)脈寬調(diào)采用PWM方法控制逆變管的通、斷時，可獲得一組幅值相等、寬度相同的矩形脈沖，改變矩形脈沖的寬度可控制其輸出電壓，改變調(diào)制周期可控制其輸出頻率，同時實現(xiàn)變壓和變頻。采用PWM方法控制逆變管的通、斷時，可獲得一組幅值相等、寬度因輸出電壓波形為矩形波，具有許多高次諧波成分。因輸出電壓波形為矩形波，具有許多高次諧波成分。主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件諧波成分增加了電機的啟動轉(zhuǎn)矩、啟動時間等，有很多不利影響。諧波成分增加

17、了電機的啟動轉(zhuǎn)矩、啟動時間等，有很多不利影響。為了減少諧波影響，提高電機的運行性能，可采用正弦波脈寬調(diào)制型逆變器（SPWM）的輸出端可獲一組等幅而不等寬的矩形脈沖波形，來近似等效于正弦電壓波。可以使負(fù)載電流中的高次諧波成分大大減少。正弦波（調(diào)制波）控制，三角波（載波）調(diào)制的工作原理：為了減少諧波影響，提高電機的運行性能，可采用正弦波脈寬調(diào)制型主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件 改變調(diào)制波（正弦波）的頻率時，輸出電壓基波的頻率也隨之改變；增加調(diào)制波的幅值時，各段脈沖的寬度都將變寬，從而使輸出電壓基波的幅值也相應(yīng)變大。 改變調(diào)制波（正弦波）的頻率時，輸出電主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件變頻器輸入接線實際使用注

18、意事項: 根據(jù)變頻器輸入規(guī)格選擇正確的輸入電源。 變頻器輸入側(cè)采用斷路器(不宜采用熔斷器)實現(xiàn)保護,其斷路器的整定值應(yīng)按變頻器的額定電流選擇而不應(yīng)按電動機的額定電流來選擇。 變頻器三相電源實際接線無需考慮電源的相序。 1 和 2用來接直流電抗器(為選件：直流電抗器(又稱平波電抗器)主要用于變流器的直流側(cè),電抗器中流過的具有交流分量的直流電流。主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,保持整流電流連續(xù),減小電流脈動值,改善輸入功率因數(shù) ),如果不接時,必須把 1 和 2短接(出廠時, 1 和 2用短接片短接)。指示燈HL不僅作為直流電壓的顯示,而且維修作為變頻器是否有電標(biāo)志。 變頻

19、器輸入接線實際使用注意事項: 根據(jù)變頻器輸入規(guī)格選擇變頻器輸出接線實際使用注意事項： 輸出側(cè)接線須考慮輸出電源的相序。 實際接線時,決不允許把變頻器的電源線接到變頻器的輸出端。 一般情況下,變頻器輸出端直接與電動機相連,無需加接觸器和熱繼電器。 變頻器G5主電路接線圖變頻器輸出接線實際使用注意事項： 輸出側(cè)接線須考慮輸出電源安川G5S變頻器控制回路接線端子圖 2變頻器控制回路功能及端部接線 輸入控制端子模擬量輸入信號模擬量輸出信號順控器輸出信號安川G5S變頻器控制回路接線端子圖 2變頻器控制回路功能及開關(guān)量輸入端子功能 (出廠)開關(guān)量輸入端子功能 (出廠)模擬量輸入端子功能模擬量輸入端子功能變

20、頻器輸出端子功能 (出廠)變頻器輸出端子功能 (出廠)主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件控制電路1控制電路1控制電路2控制電路2控制電路3控制電路3操作面板單元操作面板單元3.2.2 數(shù)控車床主軸調(diào)速變頻器的應(yīng)用 SSCK20 數(shù) 控 車 床3.2.2 數(shù)控車床主軸調(diào)速變頻器的應(yīng)用 SSCK20 數(shù)SSCK20數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的接線圖 變頻器到CNC的信號(通過系統(tǒng)的PMC): SSCK20數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的接線圖 變頻器到CNC的變頻器到CNC的信號(通過系統(tǒng)的PMC): (1)變頻器故障輸入信號（1920） (2)主軸速度到達(dá)信號（2627） (3)主軸零速信號（

