五、交流主轴驱动系统的故障.ppt

数控机床典型故障诊断与维修学习情境4排除XK5025数控铣床主轴不能旋转故障 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。 主轴驱动系统分类： 一）直流主轴驱动系统 二）交流主轴驱动系统 三）主轴通用变频器控制系统 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30min。 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1S内从静止加速到6000r/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。 直流主轴驱动系统的特点： 1）调速范围宽。 2）直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式。 3）主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统 4）直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流，以实现四象限的运行。 5）主轴控制性能好。 6）纯电气主轴定向准停控制功能。   2.主轴速度不正常或不稳定 造成这类故障的原因有： 1）装在主轴尾部的测速发电机故障（断线或不良）。 2）速度指令电压不良或错误。 3）D/A变换器故障。 4）电动机不良，如：励磁丧失等。 5）电动机负载过重。 6）驱动器不良。 7) 印刷线路板太脏或其误差放大器故障。 8）速度指令错误。          1)? 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。 2）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，又可加快制动速度。 3）特别是对于全数字式主轴驱动系统，驱动器可直接使用CNC的数字量输出信号进行控制，不要经过D/A转换，转速控制精度得到了提高。 4）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与动态优化，系统设定灵活、调整准确。 5）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。 6）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。 位置比例增益 ①设定位置环调节器的比例增益。 ②设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振荡或超调。 ③参数数值由具体的伺服系统型号和负载情况确定。 2. 速度比例增益 ①设定速度调节器的比例增益。 ②设置值越大，增益越高，刚度越大。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载值情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。 ③在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较大的值。 3.速度积分时间常数 ①设定速度调节器的积分时间常数。 ②设置值越小，积分速度越快。参数数值根据具体的伺服驱动系统型号和负载情况确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。 ③在系统不产生振荡的条件下，尽量设定较小的值。 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： 1.过载 原因：切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载报警 具体表现为：主轴电动机过热主轴驱动装置显示过电流报警等。 2