主轴驱动系统的故障诊断与维修培训培训ppt课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,*,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,*,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,1,4.1 概述,主轴驱动系统就是在系统中完成主运动的动力装置部分,。它带动工件或刀具作相应的旋转运动，从而能配合进给运动，加工出理想的零件。,主轴驱动变速目前主要有两种形式:,一是主轴电动机齿轮换档,，目的在于降低主轴转速，增大传动比，放大主轴功率以适应切削的需要；,二,是,主轴电动机通过同步齿形带或皮带驱动主轴,，该类主轴电动机又称宽域电机或强切削电动机，具有恒功率宽的特点。由于无需机械变速，主轴箱内省却了齿轮和离合器，主轴箱实际上成了主轴支架，简化了主传动系统，从而提高了传动链的可靠性。,2,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.1 概述 主轴驱动系统就是在系统中完成主运动,2,主轴驱动系统分类：,一）直流主轴驱动系统,二）主轴通用变频器控制系统,三）交流主轴驱动系统,3,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴驱动系统分类：3主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,3,SIMODRIVE 611,变频器系统,SIMODRIVE611 模拟式变频器系统,4,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,SIMODRIVE 611 变频器系统SIMODRIVE61,4,SIMODRIVE611 数字式变频器系统带SINUMERIK 840D,5,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,SIMODRIVE611 数字式变频器系统带SINUMERI,5,Siemens,1PH7,主轴电机,1PH7,电机,(AH 100,至,AH 160,和,AH 180/AH225),6,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Siemens 1PH7 主轴电机1PH7 电机(AH,6,使用说明,1PH7,空气冷却主轴电机具有以下特点,电机的总长度缩短,集成的终端外壳设计,(AH 100,至,AH160),将噪音曲线降至最低,速度高达,9 000,转,/,分,(,可选用,12 000,转,/,分,),持续提供各种额定转矩即使停止时,对,SIMODRIVE 611,的各种功率级别进行最优配置,7,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,使用说明7主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,7,1PH7,空气冷却型交流主轴电机是一种转动平稳无须维护的四极鼠笼式异步电机。专门设计用于与,SIMODRIVE 611,变频器系统相连接。,一台提供单独供风的风机沿轴向安装在电动机的尾部。气流的正常流向是从驱动端到非驱动端，以便让机床中的废气更好的排走。,电机配置了一个内置的编码系统，用来感应电机的转速和间接的位置。这个编码器能够使,C,轴做为标准操作。也就是说，不再需要额外的编码器来控制,C,轴。,8,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,1PH7 空气冷却型交流主轴电机是一种转动平,8,对主轴传动系统的要求:,一）调速范围宽,为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量，特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和材料的加工要求，对主轴的调速范围提出了更高的要求，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节。目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1：100，恒功率调速范围也可达1：30，过载1.5倍时仍可持续工作达30,min。,二）恒功率范围要宽,要求主轴在调速范围内均能提供所需的切削功率，并尽可能在调速范围内提供主轴电机的最大功率。由于主轴电机与驱动装置的限制，主轴在低速段均为恒转矩输出。为满足数控机床低速、强力切削的需要，常采用分段无级变速的方法（即在低速段采用机械减速装置），以扩大输出转矩。,9,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,对主轴传动系统的要求:9主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,9,三）具有四象限驱动能力,要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短。目前一般伺服主轴可以在1,S,内从静止加速到6000,r/min。,四）具有位置控制能力,即进给功能（,C,轴功能）和定向功能（准停功能），以满足加工中心自动换刀、刚性攻丝、螺纹切削以及车削中心的某些加工工艺的需要。,10,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,三）具有四象限驱动能力 要求主轴在正、反向转动,10,主轴定向准停控制功能,由于换刀、精密镗孔、螺纹加工等需要，数控机床的主轴应具有定向准停控制功能，而且应有电气控制系统自动实现，以进一步缩短定位时间，提高机床效率。,主轴定向准停控制，当采用位置编码器作为位置检测器件时，为了控制主轴位置，主轴与编码器之间必须是,1,：,1,传动或将编码器直接安装在主轴轴端。当采用磁性传感器作为位置检测器件时，磁性器件应直接安装在主轴上，而磁性传感头则应固定在主轴箱体上。,11,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴定向准停控制功能11主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,11,采用编码器与使用磁性传感器的方式相比，具有定位点在,0,360,范围内灵活可调，定位精度高，定位速度快等优点，而且还可以作为主轴同步进给的位置检测器件，因此其使用较广。