21、2527） 變頻器到機床側(cè)的信號: (1)主軸速度表的信號 (2)主軸負(fù)載表的信號 變頻器到CNC的信號(通過系統(tǒng)的PMC): (1)變頻器故障CNC到變頻器的信號:(1)主軸正轉(zhuǎn)信號（111）、主軸反轉(zhuǎn)信號(211) (2)系統(tǒng)故障輸入(311) (3)系統(tǒng)復(fù)位信號(411) (4)主軸電動機速度模擬量信號(1317) (5)主軸點動信號（711） CNC到變頻器的信號:(1)主軸正轉(zhuǎn)信號（111）、主軸反SSCK20數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的實際接線圖SSCK20數(shù)控車床主軸驅(qū)動裝置的實際接線圖3.2.3變頻器功能參數(shù)的設(shè)定及操作1.安川變頻器的編程器的操作面板3.2.3變頻器功能參數(shù)的設(shè)定及

22、操作1.安川變頻器的編程器的2. 操作鍵的功能2. 操作鍵的功能控制模式選擇功能碼的設(shè)定與具體操作 3. 數(shù)控車床變頻控制功能設(shè)定與操作控制模式選擇功能碼的設(shè)定與具體操作 3. 數(shù)控車床變頻控制功（1）主回路低電壓故障UV1（DC Bus Under volt）變頻器主回路的直流電壓低于參數(shù)L205標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定值（190V）。產(chǎn)生故障的可能的原因有:變頻器的三相交流輸入電壓過低；變頻器內(nèi)部熔斷器F1熔斷；變頻器的整流塊損壞；變頻器的電壓監(jiān)控電路不良。（2）控制回路低電壓故障UV2（CTL Ps Under volt）變頻器控制電路的電壓(輔助電源輸出24V、5V)過低報警。產(chǎn)生故障的可能原因有:控

23、制電路本身故障；變頻器電壓監(jiān)控電路不良。1電壓故障報警3.2.4 變頻器報警代碼及維修技術(shù)（3）浪涌電壓保護回路故障UV3（MC Answerback）產(chǎn)生故障的可能原因有:變頻器交流輸入出現(xiàn)浪涌電壓（尖峰電壓）；變頻器的浪涌吸收器（壓敏電阻）損壞。（1）主回路低電壓故障UV1（DC Bus Under vo（4）過電壓故障OV（Over Voltage）變頻器的直流主回路直流電壓超過檢測標(biāo)準(zhǔn)值（一般為DC800V）報警。產(chǎn)生故障的可能原因有：變頻器交流輸入電壓過高；電動機減速時間設(shè)定過短；變頻器制動單元故障；變頻器內(nèi)部電壓監(jiān)控電路不良。（5）瞬時停電檢查中UV（Under Voltage）變

24、頻器運行過程中檢測出電源瞬間掉電報警。機床斷電再重新上電操作可以解除該故障。（4）過電壓故障OV（Over Voltage）（5）瞬時停 2電流故障報警（1）過電流故障OC（Over Current）變頻器的瞬時輸出電流超過了變頻器額定電流的200%。產(chǎn)生故障的可能原因有：加速時間設(shè)定過短；U/F控制的電壓補償設(shè)定過高；電動機短路；變頻器輸出側(cè)短路；電流檢測電路不良。（2）輸出側(cè)對地短路故障GF（Ground Fault）變頻器輸出側(cè)的瞬時接地電流超過了變頻器額定電流的50%。產(chǎn)生故障的可能原因有：電動機側(cè)對地短路；變頻器電流檢測電路不良。（3）輸出側(cè)短路故障SC（Short Circuit）

