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企业诊断-主轴驱动系统的故障诊断与维修 精品

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FANUC系列数字式交流主轴驱动系统的故障诊断与维修

FANUC系列数字式交流主轴驱动系统的故障诊断与维修

FANUC系列数字式交流主轴驱动系统的故障诊断与维修7.2.3 FANUCS系列数字式交流主轴驱动系统的故障诊断与维修(2)根据驱动器报警显示的故障诊断在A06B-6059系列数字式主轴驱动器上，安装有6只7段数码管显示器，当驱动器发生故障时，在通常情况下，可以在显示器上显示出报警号AL－□□。

根据不同的报警显示，可以给维修人员提供驱动器出错的原因，从而初步确定故障部位。

A06B-6059系列数字式主轴驱动器的报警显示及其引起原因见表7-12。

表7-12 交流主轴驱动系统故障诊断表报警号故障内容故障原因AL-01 电动机过热a)主电动机内装式风机不良；b)主电动机长时间过载；c)主电动机冷却系统污染，影响散热；d)电动机绕组局部短路或开路；e)温度检测开关不良或连接故障AL-02 实际转速与指令值不符a)电动机过载；b)晶体管模块不良；c)控制电路保护熔断器F4A~F4M熔断或不良；d)速度反馈信号不良；e)电动机绕组局部短路或开路：f)电动机与驱动器电枢线相序不正确或连接不良AL-03 再生制动电路故障(1S-3S) 再生制动晶体管TRl故障+24V熔断器熔断(6S~26S) 控制电路中的F1熔断AL-04 输入电源缺相(仅6S~26S) a)进线电源阻抗太大；b)晶体管模块不良；c)主回路连接不良；d)主接触器(MCC)不良；e)进线电抗器不良AL-06 模拟测速系统超速a)驱动器设定或调整不当；b)ROM不良；c)速度反馈信号连接不良；d)控制板不良AL-07 数字测速系统超速a)驱动器设定或调整不当；b)ROM不良；c)速度反馈信号连接不良；d)控制板不良AL-08 输入电压过高a)输入电压超过额定值；b)主轴变频器连接错误AL-09 散热器过热(仅6S~26S) a)驱动器风机不良；b)环境温度过高；c)冷却系统污染，影响散热；d)驱动器长时间过载；e)温度检测开关不良或连接不良AL-10 输入电压过低a)输入电压低于额定值的-15％：b)主轴变频器连接错误AL-11 直流母线过电压a)电源输入阻抗过高(见AL-04)；b)驱动器控制板不良；c)再生制动晶体管模块不良；d)再生制动电阻不良AL-12 直流母线过电流a)逆变晶体管模块不良：b)电动机电枢线输出短路；c)电动机绕组局部短路或对地短路：d)驱动器控制板不良．AL—13 CPU报警(仅6S-26S) a)驱动器控制板不良；b)CPU内部数据出错AL-14 ROM故障(仅6S-26S) a)ROM安装故障：b)ROM不良：c)ROM版本、参数不匹配AL-15 附加电路板选件故障a)主轴切换电路/转速切换电路板不良：b)主轴切换电路/转速切换电路板连接不良AL-16-AL-23 主轴驱动器控制电路或接口电路故障a)驱动器控制板安装不良；b)驱动器控制板连接不良；c)驱动器接地连接不良；d)控制板不良无显示ROM故障a)ROM安装不良；b)ROM不良显示A 驱动器软件出错进行驱动器初始化测试注：驱动器的软件版本号可以从驱动器的控制板型号中查出，如控制板型号为A20B-10 03-0010/□□□，则其中的□□□即为软件版本号。

主轴驱动系统故障诊断与维修

主轴驱动系统故障诊断与维修

项目2 主轴驱动系统故障诊断与维修一、实训要求1.了解主轴驱动系统的工作原理。

2.掌握交流变频器的操作方法。

3.能对变频器进行参数设置及故障排除。

4.能分析和排除主轴常见故障。

二、实训设备4台FANUC 0i Mate-md数控维修铣床，2台GSK980TD数控维修车床，7台数控电气维修实验台。

三、实训必备知识1. 主轴驱动系统的工作原理及接线图2-1 GSK980TDA数控车主轴驱动变频器接线图图2-2 FANUC 0I MA TEMD数控铣主轴驱动变频器接线图 变频器的原理根据公式：n=60f/p 可知交流异步电机的转速与电源频率 f 成正比与电机的极对数成反比，因此，改变电机的频率可调节电机的转速。