,12,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,采用编码器与使用磁性传感器的方式相比，具有定位,12,4.3 主轴通用变频器,随着交流调速技术的发展，目前数控机床的主轴驱动多采用交流主轴电动机配变频器控制的方式。变频器的控制方式从最初的电压空间矢量控制（磁通转迹法）到矢量控制（磁通定向控制），发展至今天直接转矩控制，从而能方便地实现无速度传感器化；脉宽调制（,PWM）,技术从正弦,PWM,发展至优化,PWM,技术和随机,PWM,技术，以实现电流谐波畸变小，电压利用率最高、效率最优、转矩脉冲最小及噪声强度大幅度削弱的目标；功率器件由,GTO、GTR、IGBT,发展到智能模块,IPM，,是开关速度快、驱动电流小、控制驱动简单、故障率降低、干扰得到有效控制及保护功能进一步完善。,13,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.3 主轴通用变频器 随着交流调速技术的发展，目,13,随着数控控制的,SPWM,变频调速系统的发展，数控机床主轴驱动采用通用变频器控制也越来越多。所谓“通用”包含着两方面的含义：,一是可以和通用的笼型异步电动机配套应用；二是具有多种可供选择的功能，可应用于各种不同性质的负载。,如三菱,FR-A500,系列变频器既可以通过,2,、,5,端，用,CNC,系统输出的模拟信号来控制电动机的转速，也可通过拨码开关的编码输出或,CNC,系统的数字信号输出值,RH,、,RM,和,RL,端，通过变频器的参数设置，实现从最低速到最高速的变速。,14,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,随着数控控制的SPWM变频调速系统的发展，数控机,14,值得注意的是，变频器的冷却方式都采用,风扇强迫冷却,。如果通风不良，器件的温度将会升高，有时即使变频器并没有跳闸，但器件的使用寿命已经下降。所以，应注意冷却风扇的运行状况是否正常，经常清拭滤网和散热器的风道，以保证变频器的正常运转。,15,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,值得注意的是，变频器的冷却方式都采用风扇强迫冷却。如,15,4.3.1 变频器连接图,16,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.3.1 变频器连接图16主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,16,脚号,描述,说明,P24,为逻辑输入提供+24,V,24,V,直流，最大电流30,mA,（禁止与端子,L,短接）,1,2,3,4,5,6,独立的逻辑输入,使用,p24,或相当于,L,的外部输入,L（,上端）,逻辑输入地,输入1-6的电流和（流入）,11,12,分离逻辑输出,闭合状态下最大电流为50,mA,CM2,逻辑输出地,100,mA：11、12,的电流和（流入）,FM,PWM（,模拟/数字）输出,0 10,VDC，1mA，PWM,和占空比为50的数字量,L(,下端),模拟输入地,OI、O、H,的电流和（流入）,OI,模拟电流输入,范围为4 19.6,mA，,标称值为20,mA,O,模拟电压流入,范围为0 9.6,VDC，,标称值为10,VDC，,输入阻抗为10,K,H,+10,V,模拟基准源,标称值为10,V，,最大电流为10,mA,17,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,脚号 描述 说明 P24 为逻辑输入提供+24V 24V直流,17,脚号,描述,说明,AL0,通用继电器,250,VAC,，,最大电流2.5,A（,电阻负载）,250,VAC,，,最大电流0.2,A（,感性负载， 功率因数为0.4）,100,VDC，,最小电流10,mA,30VDC，,最大电流3,A（,电阻负载）,30,VAC，,最大电流0.7,A（,感性负载，功率因数为0.4）,5,VDC，,最小电流100,mA,AL1,继电器，运行中为常闭,AL2,继电器，运行中为常开,+1,RB,直流母线抑制器,配件（提供动态制动，抑制干扰等）,+ ,-,制动电阻,L1,L2,L3,主电源供电输入,主电路强电部分,T1,T2,T3,电机供电输出,18,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,脚号 描述 说明 AL0 通用继电器 250VAC,，,18,19,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,19主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,19,4.3.3 主轴通用变频器常见报警及故障处理,一）通用变频器常见报警及保护。,为了保证驱动器的安全，可靠的运行，在主轴伺服系统出现故障和异常等情况时，设置了较多的保护功能，这些保护功能与主轴驱动器的故障检测与维修密切相关。当驱动器出现故障时，可以根据保护功能的情况，分析故障原因。,20,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.3.3 主轴通用变频器常见报警及故障处理一）通用变频器,20,故障现象,故障原因,报警号,内 容,引起故障可能的原因,F0001,过电流,1)电动机的功率（,P0307）,与变频器的功率（,P0206）,不对应，电动机功率大于变频器功 率；,2)电动机的导线短路；,3)有接地故障。,F0002,过电压,1)供电电源电压过高；,2)斜坡下降太快，再生制动引起过电压；,3)负载惯量太大，制动时引起过电压。,F0003,欠电压,1)供电电源电压太低；,2)供电电源有短路时掉电或瞬时电压跌落。,变频器（440系列）的主要报警及故障诊断如下表,：,21,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,故障现象 故障原因 报警号 内 容 引起故障可能的原因,21,F0004,F0005,变频器过热,1）冷却风机运行不正常；,2）环境温度过高；,3）变频器过载。,F0022,功率模块故障,1）IGBT,短路；,2）接地故障。,F0030,冷却风机故障,风机不在工作。,F0041,电动机参数自动检测失败,1）变频器与电动机连接不正确；,2）电动机参数不正确，参数值太小或太大。