25、產(chǎn)生故障的可能原因有：變頻器的逆變塊擊穿短路；電動機短路；變頻器電流檢測電路不良。（4）主回路熔斷器故障PUF（DC Bus Flues Open）產(chǎn)生故障的可能原因有：變頻器的逆變塊擊穿短路；電動機相間短路。 2電流故障報警3散熱板片過熱故障OH（Heat sink Over Tmp）變頻器散熱片的溫度超過了L802的設(shè)定值（出廠值為95）。產(chǎn)生故障的可能原因有：變頻器的散熱風(fēng)扇損壞；散熱片的通風(fēng)道堵塞；參數(shù)L802設(shè)定過低（誤設(shè)定）；變頻器周圍溫度過高（如電箱電風(fēng)扇故障）；變頻器溫度檢測電路不良。4電動機過載故障OL1（Motor Over Loaded）變頻器的實際輸出電流超過了電動機額

26、定電流且超過參數(shù)L102設(shè)定的時間（即變頻器內(nèi)的電子熱保護動作）。產(chǎn)生故障的可能原因有：電動機額定電流參數(shù)E201設(shè)定不當(dāng)；電動機負(fù)載過重；電動機繞組匝間短路。3散熱板片過熱故障OH（Heat sink Over Tm 5功能參數(shù)設(shè)定錯誤報警OPE01：變頻器容量設(shè)定不當(dāng)。OPE02：參數(shù)設(shè)定不當(dāng)（參數(shù)設(shè)定超過設(shè)定范圍）。OPE03：多功能輸入設(shè)定不當(dāng)（多功能輸入有2個以上相同的值）。OPE06：控制方式參數(shù)選擇錯誤（參數(shù)A102設(shè)定與變頻器實際控制方式不符）。OPE10：U/F參數(shù)設(shè)定不當(dāng)（最高頻率、基本頻率、中間頻率、最低頻率之間設(shè)定矛盾）。首先進行變頻器初始化操作如果故障解除，則為變頻器

27、參數(shù)設(shè)定不當(dāng)如果故障還存在，則需更換變頻器 5功能參數(shù)設(shè)定錯誤報警6外部端子38異常信號輸入故障EF3EF8（External Fault38）當(dāng)變頻器的多功能輸入端參數(shù)（H01H06）設(shè)定為202F時，該輸入端為外部異常報警輸入控制。故障原因可能是：外部控制故障；變頻器輸入端子輸入電路故障。7變頻器本身硬件或軟件故障OPR（Oper Disconnect）：面板操作器接觸不良。ERR（EEPROM R/W Err）：EEPROM的讀/寫出現(xiàn)異常，用戶軟件不良或EEPROM硬件故障。6外部端子38異常信號輸入故障EF3EF8（Exter主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件3.3 串行數(shù)字控制的主軸驅(qū)動裝

28、置及維修技術(shù) 3.3 串行數(shù)字控制的主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù) 主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件基本組成 系列伺服由PSM一一Power Supply Module電源模塊SPM一一Spindle amplifier Module主軸放大器模塊SVM一一Servo amplifier Module伺服放大器模塊三部分組成?；窘M成 主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件3.3.1 電源模塊及維修技術(shù) 1. 電源模塊原理及作用(FANUC系統(tǒng)系列)3.3.1 電源模塊及維修技術(shù) 1. 電源模塊原理及作用(主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件2.FAN

29、UC系統(tǒng)系列電源模塊的端子功能狀態(tài)指示窗口（）：（綠色）表示電源模塊控制電源工作（紅色）表示電源模塊故障表示電源模塊未啟動表示電源模塊啟動就緒表示電源模塊報警信息/：交流輸入/輸出/：均為輸出：模塊之間連接接口：再生制動電阻的選擇CX3：主電源MCC控制信號的連接器 CX4： ESP急停信號連接器：三相交流輸入2.FANUC系統(tǒng)系列電源模塊的端子功能狀態(tài)指示窗口（CX1A：交流200V控制電源輸入，連接到機床控制變壓器DC Link：DC300V輸出，連接到主軸模塊及進給模塊CX1B：交流200V電壓輸出，連接到主軸模塊的CX1AJX1B：模塊之間信息連接，連接到主軸模塊的JX1ACX4：系統(tǒng)

