第四章 数控机床主轴驱动系统故障检修（课件）-《数控机床电气线路维修》同步教学（劳动版）

§4-1 数控机床主轴驱动系统 §4-2 主轴驱动系统电气线路分析与故障检修 第四章 数控机床主轴驱动系统故障检修 §4-1 数控机床主轴驱动系统 学习目标 1. 了解数控机床对主轴传动的要求。 2. 了解主轴系统分类及特点。 3. 熟悉主轴驱动装置的结构、组成与原理。 4. 掌握主轴驱动装置与数控装置的信号连接。 一、主轴驱动系统概述 数控机床主轴驱动系统，即主传动系统，是数控机床的大功率执行机构，其工作运动通常是主轴的旋转运动，通过主轴的回转与进给轴的进给，实现刀具与工件快速的相对切削运动。 1. 数控机床对主轴传动的要求 （1）调速范围要宽并能实现无级调速 （2）恒功率范围要宽 （3）具有四象限驱动能力 （4）具有同步控制和定位准停功能 2. 主轴系统分类及特点 目前，全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。无级变速系统根据控制方式的不同，可分为变频主轴系统和伺服主轴系统两种。 （1）笼型异步电动机配齿轮变速箱 （2）通用笼型异步电动机配通用变频器 （3）专用变频电动机配通用变频器 （4）伺服主轴驱动系统 （5）电主轴 二、变频主轴驱动装置的组成及工作原理 目前数控机床的主轴驱动多采用交流电动机配通用变频器控制的方式。 1. FANUC 0i Mate-TD 数控系统模拟主轴的连接 2. 与主轴相关的系统接口 （1）JA40 （2）JA41 （3）JD1A I/O LINK 3. FR-S500变频器的接线 （1）FR-S500变频器的标准端子接线 （2）端子说明 1）主回路端子说明 2）控制回路端子说明 （3）变频器接线注意事项 三、伺服主轴驱动装置的组成及工作原理 数控加工中心对主轴有较高的控制要求，首先要求在大力矩、强过载能力的基础上实现宽范围无级变速；其次要求在自动换刀过程中实现定向角度停止（即准停。 交流主轴驱动系统也有模拟式和数字式两种形式，其结构有主轴驱动单元、主轴电动机和检测主轴速度与位置的旋转编码器三部分组成，主要完成闭环速度控制，但当主轴准停时则完成闭环位置控制。 1. FANUC主轴伺服系统 FANUC公司生产的主轴系统，主要分为直流主轴驱动系统与交流主轴驱动系统。 2. SIEMENS主轴伺服系统 SIEMENS公司生产的主轴系统，主要分为直流主轴驱动系统与交流主轴驱动系统两大类。 §4-2 主轴驱动系统电气线路分析与故障检修 学习目标 1. 建立数控车床控制系统的总体概念。 2. 能够读懂数控机床主轴电气控制原理图。 3. 能根据电气控制原理图进行故障分析与检修。 一、主轴驱动系统控制线路原理分析 CAK4085di数控车床主轴旋转运动采用日立SJ300-055HF/7.5KW变频调速器控制5.5KW主轴电动机，与机械变速相配合，可实现三档无级调速。 1. 主轴正、反转控制信号 2. 主轴电动机速度控制信号 3. 变频器故障输出信号 4. 主轴频率到达输出信号 5. 日立sj300变频器的故障显示及处理 二、变频主轴驱动系统常见电气故障的诊断与处理方法 数控机床的主轴驱动系统在实际应用中，出现故障几率比较高。当主轴驱动系统发生故障时，通常有三种表现形式： 一是在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息； 二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； 三是主轴工作不正常，但无任何报警信息。 三、典型故障的分析与诊断流程 1. 故障一：主轴电动机不能启动 2. 故障二：由变频器出现报警而引起系统急停报警 3. 故障三：主轴速度不能调整 四、故障检修实例 【故障实例1】CAK4085di型数控车床通电后（系统采用FANUC 0i Mate-TD），在手动方式下，按下主轴启动按钮，变频器发生E03报警，引起系统急停报警。 【检修过程】 1. 根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围 2. 根据故障分析，正确进行检修 【故障实例2】某YASKAWA J50M型数控加工中心，在换刀时出现主轴定位不准的故障。 【检修过程】 1. 通电试运行，进一步观察故障现象 2. 根据故障现象，进行原因分析，确定故障范围 3. 根据故障分析，正确进行检修 $$