,22,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,F0004变频器过热1）冷却风机运行不正常；F0022 功率,22,二）主轴变频系统常见故障及处理：,1.主轴电机不转,主要有以下原因：,1,）检查,CNC,系统是否有速度控制信号输出。,2）主轴驱动装置故障。,3）主轴电动机故障。,4）变频器输出端子,U、V、W,不能提供电源。造成此,种情况可能有以下原因：,a),是否有报警错误代码显示，如有报警，对照相关说明书解决（主要有过流,、,过热,、,过压,、,欠压以及功率块故障等）。,b),频率指定源和运行指定源的参数是否设置正确。,c),智能输入端子的输入信号是否正确。,23,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,二）主轴变频系统常见故障及处理：23主轴驱动系统的故障诊断与,23,3 .,电机转速不能到达,主要原因可能有：,1）,如果使用模拟输入，是否用电流或电压“,O,”,或“,OI,”,i.,检查连线,ii.,检查电位器或信号发生器,2）,负载太重,i.,减少负载,ii.,重负载激活了过载限定（根据需要不让此过载信号输出）,24,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,3 .电机转速不能到达24主轴驱动系统的故障诊断与维,24,4.,电机过载,（,连续超负载,150,一分钟以上,）,造成电机过载原因有：,1）机械负载是否有突变,2）电机配用太小,3）电机发热绝缘变差,4）电压是否波动较大,5）是否存在缺相,6）机械负载增大,7）供电电压过低,25,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.电机过载 （连续超负载150一分钟以上 ）25主轴,25,5.,变频器过载,造成变频器过载原因有：,1）检查变频器容量是否配小，否则加大容量。,2）检查机械负载是否有卡死现象。,3,）,V/F,曲线设定不良，重新设定。,26,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,5. 变频器过载26主轴驱动系统的故障诊断与维修,26,6.主轴转速不稳定,主要原因有：,1）负载波动是否太大。,2）电源是否不稳。,3）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频率跳过。,4）外界干扰。,27,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,6.主轴转速不稳定27主轴驱动系统的故障诊断与维修培,27,7.主轴转速与变频器输出频率不匹配,主要原因有：,1）最大频率设定是否正确。,2) 验证,V/F,设定值与主轴电机规格是否相匹配。,3）确保所有比例项参数设定正确。,28,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,7.主轴转速与变频器输出频率不匹配28主轴驱动,28,8.主轴与进给不匹配（螺纹加工时）,主要原因有：,当进行螺纹切削或用每转进给指令切削时，会出现停止进给,、,主轴仍继续运转的故障。要执行每转进给的指令，主轴必须有每转一个脉冲的反馈信号，一般情况下为主轴编码器有问题。可以用以下方法来确定：,1）,CRT,画面有报警显示。,2）通过,PLC,状态显示观察编码器的信号状态。,3）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。,29,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,8.主轴与进给不匹配（螺纹加工时）29,29,三）注意事项：,1）保持变频器的清洁，不要让灰尘等其它杂质进入。,2）特别注意避免断线或连接错误。,3）牢固连接接线端和连接器。,4）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。,5）切断电源后应等待至少5分钟，才能进行维护或检,查。,6）设备应远离潮湿和油雾，灰尘，金属丝等杂质。,30,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,三）注意事项：30主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,30,四）维修实例,例1：,驱动器出现过电流报警的故障维修,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，驱动器显示过电流报警,。,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。,由于故障重复出现，证明该机床主轴系统存在问题，根据报警现象，分析可能存在的主要原因有：,1,）,主轴驱动器控制板不良。,2,）,电动机连续过载。,3,）,电动机绕组存在局部短路。,31,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,四）维修实例31主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,31,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部短路。,维修时仔细测量电动机绕组的各项电阻，发现,U,相对地绝缘电阻较小，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连接处绝缘套已经老化；经重新连接后，对地电阻恢复正常。,再次更换元器件后，机床恢复正常，故障不再出现。,32,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,在以上几点中，根据现场实际加工情况，电动机过载的原,32,例3：不执行螺纹加工的故障维修,故障现象：,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。,分析与处理过程：,数控车床加工螺纹，其实质是主轴的转角与,Z,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。,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：,1） 主轴编码器与主轴驱动器之间的连接不良。,2） 主轴编码器故障。,3） 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,。,4） 主轴编码器方向设置错误,。