30、急停信號，連接到機床面板的急停開關(guān)L1、L2、L3：三相交流電源輸入，經(jīng)接觸器連接到伺服變壓器CX2A、CX2B：直流電壓DC24V輸出，連接到主軸模塊的CX2ACX3：MCC動作確認(rèn)信號，連接到主接觸器的控制線圈回路中3.FANUC系統(tǒng)系列電源模塊的連接CX1A：交流200V控制電源輸入，連接到機床控制變壓器DC4.FANUC系統(tǒng)系列電源模塊報警代碼4.FANUC系統(tǒng)系列電源模塊報警代碼3.3.2 FANUC串行數(shù)字控制的主軸裝置及連接 系列主軸模塊i系列主軸模塊i系列主軸模塊3.3.2 FANUC串行數(shù)字控制的主軸裝置及連接 系列主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件Link:DC300V直流電源CX

31、1A/CX1B:200V交流控制電路的電源輸入/輸出接口。CX2A/CX2B:24V輸入/輸出及急停信號接口。 JX4:主軸伺服信號檢測板接口。 JX1A/JX1B:模塊之間信息輸入/輸出接口。JY1:外接主軸負(fù)載表和速度表的接口。 JA7B:串行主軸輸入信號接口連接器。JA7A:用于連接第二串行主軸的信號輸出接口。JY2:連接主軸電動機速度傳感器（主軸電機內(nèi)裝脈沖發(fā)生器和電機過熱信號）。JY3:作為主軸位置一轉(zhuǎn)信號接口。JY4:主軸獨立編碼器連接器（光電編碼器）。JY5:主軸CS軸（回轉(zhuǎn)軸）控制時，作為反饋信號接口。U、V、W:主軸電動機的動力電源接口。 1.FANUC系統(tǒng)系列主軸模塊的端子

32、功能Link:DC300V直流電源1.FANUC系統(tǒng)系列主軸模DC Link：DC300V輸入，連接到電源模塊的直流電壓輸出JA7B：主軸信息輸入信號，連接到CNC系統(tǒng)的JA7AJY4：主軸位置和速度檢測信號，連接到主軸位置編碼器CX2A：DC24V輸入接口與電源模塊的CX2B相連CX1A：交流200V電壓輸入連接到電源模塊的CX2BJX1A：模塊之間信息接口連接到電源模塊的JX1BJY2：主軸電動機內(nèi)裝傳感器信號及定子繞組溫度開關(guān)信號CX2B：DC24V輸出，連接到伺服模塊的CX2A 2.FANUC系統(tǒng)系列主軸模塊的連接U、V、W：連接到主軸電動機，為動力電源DC Link：DC300V輸入

33、，連接到電源模塊的直流電壓輸系列電源模塊與主軸模塊實際連接圖系列電源模塊與主軸模塊實際連接圖3.3 主軸參數(shù)設(shè)定1.速度控制參數(shù)：CNC控制軟件，根據(jù)由加工程序指令的S代碼和在參數(shù)上設(shè)定的主軸電動機與機械主軸的傳動比，求得主軸電動機的轉(zhuǎn)速。主軸速度變換是通過參數(shù)設(shè)置，根據(jù)不同的速度區(qū)間執(zhí)行換檔的（通知PMC輸出換檔撥叉移動齒輪）。FANUC-Oi(M型)數(shù)控系統(tǒng) （1）齒輪換檔方式A 主軸的3個檔位所對應(yīng)的主軸電動機最高限定速度相同 3.3 主軸參數(shù)設(shè)定主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件例如：主軸低檔的齒輪傳動比為11:108中檔的齒輪傳動比為11:36高檔的齒輪傳動比為11:12機械設(shè)計要求：主軸低