通常我们为了保证在一定的调速范围内保持电动机的转矩不变，在调节电源频率 f 时，必须保持磁通Φ不变，由公式U≈E=4.44fWKΦ可知，Φ∝U/f 所以改变频率 f 时，同时改变电源电压U，可以保持磁通Φ不变。

目前大部分变频器都采用了上述原理。

用同时改变f和U 的方法来实现电机转速n的调速控制，并使得输出扭矩在一定范围内保持不变。

注：电机的极对数与转速V，U，W代表三相电机的每一相，电机内部共有3组线圈，每一组就是一相，出来两个线头，3相共出6个线头，分别按照一定的接法接到三相电源上。

一组线圈或一相包含多个线圈，但不会是单数的，因为它要组成南北两个极，而且在电机内部是对称的，例如图1，其中一相V,有两个线圈一个在上部一个在下部，两个线圈是串联的，通电时就产生两个磁极，图2的V相有4个线圈，也串联在一起，也是对称的，但它有4个极，这个图只是告诉大家线圈在电机内部的方位，和所谓的磁极对数。

第一个图每一相有南北两个极，就是一对磁极，磁极对数是1，通常叫它2极电机，转速最快。

极数越少，转速越快，对啊。

因为交流电的频率是50Hz,是指每一相1秒钟方向往返50次，三相不是同时往返，有一个次序的问题，但时间间隔是相同的，书本上说的是空间角度相差120度。

第四章主轴驱动系统的故障诊断与维修

第四章主轴驱动系统的故障诊断与维修

第四章主轴驱动系统的故障诊断与维修学习情境描述：数控机床的主轴驱动系统也确实是主传动系统，它的性能直截了当决定了加工工件的表面质量，它结构复杂，机、电、气联动，故障率较高，它的可靠性将直截了当阻碍数控机床的安全和生产率。

因此，在数控机床的修理和爱护中，主轴驱动系统显得专门重要。

修理人员依照修理单，到现场进行故障询问调查，确定修理方案、拟定修理工作打算、打算工时和费用；通过查阅数控机床PLC的相关显示界面和电路原理图、数控系统和就变频器说明书等修理资料，分析故障缘故；使用通用工具及万用表，检测判定故障部位，在机床现场快速排除故障，填写修理记录并交接验收。

学习任务：1、主轴不能转动故障修理2、主轴速度慢、主轴振动等故障修理3、变频器故障修理学习目标：1、学会数控机床修理方法：隔离法。

2、具备数控机床主轴系统的故障诊断能力和排除故障能力。

3、能使用所配置的主轴变频器及参数设置方法，会检测判定并修理变频器简单故障。

4、在故障诊断、检测及更换中能严格执行相关技术标准规范和安全操作规程，有纪律观念和团队意识，以合作方式拟定诊断与修理打算，并具备环境爱护和文明生产的差不多素养。

5、能撰写修理工作报告，总结、反思、改进工作过程。

学习内容：1、学习主轴系统的差不多构造和运行特点及工作原理。

2、学习数控机床主轴相关变频器的功能及使用方法、电气原理图、主轴装配图、气动系统图。

3、学习主轴相关梯形图并据此分析说明M、S功能、主轴正反转、倍率调剂等工作原理。

4、学习主轴相关参数含义及设置。

5、学习主轴故障修理流程图的画法。

完整的工作过程：获得信息（修理任务单、图纸、说明书等）——制订打算（缘故分析/确定流程/费用估算）——实施打算（检查与更换）——检查（自检、验收、总结与工作过程反馈）；4.1 主轴相关知识数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构，其功能是同意数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令，驱动主轴进行切削加工。