,33,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,例3：不执行螺纹加工的故障维修 33主轴驱动系统的故,33,经查主轴编码器与主轴驱动器的连接正常，故可以排除第1项；且通过,CRT,的显示，可以正常显示主轴转速，因此说明主轴编码器的,A、-A、B、-B,信号正常；在利用示波器检查,Z、-Z,信号，可以确认编码器零脉冲输出信号正确。,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转进给动作，因此它与主轴的速度到达信号有关。,在,FANUC 0-TD,系统上，主轴的每转进给动作与参数,PRM24.2,的设定有关，当该位设定为“0”时，,Z,轴进给时不监测“主轴速度到达”信号；设定为“1”时，,Z,轴进给时需要检测“主轴速度到达”信号。,34,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,经查主轴编码器与主轴驱动器的连接正常，故可以排除,34,在本机床上，检查发现该位设定为“,1,”，因此只有“主轴速度到达”信号为“,1,”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示值与系统的指令值一致时，“主轴速度到达”信号仍然为“,0,”。,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。,35,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,在本机床上，检查发现该位设定为“1”，因此只有“主,35,例5：安川变频主轴在换刀时出现旋转的故障维修,故障现象：,配套某系统的数控车床，开机时发现，当机床进行换刀动作时，主轴也随之转动。,分析与处理过程,：由于该机床采用的是安川变频器控制主轴，主轴转速是通过系统输出的模拟电压控制的。根据以往的经验，安川变频器对输入信号的干扰比较敏感，因此初步确认故障原因与线路有关。,为了确认，再次检查了机床的主轴驱动器与刀架控制的原理图于实际接线，可以判定在线路连接、控制上两者相互独立，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。,36,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,例5：安川变频主轴在换刀时出现旋转的故障维修36主轴驱动系,36,4.5 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：,37,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.5 交流伺服主轴驱动系统 数,37,4.5.1 主轴伺服与数控装置的接线图,38,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.5.1 主轴伺服与数控装置的接线图38主轴驱动系统的故,38,39,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,39主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,39,40,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,40主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,40,41,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,41主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,41,42,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,42主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,42,43,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,43主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,43,4.5.4 主轴伺服系统故障诊断,一)当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式:,1.,CRT,或操作面板上显示报警内容或报警信息。,2.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。,3.主轴工作不正常，但无任何报警信息。,二)主轴伺服系统常见故障有：,44,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,4.5.4 主轴伺服系统故障诊断一)当主轴伺服系统发生故障时,44,数控车床加工螺纹，其实质是主轴的角位移与,Z,轴进给之间进行插补，主轴的角位移是通过主轴编码,器进行测量的，一般螺纹加工时，系统进行的是主轴,每转进给动作，要执行每转进给的指令，主轴必须有,每转一个脉冲的反馈信号，“乱牙”往往是由于主轴与,Z,轴进给不能实现同步引起的，此外，还有以下原因：,主轴编码器或,Z,轴“零位脉冲”不良或受到干扰。,主轴编码器或连轴器松动（断裂）。,主轴编码器信号线接地或屏蔽不良，被干扰。,主轴转速不稳，有抖动。,.螺纹加工出现“乱牙”故障,45,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,数控车床加工螺纹，其实质是主轴的角位移与Z.,45,主轴准停用于刀具交换、精镗进、退刀及齿轮,换档等场合，有三种实现方式：,机械准停控制,由带,V,型槽的定位盘和定位用的液压缸配合动作。,磁性传感器的电器准停控制,发磁体安装在主轴后端，磁传感器安装在主轴箱上，其安装位置决定了主轴的准停点，发磁体和磁传感器之间的间隙为（1.50.5）,mm。,编码器性的准停控制,通过主轴电动机内置安装或在机床主轴上直接安装一个光电编码器来实现准停控制，准停角度可任意设定。,.主轴定位点不稳定或主轴不能定位,46,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴准停用于刀具交换、精镗进、退刀及齿轮.主轴定位,46,上述准停均要经过减速的过程，如减速或增益等,参数设置不当，均可引起定位抖动。