34、檔時的轉(zhuǎn)速范圍是0-458r/min中檔的轉(zhuǎn)速范圍是459-1375r/min高檔的轉(zhuǎn)速范圍是1376-4125r/min主軸電動機的最低速度限定為150r/min主軸電動機給定電壓為10V時,對應(yīng)的主軸電動機速度為6000r/min。通過計算可知各個檔位的主軸電動機最高轉(zhuǎn)速相同，均為4500r/min。例如：參數(shù)N0.3736(主軸速度上限max=4095主軸電動機速度上限/指令電壓10V的主軸電動機速度)設(shè)定為40954500/6000=3071。參數(shù)N0.3735(主軸速度下限Vmin=4095主軸電動機速度下限/指令電壓為10V的主軸電動機速度)設(shè)定為4095150/6000=102。

35、 參數(shù)N0.3736(主軸速度上限參數(shù)N0.3741(指令電壓10V時對應(yīng)的主軸速度A,低檔)設(shè)定為600011/108=611。參數(shù)N0.3742(指令電壓10V時對應(yīng)的主軸速度B,中檔)設(shè)定為600011/36=1833。參數(shù)N0.3743(指令電壓10V時對應(yīng)的主軸速度C,高檔)設(shè)定為600011/12=5500。參數(shù)N0.3741(指令電壓10V時對應(yīng)的主軸速度主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件(2)齒輪換檔方式B如圖所示,主軸的3個檔位所對應(yīng)的主軸電動機最高限定速度是不同的。(2)齒輪換檔方式B如圖所示,主軸的3例如:主軸低檔齒輪傳動比為11:108主軸中檔齒輪傳動比為260:1071主軸高

36、檔齒輪傳動比為169:238機械設(shè)計要求:主軸低檔的轉(zhuǎn)速范圍是0-401r/min主軸中擋的轉(zhuǎn)速范圍是402-1109r/min主軸高檔的轉(zhuǎn)速范圍是1110-4000r/min主軸電動機給定電壓為10V時,對應(yīng)的主軸電動機轉(zhuǎn)速為6000r/min主軸電動機的速度下限為150r/min。 例如:計算可知:主軸低檔使用的電動機最高轉(zhuǎn)速為401108/11=3937r/min主軸中檔使用的電動機最高轉(zhuǎn)速為11091071/260=4568r/min主軸高檔使用的電動機最高轉(zhuǎn)速為4000238/169=5633r/min3個檔位所對應(yīng)的主軸電動機最高限定速度各不相同。 計算可知:參數(shù)N0.3736設(shè)定

37、為40955633/6000=3844(以主軸電動機速度最高檔位設(shè)定,此例為高檔)參數(shù)NO.3735設(shè)定為4095150/6000=102參數(shù)NO.3741設(shè)定為600011/108=611參數(shù)N0.3742設(shè)定為6000260/1071=1457參數(shù)N0.3743設(shè)定為6000169/238=4260。參數(shù)N0.3736設(shè)定為40955633/600主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件為了彌補這個缺陷,在齒輪換檔方式B中,可以使用參數(shù)NO.3751和NO.3752來限制主軸的轉(zhuǎn)速。參數(shù)N0.3751(主軸從低檔切換到中檔時切換點的主軸電動機速度,Vmaxl=4095低檔時主軸電動機速度上限/指令電壓為

38、10V的主軸電動機速度) 設(shè)定為40953937/6000=2687。參數(shù)N0.3752(主軸從中檔切換到高檔時切換點的主軸電動機速度,Vmaxh=4095高檔時主軸電動機速度上限/指令電壓為10V的主軸電動機速度) 設(shè)定為40954568/6000=3118。 為了彌補這個缺陷,在齒輪換檔方式B中,可以使用參主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件2.接口控制地址2.接口控制地址主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件主軸驅(qū)動裝置及維修技術(shù)課件3.標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的自動設(shè)定串行主軸放大器與CNC連接進行第1次運轉(zhuǎn)時，對串行主軸電動機的控制必須按電動機對應(yīng)的參數(shù)進行設(shè)定。在串行主軸放大器內(nèi)