2-2主轴驱动系统故障诊断与维修

2-2主轴驱动系统故障诊断与维修

第9章学习情境七主轴驱动系统故障诊断与维修数控机床的主轴驱动系统的性能直接决定了加工工件的表面质量，主轴控制只是一个速度控制系统，实现主轴的旋转运动，提供切削过程中的转矩和功率，保证任意转速的调节，完成在转速范围内无级变速。

在具有C轴控制的主轴与进给伺服系统一样，为位置控制伺服系统。

完成主运1特别是具1．5机床，2率。

强3．具有4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／rnin。

4．具有位置控制能力即具有进给功能(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、螺纹切削及车削中心的某些加工工艺的需要。

5．有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低数控机床加工精度的提高与主轴系统的精度密切相关。

为了提高传动件的制造精度与刚度，采用齿轮传动时齿轮齿面应采用高频感应加热淬火工艺以增加耐磨性，最后一级一般用斜齿轮传动，使传动平稳。

采用带传动时应采用齿型带。

为提高主轴组件的刚性，应采用精度高的轴承及合理的支撑跨距。

在结构允许的条件下，应适当增加齿轮宽度，提高齿轮的重叠系数。

变速滑移齿轮一般都用花键传动，采用内径定心。

侧面定心的花键对降低噪声更为有利，因为这种定心方式传动间隙小，接触面大，但需要采用专门的刀具和花键磨床加工。

6．良好的抗振性和热稳定性在长时间持续切削、加工余量不均匀、运动部件不平衡及切削过程中的自振等引起冲击力和交变力，会使主轴产生振动，影响加工精度和表面粗糙度，甚至损坏刀具和主轴系统中的零件，使其无法工作。

主轴系统的发热使其中的零部件产生热变形，降低传动效率，影响零部件之间的相对位置精度和运动精度，从而造成加工误差。

因此，主轴组件要有较高的固有频率，较好的动平衡，且1如果它的缺2否则，3小加工余4、220V、380V、V ／f外公司为主，如西门子、安川、富士、三菱、日立等。

中档数控机床主要采用这种方案，主轴传动两档变速甚至仅一档即可实现转速在100～200r／min时车、铣的重力切削。

项目三主轴驱动系统的故障诊断与维修

项目三主轴驱动系统的故障诊断与维修

第7页
数控机床故障诊断与维修
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3、常用的主轴驱动系统 （1）FANUC（法那科）公司主轴驱动系统 ①采用为处理器控制技术，进行矢量计算，从而实现最佳控制。 ②主回路采用晶体管PWM逆变器，使电动机电流非常接近正 弦波性。 ③具有主轴定向控制、数字和模拟输入接口等功能。 （2）SIEMENS（西门子）公司主轴驱动系统 （3）DANFOSS（丹佛斯）公司系列变频器主轴驱动系统 （4）HITACHI（日立）公司系列变频器主轴驱动系统 （5）HNC（华中数控）公司系列主轴驱动系统
调速，此种调速方式效率不高，且不经济，只适用于绕线式异步电动
机。 • （3）变频调速
任务10主轴控制与硬件连接
第15页
数控机床故障诊断与维修
• 2、频器的基本结构
• 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），发展至今为直接转矩控制，从
而能方便地实现无速度传感器化；脉宽调制（PWM）技术从
度对零件的加工精度有较大的影响。
任务10主轴控制与硬件连接
第5页
数控机床故障诊断与维修
• （1）数控机床对主轴驱动系统的要求 • 1）调速范围宽并实现无极调速 • 2）恒功率范围要宽 • 3）具有4象限驱动能力 • 4）具有位置控制能力 • 5）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低 • 6）良好的抗振性和热稳定性。
任务10主轴控制与硬件连接
第6页
数控机床故障诊断与维修
• 2、主轴传动配置方式
• （1）普通笼型异步电动机配齿轮变速箱
• （2）普通笼型异步电动机配简易型变频器
• （3）普通笼型异步电动机配通用变频器
• （4）专用变频电动机配通用变频器