另外，准定方式,（1）中定位液压缸活塞移动的限位开关失灵，准停,方式（2）中发磁体和磁传感器之间的间隙发生变化,或磁传感器失灵均可引起定位抖动。,例1：某加工中心，配套6,SC6502,主轴驱动器，,在调试时，出现主轴定位点不稳定的故障。,分析与处理过程：维修时通过多次定位进行反复,试验，确认本故障的实际故障现象为：,该机床可以在任意时刻进行主轴定位，定位动作正确。,只要机床不关机，不论进行多少次定位，其定位点总是保持不变。,47,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,上述准停均要经过减速的过程，如减速或增益等,47,机床关机后，再次开机执行主轴定位，定位位置与关机前不同，在完成定位后，只要不开机以后每次定位总是保持在该位置不变。,每次关机后，重新定位，其定位点都不同，主轴可以在任意位置定位。因为主轴定位的过程，事实上是将主轴停止在编码器“零位脉冲”不固定引起的。分析可能引起以上故障的原因有：,1）编码器固定不良，在旋转过程中编码器于主轴的相对位置在不断变化,2）编码器不良，无“零位脉冲”输出或“零位脉冲”受到干扰,48,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,机床关机后，再次开机执行主轴定位，定位位置与关机前不同，在,48,3）编码器连接错误,根据以上可能的原因，逐一检查，排除了编码器固定不良、编码器不良的原因。进一步检查编码器的连接，发现该编码器内部的“零位脉冲”,U,a0,与-,U,a0,引出线接反，重新连接后，故障排除。,例2,DM4600,加工中心，在更换了主轴编码器后，出现主轴定位时不断振荡，无法完成定位的故障。,分析：由于该机床更换了主轴位置编码器，机床在执行主轴定位时减速动作正确，分析故障原因应与主轴位置反馈极性有关，当位置反馈极性设定错误时，必然引起以上现象。,49,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,3）编码器连接错误49主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,49,更换主轴编码器极性可以通过交换编码器的,输出信号,Ua1/Ua2， Ua1/Ua2,进行，当编码器定,位由,CNC,控制时，也可以通过修改,CNC,机床参数进,行，在本机床上通过修改主轴位置反馈极性参数,（硬件配置参数中主轴编码器的部件号），主轴,定位恢复正常。,50,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,更换主轴编码器极性可以通过交换编码器的50主轴驱动系,50,22.主轴定向不停止，出现超时报警（机床厂设置的报警）,主轴单元没有收到编码器信号或,CNC,系统没有,收到定向完成信号。,用手转动主轴或使主轴以一定速度旋转，在主轴诊断画面上观察主轴速度是否正常，如果没有显示，更换位置编码器或编码器反馈线。,检查位置编码器的皮带是否松或断开。,如果显示正常，更换主轴模块测板。,51,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,22.主轴定向不停止，出现超时报警（机床厂设置的报警）51主,51,749,报警（串行主轴通讯错误）,串行主轴放大器（,SPM,）和,CNC,之间发生了通讯错误,可能的原因包括：,1.,连接电缆接触不良。,2.CNC,印刷电路板故障。,3.,主轴放大器故障。,4.,干扰。,1.1,连接电缆：,检查连接串行主轴放大器（,SPM,）和,CNC,的电缆接触是否良好。,检查电缆与插头连接是否紧密，确认没有任何容易折断或切断的地方。,52,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,749 报警（串行主轴通讯错误）52主轴驱动系统的故障诊断,52,2.2,CNC,上的印刷电路板,:,在主,CPU,板上安装了,CNC,的主轴控制回路。若发生此报警，那么更换,CPU,板。,主轴放大器模块（,SPM,）,:,当主轴放大器模块（,SPM,）侧发生错误时，,SPM,会根据错误类型显示代码,A,，,A1,或,A2,。这种情况下，应按照,FANUC i,系列伺服电机维修说明书,.,3.3,环境干扰,:,如果以上任何一项措施都不能解决问题，那么检测一下连接电缆的环境干扰。查看抗干扰措施的章节，采取正当有效的措施。如再次加强电缆屏蔽，隔离电缆与电源线等。,53,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,2.2 CNC 上的印刷电路板:3.3环境干扰:53主轴驱动,53,750,号报警（串行主轴链起动不良）,原因和处理,:,CNC,开机时串行主轴放大器（,SPM,）没有达到正常的起动状态时，发生此报警。,此报警不是在,CNC,系统（带有主轴放大器）正常起动后发生的。是在电源接通过程中发生故障时引发的。,可能的原因包括：,1.,接触不良，接线不良，或电缆的连接错误。,2. CNC,开机时主轴放大器处于报警状态。,3.,参数设定错误。,4. CNC,的印刷电路板故障。,5.,主轴放大器故障。,54,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,750 号报警（串行主轴链起动不良）54主轴驱动系统的故障,54,55,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,55主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,55,SPE 0,：在主轴串行控制中，串行主轴参数满足主轴放大器的起动 条件。,1,：在主轴串行控制中，串行主轴参数不满足主轴放大器起动条件。,S2E 0,：在主轴串行控制起动中，第,2,主轴正常。,1,：在主轴串行控制起动中，第,2,主轴方面检测出异常。,S1E 0,：在主轴串行控制起动中，第,1,主轴正常。,1,：在主轴串行控制起动中，第,1,主轴方面检测出异常。,SHE 0 : CNC,的串行传输回路正常。,1,：,CNC,的串行传输回路检测出异常。