仲興國

（沈陽理工大（dà）學應（yīng）用技術學院機械與運載學院，遼寧撫順　113122）

　　摘　要：主軸是數控機床重要的部件之一，發生故障（zhàng）的幾率也相對較大。討論了變頻主軸典型故障與分析，介紹了我院一台GSK980TD數控車床出現（xiàn）主（zhǔ）軸故障以後，對該故障的一（yī）個排除過程。

　　關鍵詞：主軸；變頻（pín）器；故障
　　數控機床（chuáng）主軸驅動係統包括主軸（zhóu）驅動裝置、主軸電機、主軸位置檢測裝（zhuāng）置、傳動機構（gòu）及主軸。模擬量控製的主軸驅動（dòng）裝置采用變頻器實現主軸電機控製。係統在自動加工（gōng）時，通過對程序輔助功能代碼M03、M04、M05的（de）譯碼，利用係統的PMC實現中間（jiān）繼（jì）電器的通斷控製，從而達到主軸（zhóu）的正反轉及停止控製，此時的主軸（zhóu）速（sù）度是（shì）由係統程序中的S指令（lìng）值與機床的（de）倍率開關決定的。
　　1　主軸不轉
　　變頻主軸要轉動，必須滿足三（sān）個方麵條件，一是確保數控係統到變頻器再到主軸電動機之間的接線正確；二（èr）是數控（kòng）係統要有正轉或反轉信號和0～10V的SVC模擬電壓輸出（chū）到變頻器側；三是變頻（pín）器的（de）參數必須調整正確。
　　遇到（dào）主軸（zhóu）不轉的情況可以用逐一排除的（de）方法，檢查係統是否有上述兩個信號輸出，如果確認是（shì）係統五該信號輸出，但不能確認是係統有故障，這時應檢查數控係統和主（zhǔ）軸控製相關（guān）的參數，例如檔位控製和變頻（pín）器的控製方式選擇參數是否正確。如果數控（kòng）係統（tǒng）信號輸出正常，就（jiù）需檢查變頻器，先（xiān）測量（liàng）變頻器的輸入電壓是否正常，一般應為380V輸入（rù），然後檢查變頻器的參數，再看控製方式是否（fǒu）正確，接著檢查參數是否設置為0～10V直流電（diàn）壓控製轉速（sù）。一般來說，經過上述步驟（zhòu）可檢查出所以參數和線（xiàn）路問題，即使（shǐ）不能當場修好，也（yě）能把故障鎖定在某一部件或某一塊電路板甚（shèn）至某（mǒu）一個元件，為維修提供必要的條件。
　　2　隻有正轉或隻（zhī）有反轉
　　如果主軸隻能正轉或隻能反轉，主軸轉速正常，可以說明模擬電壓輸出正常。應先檢查係統有沒有控製正反轉的M3或M4信號輸入到變頻器，如（rú）果有的話（huà）就證明係統側正常，接下來加粗變頻器相關的參（cān）數是否（fǒu）設置正確，例如艾莫默生EV2000變頻器的F3.00參數是防反轉選擇，應將其設置為0，即允許反轉。如果變（biàn）頻器參數設置正確，就有可能是（shì）變頻器硬件故障，需要更換（huàn）硬件。
　　3　主軸一轉即停下來
　　這種情況應先檢查數控係統的（de）主軸是否設置為點動（dòng）運行，其（qí）次是係統的M功能是否設置為脈衝信號（非保持信號）。確（què）定（dìng）上述設置均正確後，接下來需要檢查變頻（pín）器是否設置為（wéi）點動，要著重檢查和控製方式相關的參數是否設置正確。
　　4　轉速和實際（jì）不符
　　主軸（zhóu）實（shí）際轉速（sù）和編程轉速不一致，一般可（kě）以在數控係統的參數裏調整，隻要把Z高轉速的每分鍾轉（zhuǎn）數輸入到係統對應的檔（dàng）位即可，編程轉速比實際大的時候，應該把該參數調小一點，反之調大。如果（guǒ）調到某一範圍（wéi）後就不能（néng）調，應著（zhe）重檢查變頻（pín）器的上限和下限頻率的參數設置（zhì）範圍是否過小，超過了轉速範圍，這時（shí）就要相（xiàng）應調整該參數，但要注意不能超過該型號變頻器及電動（dòng）機的額（é）定值。
　　5　主軸啟動和製動時間過長或無製動
　　如果主軸的啟動時間過長（zhǎng），主要檢查變頻器的性能以及參數設置是否合理，著重檢查變頻器的啟動頻率、啟動方式和（hé）加減速時間的設置，盡量調至Z理想。如（rú）果主軸無製動，應先檢查主軸（zhóu）的停機方式是否有選擇直流製動，製動的時間設置是否合理（lǐ）。如果（guǒ）參數設置正確（què），但還是達不到要求，就可能是變頻器硬（yìng）件（jiàn）故（gù）障。
　　6　主軸有高速轉換到（dào）低速或停機時機床會跳閘
　　這種情況通常是由於主軸製動（dòng）時間過短造（zào）成的，雖然變頻（pín）器（qì）大多數也接有製動電阻，但在（zài）製動時瞬（shùn）間電流（liú）仍較大，很（hěn）容易造成斷路器因為過流（liú）保護（hù）而斷開。遇到這種情況可（kě）以嚐試延長製動時間，在允許的範圍內調大斷路器整定電（diàn）流範（fàn）圍（wéi）。
　　7　變頻器報警導致係統急停報警或驅動器報警
　　很多數控機床廠家在安裝變頻器的時候，都習慣把驅動器和係統的急（jí）停信號串（chuàn）聯在一起，隻要變頻器報警，係統（tǒng）也會出現報警。這樣做的好處是可以保護（hù）數控（kòng）機床，防止變頻器在報警停止的時候，機床的兩個軸（zhóu）還在運動造成撞刀，損壞設備。所以在處理這類故（gù）障時應留意變頻器出現的報警代碼（mǎ），再根據報警代碼提示處理。
　　8　主（zhǔ）軸故障維修實例
　　配GSK980TD係統的數（shù）控車床，出現主軸在（zài）加工過程中停機的故障。
　　分析診斷：主軸非人為停轉後，兩軸仍（réng）在進給，造成撞刀（dāo）。查看加工程序基本正常，該程序（xù）一天要加工上百個工件（jiàn），不應該（gāi）存在問題。懷疑是變頻器（qì）報警，係統未報警所致（zhì）。檢查變頻器接（jiē）線時，發現機床生產廠家沒有將變（biàn）頻器報警信號動斷點的信號輸出端與數控係統的ESP急停（tíng）信號輸出端串聯在一起，造成變頻器發生故（gù）障時係統仍在正常輸出加工程序，引起撞刀。然後采（cǎi）取的措施是安（ān）裝正規接線方法重新接線，將變頻器與係統報警信號（hào）輸出端相連接（jiē），確保變頻器再出現故障時（shí），加工程序和（hé）MST功能會全部停止。
　　故障處理：Z後（hòu）發現是變（biàn）頻器輸入電壓過低造成變頻器欠壓報警，加裝穩壓器後故障排除。
　　參考文獻
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來（lái）源：《數字技術與應用》2013年第1期