主轴驱动系统及故障诊断及维修共142页文档

主轴驱动系统及故障诊断及维修共142页文档
1、不要轻言放弃，否则对不起自己。
2、要冒一次险!整个生命就是一场冒险。走得最远的人，常是愿意 去做，并愿意去冒险的人。“稳妥”之船，从未能从岸边走远。-戴尔．卡耐基。
梦 境Байду номын сангаас
3、人生就像一杯没有加糖的咖啡，喝起来是苦涩的，回味起来却有 久久不会退去的余香。
主轴驱动系统及故障诊断及维修 4、守业的最好办法就是不断的发展。 5、当爱不能完美，我宁愿选择无悔，不管来生多么美丽，我不愿失 去今生对你的记忆，我不求天长地久的美景，我只要生生世世的轮 回里有你。
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭

主轴驱动系统的故障诊断与维修

1）调速范围宽。采用直流主轴驱动系统的数 控机床通常只设置高、低两级速度的机械变速机构， 电动机的转速由主轴驱动器控制，实现无级变速，因 此，它必须具有较宽的调速范围。
2）直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形 式，可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。
3）主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统， 能将转子产生的热量迅速向外界发散。此外，为了使 电动机发热最小，定子往往采用独特附加磁极，以减 小损耗，提高效率。
主轴控制单元与电动机连线不良。 4）机械连接脱落，如高/低档齿轮切换用的力和齿啮
合不良。 5）机床负载太大。 6）控制信号为满足主轴旋转的条件，如转向信号、
速度给定电压为输入。
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。
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。
5.2.3 直流主轴控制系统常见的故障
1.主轴电动机不转 造成这类故障的原因有： 1）印制线路板表面太脏或内部电路接触不良。 2）触发脉冲电路故障，晶闸管无触发脉冲产生 3）机床未给出主轴旋转信号、电动机动力线电线或
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。
五）具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低

维修实例：FANUC串行主轴驱动系统故障诊断与维修.ppt


资讯
附：SIEMENS MicroMaster420变频器参数设置
增加数值 —按此键即可增加 面板上显示的数值。 如果要用BOP修改频率设定 值，请设定P1000=1。
减少数值 —按此键即可减少 面板上显示的数值。 如果要用BOP修改频率设定 值，请设定P1000=1。
决策与计划
序号
故障现象案例
要说明维修实 参数设置是影响数控铣床变频控制主轴的常见故障原
施前后的机床 因。
状况及其维修
根据实际要求，查阅SIEMENS MicroMaster420变
过程） 频器的用户手册，修改变频器的工作方式。
资讯
MicroMaster420变频器
资讯
附：SIEMENS MicroMaster420变频器参数设置
的模拟电压是否匹配 。
强电控制部分断路或元器件损坏，主轴不能旋转，需检查主轴供电这一线路 4 各触点连接是否可靠，线路有否断路，继电器是否损坏，保险管是否烧坏 。
变频器自身参数未调好，主轴不能旋转，需变频器内含有控制方式选择，若 5 不选择 NC 系统控制方式，则无法用系统控制主轴，修改这一参数；检查相
XK 维修人员
故障现象 及部位
开机后进行手动方式选择主轴 正转以及反转，无反应，并且无任 何报警信息。
200710027
XK5025 更换零件明细 1 2 3 4 5
资讯
6
7
故障原因
变频器工作方式设置错误。
8
9 10
维修小结（简
变频器的工作方式、参数设置以及数控系统的对应
起动变频器—按此键 起动变频器；按照缺 省值运行时，此键是 被封锁的。为了使此 键的操作有效，应设 定P0700=1。

第四章主轴驱动系统的故障诊断与维修


应用
小型而且结构紧凑的机床(AH 100 至AH 160) 复杂的加工中心和车床 专用机床
1PH4 主轴电机
规格说明
1PH4 水冷却主轴电机具有如下性能 设备体积小功率强度大 最高速度可达9 000 转/分(可选12 000 转/分) 即使在设备停止时也可输出各种转矩 经过冷却处理的凸缘能有效避免由于机械传动系 所引起的热应力
噪音低 防护级别高(IP65 轴盖为IP55) 旋转精度高
由于现代机械设备设计结构紧凑，从电气驱动
部件中产生的热量会对机械的精度产生副作用。对 于功率密度高，而且冷却效果好的电机的要求，促 使了1PH4系列水冷型交流主轴电机的发展。
而且同时满足高转矩和设备体积小(从而质量惯 性小)的双重性能的这一复合产品的加速和刹车时间 都短从而减少了作无用功的时间。
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。
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。
13.电动机电刷磨损严重或电刷面上有划痕 其原因可能有：
1）主轴电动机连续长时间过载工作。 2）主轴电动机换向器表面太脏或有伤痕。 3）电刷上有切削液进入。 4）驱动器控制回路的设定、调整不当。
维修实例
故障现象：配套某系统的数控车床，配套SIEMENS 6RA26**系列直 流主轴驱动器，开机后显示主轴报警。