,56,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,SPE 0：在主轴串行控制中，串行主轴参数满足主轴放大器的,56,主轴模块（七段显示管）报警,数字主轴控制板,57,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴模块（七段显示管）报警数字主轴控制板57主轴驱动系统的故,57,数字主轴,ROM,58,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,数字主轴ROM58主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,58,59,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,59主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,59,初始化灯不亮,在主回路接通后，主轴放大器模块初始化灯,PIL LED,不亮,60,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,初始化灯不亮在主回路接通后，主轴放大器模块初始化灯 PIL,60,当状态显示,-.,(1),如果此时数控画面没有“主轴通讯错误报警”,检查数控选择参数位是否设定正确,(2),如果数控画面出现“主轴通讯错误报警,61,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,当状态显示 -.(1) 如果此时数控画面没有“主轴通讯,61,主轴电机不转,当主轴模块七段显示管,-,检查主轴接口控制信号是否已经输入,上述为,PMC,地址,MRDYA,机床准备,SFRA,主轴正转信号输入,SRVA,主轴反转信号输入,62,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴电机不转上述为PMC 地址SFRA主轴正转信号输入6,62,当主轴模块七段显示管显示,00,没有主轴速度输入，参照“,FANUC AC SPINDLE MOTOR series,参数手册” 检查相应的参数,(3),如果主轴模块七段显示管有一个报警出现,参见后面的详细说明其他相关参数,主轴加,/,减速时间常数,63,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,当主轴模块七段显示管显示 00(3) 如果主轴模块七段显,63,主轴放大器模块七段显示报警分类,当主轴模块有报警出现时，主轴模块七段显示管会显示相应的数字,如果有,A0,到,A4,，或其它,Ax,的报警出现,A, A0,：主轴模块控制程序没有执行。,A1, A2, Ax,：主轴控制程序处理故障。,A3,：主轴模块（印刷板）出现一个时钟错误,A4,：主轴控制回路检测出一个,SRAM,奇偶错误,64,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,主轴放大器模块七段显示报警分类当主轴模块有报警出现时，主轴模,64,Alarm code 01,电机温度过高,(1),是否在切削过程中出现的报警（电机温度过高）,(a),检查电机的冷却状态,主轴电机风扇是否旋转，检查风扇电源接线，如果接线正常但风扇电机仍,然不转，更换主轴电机风扇。,是否是液冷电机，检查冷却系统。,是否（主轴电机周围的）环境温度过高，降低环境温度到指定范围,(b),报警发生时观察负载表，如果属于过切减切削销量。,(2),如果轻载时仍然出现此报警（电机温度过高）,(a),加,/,减速度频率过高，调整程序，减少加,/,减速度频率过快的现象。,(b),主轴参数设定不正确。,(3),如果电机温度正常仍然出现此报警,(a),主轴传感器反馈电缆故障。更换电缆,(b),主轴模块中印刷线路板损坏更换印刷板。,(c),电机热敏电阻,(internal thermostat),损坏更换损坏部件,65,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 01电机温度过高65主轴驱动系统的故障,65,Alarm code 02,实际主轴速度偏离指令速度（过大）,(1),加,/,减速过程中出现报警,(a),修正主轴加减速参数,(b),速度检测参数设定不正确,参阅主轴参数说明书,FANUC AC SPINDLE,MOTOR series,(2),是否是在切削过程中出现此报警,(a),切削过载，电机过负荷,观察负载表，检查切削条件。,(b),输出限制参数设定错误，修正参数,66,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 02实际主轴速度偏离指令速度（过大）(,66,Alarm code 03,直流环（,DC link,）保险熔断 （直流环电压低）检查急停按钮是否释放,(1),在主轴运转时出现报警,直流环保险可能熔断，更换保险,引起原因：,动力线短路,电机绕组对地短路, IGBT,或,IPM,模块损坏,(2),按急停释放后，电源模块,PSM,前的,MCC,是否吸合后又断开,(a),直流环（,DC link,）短线,检查直流环端子,DC link (TB1),的连接,(b),电缆故障,电源单元与主轴单元连接的端子,(JX1B-JX1A),的第,9,脚是否与,0V,短路,更换电缆,(c),主轴单元上直流环保险熔断或主轴单元损坏,67,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 03直流环（DC link）保险熔断,67,Alarm code 04,电源单元输入三相电源却相,(1),电源模块上七段显示管是否有,06,号报警,(2),电源单元没有报警,(a),电缆故障,电源模块与主轴单元连接电缆,(JX1B) (JX1A),故障,更换电缆,(b),主轴模块损坏,更换主轴模块或损坏的印刷板,Alarm code 07,电机的实际转速超过最大额定转速的,115%,(1),在同步方式时出现报警,是否存在主轴正传或主轴反转信号,(SFR, SRV),关断的现象,修改梯形图，在主轴同步方式时不使,(SFR, SRV),关断。,68,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 04电源单元输入三相电源却相Alarm,68,(2),当电机停止时仍然出现报警,(a),主轴传感器电缆故障。,检查主轴内装式传感器是否短线,更换电缆,(b),内装式主轴传感器调整不正确,调整主轴传感器,Alarm code 09,(1),是否是在切削时出现的（导热槽温度过高）,(a),如果负载低于允许值仍然出现此报警，检查导热槽环境温度,如果冷却风扇停止转动，检查风扇接线情况（连接端子,CX1A/B,），如果连,接插头没有问题但是风扇仍然不能够旋转，更换主轴单元。,如果是因为环境温度过高引起的，降低外围环境温度。,(b),如果通过负载表确认该报警是由于过载引起的，应改善切削条件。,(c),如果是由于主轴模块的散热片过脏引起散热不好，造成报警，则清理散热片灰尘，改善散热片通风情况。,69,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,(2) 当电机停止时仍然出现报警(1) 是否是在切削时出现的,69,(2),如果报警在轻载荷情况下仍然发生（轻载荷时散热片仍然发热）,(a),是否有频繁加,/,减速的情况，改善加工程序。,(b),电机参数设定不正确。,参阅,FANUC AC SPINDLE MOTOR,series,参数手册,(B-65160E).,Alarm code 11,监测到直流环（,DC link voltage,）电压过高,(1),此时如果电源单元七段显示管出现“,7”,状态报警,参阅电源单元“,7”,状态报警相应处理。,(2),如果电源单元七段显示管没有报警,(a),电缆故障,检查电源单元和主轴模块之间的插头,(JX1B),和,(JX1A),是否有故障,更换电缆,(b),主轴模块损坏,更换主轴模块或相应的印刷板,5-2-8 Alarm code 12,直流环（,DC link,）过电流,对于,SPM-2.2 to SPM-11,和,SPM-11HV,的模块，,12,号报警表明,主回路上,开关电源模板,(IPM),检测到一个过载、或过流、或低电压故障。,70,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,(2) 如果报警在轻载荷情况下仍然发生（轻载荷时散热片仍然发,70,(1),对于,SPM-2.2,到,SPM-11,和,SPM-11HV,模块,检查有无,09,号报警出现,(2),如果,12,号报警是在主轴运转指令发出后立即出现,(a),电机动力线有问题,检查电机动力线是否对地有短路发生,(b),电机绝缘损坏,如果有绕阻对地短路情况，更换电机。,(c),主轴参数设定不正确,参阅“,FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E)”,(d),主轴单元损坏,IGBT, IPM,可能已经损坏，更换主轴模块,71,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,(1) 对于 SPM-2.2 到 SPM-11 和 SPM-,71,(3),如果是在主轴旋转后出现报警,(a),逆变电源故障,IGBT, IPM,可能已经损坏,更换主轴模块,检查是否放大器模块安装条件不符合说明书之规定，或者由于散热片过脏造成冷,却不良，导致模块损坏。,安装条件参阅“,FANUC SERVO AMPLIFIER series Descriptions (B-65162E)”,(b),参数设定不正确,参阅“,FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E)”,按照电机规格正确设定参数,(c),速度传感器信号故障,调整或更换主轴速度传感器,72,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,(3) 如果是在主轴旋转后出现报警72主轴驱动系统的故障诊断,72,Alarm code 13,CPU,板上的存储器故障，确认电源已经接通。,更换主轴模块或主轴模块中的线路板。,Alarm code 15,主轴输出信号切换不正常,当主轴指令输出一秒钟以后，等待,DI,信号：,SPSL,主轴选通请求，主回路、子回路,RSL,速度区域切换，高速区、低速区,以及应答信号：,MCFN,主回路应答,MFNHG,主回路,MCC,开、关,RCH,高、低速区切换应答,RCHHGMCC,高速开、关,),当报警出现时请确认下述状态,(a),电源输入端的接触器正常,如果接触器损坏，更换。,(b) I/O,单元或接触器触点损坏,I/O,单元损坏或连线损坏,(c),梯形图逻辑错误,修改梯形图,73,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 13(a) 电源输入端的接触器正常73,73,Alarm code 16,电源接通时,RAM,检测故障,更换主轴模块或主轴模块中的线路板。,Alarm codes 19 and 20,电源接通时,U,相,(alarm code 19),或,V,相,(alarm code 20),电流检测过高。,更换主轴模块或主轴模块中的线路板。,Alarm code 24,数控系统到主轴之间的通讯出错,(a),在数控与主轴放大器之间通讯中出现一个干扰信号,是否电缆超过限定长度？,参阅“,FANUC SERVO AMPLIFIER,series Descriptions (B-65162E),，第九章”,检查电缆,(b),可能由于信号电缆和动力电缆捆在一起,将信号电缆和动力电缆分开,(c),电缆损坏,更换电缆,如果使用的是光缆连接，检查光缆适配器及连接是否有问题。,(d),主轴模块故障,更换主轴模块或主轴模块中的线路板。,(e),数控系统侧主轴输出接口故障,74,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 16电源接通时RAM 检测故障Alar,74,Alarm code 26,在,Cs,轴（轮廓控制）情况下，传感器反馈出错。,主轴模块采用高分辨率磁传感器,TYPE2 (,使用,JY2,和,JY5,端子连接,),，,采用分辨率,1000,的磁传感器通过接口,JY2,侧的信号太弱。,当放大器采用高分辨率磁传感器,1000 to 3000,，（采用内装式磁传感器,TYPE2,仅在,JY5,接口情况下,),当使用,SPM TYPE4,方式，采用内装式,(MZ sensor),传感器时，,JY2,收,到的信号太弱。,(1),电机停止时仍然报警,(a),参数设定错误,参照“,FANUC AC SPINDLE MOTOR,series Parameter Manual (B-65160E),”,修正参数,(b),传感器需要调整，或者电缆故障,调整传感器或者更换电缆,(c),印刷线路板坏,更换主轴模块或主轴模块中的线路板。,75,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 26在 Cs 轴（轮廓控制）情况下，传,75,(,2),当拆掉电缆后是否报警,(a),电缆故障，或不良接触。,导线破损或电缆坏，需更换。,(3),当电机旋转时，出现报警,(a),连接主轴模块和传感器端子的电缆故障，或屏蔽处理不好。,The shielding of,参照“,FANUC SERVO AMPLIFIER,series Descriptions (B-65162E),”,第,9,章连,接。