数控机床主轴驱动系统的故障诊断与维修


任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础
6.1.2 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法
1．数控机床主轴伺服系统无报警信息的故障 一般分为三种：主轴转速与指示值不符 、主轴异常噪声及振动 、
外界干扰。解决方案如下：
1
2
3
检查CNC装置模拟量 输出是否有问题，如 有问题则检查模拟量 输出电缆线连接是否 松动。如果模拟量输 出正常，则检查CNC 装置和变频器模拟量 的参数是否正常。
过大，重新考虑机床负载条件
长时间切削条件恶劣
调整切削参数，改善切削条件，
检查直流主轴电机的线圈电阻不 检查直流主轴电机的线圈电阻是 确保电阻正常，用干燥的压缩空
正常，换向器太脏
否正常，换向器是否太脏
气吹干净
动力线连接不牢固 励磁线连接不牢固 驱动器的控制励磁电源存在故障
检查动力线是否连接牢固 检查励磁线连接是否不牢固 也就是检查励磁电压是否正常
首先要区别异常噪声 及振动发生在主轴机 械部分还是在电气驱 动部分。如无关，一 般是主轴驱动装置未 调整好；如有关，应 检查主轴机械部分是 否良好，测速装置是 否不良。
判别有无干扰的方法 是：当主轴转速指令 为零时，主轴仍往复 转动，调整零速平衡 和漂移补偿也不能消 除故障。
任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础
现停止进给，主轴仍继续运转的故障。 主轴电动机不转，CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，
还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。 转速偏离指令值，当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：.
电动机是否过载、主轴驱动装置是否故障等。
任务6.2 直流主轴驱动系统
6.2.1 直流主轴驱动原理
或主轴伺服，也可以不要驱动器。
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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。
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
脚号
AL0 AL1 AL2
+1,RB + ,L1,L2,L3 T1,T2,T3
描述
通用继电器 继电器，运行中为
常闭 继电器，运行中为
常开
直流母线抑制器
制动电阻 主电源供电输入 电机供电输出
说明
250VAC,，最大电流2.5A（电阻负载） 250VAC,，最大电流0.2A（感性负载， 功率因数为0.4） 100VDC，最小电流10mA 30VDC，最大电流3A（电阻负载） 30VAC，最大电流0.7A（感性负载， 功率因数为0.4）
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
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。
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。
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。
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。
4.3.1 变频器连接图
脚号
描述
说明
P24
为逻辑输入提供+24V
置检测器件，因此其使用较广。
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。
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
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。
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。
1,2,3,4,5,6, 独立的逻辑输入
24V直流，最大电流30mA （禁止与端子L短接） 使用p24或相当于L的外部输入
L（上端） 11,12 CM2 FM L(下端)
OI
逻辑输入地 分离逻辑输出
逻辑输出地
输入1-6的电流和（流入） 闭合状态下最大电流为50mA
100mA：11、12的电流和（流入）
变频器（440系列）的主要报警及故障诊断如下表：故障现象Biblioteka 报警号 内 容 F0001 过电流
F0002 F0003
过电压 欠电压
故障原因
引起故障可能的原因
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。
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。
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
SIMODRIVE 611 变频器系统
SIMODRIVE611 模拟式变频器系统
SIMODRIVE611 数字式变频器系统带SINUMERIK 840D
Siemens 1PH7 主轴电机
1PH7 电机(AH 100 至AH 160 和AH 180/AH225)
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。
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。
5VDC，最小电流100mA
配件（提供动态制动，抑制干扰等）
主电路强电部分
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。
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。
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）
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。
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。
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：
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。
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。
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。
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
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。
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。
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。
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。
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。
F0004 F0005