并确认屏蔽接地处理,(b),可能由于信号电缆和动力电缆捆在一起,将信号电缆和动力电缆分开,(c),改善电缆连接环（屏蔽接地处理、动力信号分开）,76,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,(2) 当拆掉电缆后是否报警76主轴驱动系统的故障诊断与维修,76,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训培训ppt课件,77,Alarm code 27,位置传感器信号异常,位置编码器短线,当使用,MZ,或,BZ,传感器，其通过,JY2,进入主轴放大器的信号太弱,当使用内装式传感器,SPM TYPE2,通过,JY2,和,JY5,，在,JY2,侧的信号,太弱,当使用高分辨率磁编码器时，通过,JY2,和,JY5,连接器，在,128,到,384,的,频率范围，进入,JY5,的信号太弱。,进入,JY5,的主轴传感器信号太弱,(1),当电机不转时仍然报警,(a),参数设定错误,参照“,FANUC AC SPINDLE MOTOR,series Parameter Manual (B-65160E),”,第二章，检查传感器参数设定,(b),连接,JY4,（位置编码器）的电缆短线,更换电缆,(c),传感器调整不正确,按照说明书第,1,部分,4.3.4,调整传感器，如果调整后仍然不能正常使用，更换,电缆或编码器,(d),主轴模块损坏,更换主轴模块或印刷线路板,(2),当将电缆拆开，旋转主轴时出现报警,(a),连接接触不好，或电缆损坏,78,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 27位置传感器信号异常(1) 当电机不,78,对地屏蔽不好，重新连接。,(3),当电机旋转时报警,(a),传感器到主轴模块之间的电缆屏蔽不良。,参见“,Connection, in FANUC SERVO AMPLIFIER,series Descriptions,(B-65162E)”,第,9,章，电缆屏蔽的连接,(b),可能由于信号电缆和动力电缆捆在一起,将信号电缆和动力电缆分开,在,Cs,轴轮廓控制时，出现异常；,当使用内装式磁传感器在,SPM TYPE2,方式下（通过,JY2,和,JY5,），在,高分辨率侧（,1000,到,3000,）时，通过,JY5,侧的信号太弱。,当使用内装式磁传感器,(MZ sensor),在,SPM TYPE4,方式下，通过,JY5,侧的信号太弱。此报警情况同,26,号报警。,79,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,对地屏蔽不好，重新连接。79主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,79,Alarm code 30,检测出电源模块输入的三相电源过电流,(1),源模块出现,01,号报警,参见电源模块报警,01,的处理排除故障,(2),电源模块没有报警,(a),电缆故障,电源模块端子,(JX1B),和主轴模块,SPM (JX1A),端子之间的电缆故障,更换电缆,(b),主轴模块损坏,更换主轴模块或印刷线路板,Alarm code 41,80,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 30检测出电源模块输入的三相电源过电流,80,位置编码器一转信号没有发出, MZ,传感器或,BZ,传感器一转信号故障,位置编码器一转信号不正确,(1),当准停使用一转信号时,(a),参数设定不正确,检查齿轮比设定是否正确（设定齿轮比与实际机械齿轮比不稳和）,(,b),机械主轴和主轴电机之间出现丢转,检查,V,型皮带或传动链的连接,81,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训, 位置编码器一转信号没有发出(1) 当准停使用一转信号,81,(2),其他场合,(a),参数设定不正确,参阅“,FANUC AC SPINDLE MOTOR,series Parameter Manual (B-65160E)”,检查传感器设定参数,(b),传感器,(MZ,传感器或,BZ,传感器,),调整不正确,经正确调整后仍然不能够使用，更换传感器。,(c),位置编码器损坏,更换位置编码器,(d),传感器到主轴模块的电缆屏蔽连接不良,参阅“,Connection, in FANUC SERVO AMPLIFIER,series Descriptions,(B-65162E)”,第,9,章，电缆屏蔽的连接。,(e),可能由于信号电缆和动力电缆捆在一起,将信号电缆和动力电缆分开,(f),主轴放大器模块故障,更换主轴模块和主轴模块中印刷线路板,82,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,(2) 其他场合参阅“Connection, in FA,82,Alarm code 42,位置编码器一转信号不良, MZ,型传感器或,BZ,型传感器一转信号不良,内装式位置编码器一转信号不良,(a),参数设定不正确,参阅“,FANUC AC SPINDLE MOTOR series Parameter Manual (B-65160E)”,检查有关传感器参数设定,(b),对于,MZ,型或,BZ,型传感器，调整不正确,将传感器调整到正确位置,(c),位置编码器损坏,更换位置编码器或电缆,(d),主轴放大器模块故障,更换主轴模块和主轴模块中印刷线路板,Alarm code 43,位置编码器短线报警,更换电缆,83,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm code 42 位置编码器一转信号不良83,83,Alarm code 44,A/D,转换电路报警,更换主轴模块和主轴模块中印刷线路板,Alarm code 46,在螺纹切削时，不能读取一转信号。,同时出现,41,号报警,Alarm code 47,位置脉冲异常, MZ,或,BZ,位置脉冲异常,对于主轴每转,4096,脉冲相,A,和相,B,位置脉冲反馈计数异常,(1),是否在电缆拆除时仍然报警（转动主轴时）,(a),不良的连接或电缆故障,更换电缆或修复插头、端子。,(2),故障因下述情况发生,(a),参数设定不正确,参考：“,FANUC AC SPINDLE MOTOR,series Parameter Manual (B-65160E)”,检查参数是否设定正确。,84,主轴驱动系统的故障诊断与维修培训,Alarm co