陳穎

（中國船舶重工第七（qī）二四研究所，江蘇南京（jīng） 210003）

　　配套某係統的數控車床，配套SIEMENS 6RA26**係列直流主軸驅動器，開機後顯示主軸報警。下（xià）麵（miàn）我（wǒ）們全麵分析直（zhí）流主軸控製係統特點，從使用注意方麵入手，分析檢修方案。
　　1.數控機（jī）床故障的排除思路
　　（1）確認故障現象，調（diào）查故障現場，充分（fèn）掌握（wò）故障信息。當數控機床發生故障時，維護維修人員進行故障的確認是很有必要的，特別（bié）是操作使用人員不熟悉機床的情（qíng）況下，尤其重要。不該也不能讓非專業人士隨意開動機床，特別是出現故障後的機床，以免故障的進一步擴大。
　　（2）根據所掌握故障信息，明確故障的複雜程度並列出故障部位的全部疑（yí）點（diǎn）。在充分調查現（xiàn）場掌握手材料的基礎上，把故障問題正確地列出來。俗話說，能夠把問題說清楚，就已經解決了問題的一半（bàn）。
　　（3）分析故障原因，製定排除故障的（de）方案。分析故障時，維修人員不應局限於CNC部（bù）分，而是（shì）要對機床強電（diàn）、機械、液壓（yā）、氣動等方麵都做詳細的（de）檢查（chá），並進行綜合判斷，製（zhì）定出故障排除的方案，達到快速確診和（hé）高效率排除故障的目的。
　　2.直流（liú）主（zhǔ）軸控製係統
　　從原理（lǐ）上說，直流主軸驅動係統與通常（cháng）的直流調速係統無本（běn）質的區別，但數控機床高速、高效、高精度的（de）要求，決定了直流主軸驅動係統具有以下（xià）特點（diǎn）；①調速範圍寬。采用直流（liú）主軸驅動係統的數控機床通常隻設置高、低兩級速度的機械變速機構，電動機的（de）轉速由主軸驅動器控（kòng）製，實現無級變速，因此，它必須具有較寬（kuān）的調速範圍。②直流主軸電動機通常采用全封閉的結構形式（shì），可（kě）以在有塵埃和切削液飛濺的工業環境（jìng）中使用。③主軸電動機通常采用特殊的熱管冷卻係統，能將轉（zhuǎn）子產生的熱量（liàng）迅速向外（wài）界（jiè）發散。此外，為了使電動機發熱Z小，定子往往采用獨特附加磁極，以減小損耗，提高（gāo）效率。④直流主軸驅動器主回路（lù）一般采用晶閘管三相全波整流，以實現四象限的運行。⑤主軸控製性能好。為了便（biàn）於與數控係（xì）統的配合，主（zhǔ）軸伺服器一般都帶有D/A轉換器、“使能”信號輸入、“準備好”輸出、速度/轉矩顯示（shì）輸出等信號接口。⑥純電氣主軸（zhóu）定向準停控製功能。由於（yú）換刀、精密鏜孔（kǒng）、螺紋加工（gōng）等需要（yào），數控機床的主軸應具有定向準停控製功能，而且應由電氣控製係統自動實現（xiàn），以（yǐ）進一步縮短定（dìng）位時間，提高機床效率。
　　3.直流主軸驅動係統使用注意點（diǎn）
　　（1）安裝注意事項。主軸伺服係統（tǒng）對安裝有較高的要求，這些要求是保證驅動器正常工作的前提（tí）條（tiáo）件，在維修時必須引（yǐn）起注意（yì）。安裝驅動器（qì）的（de）電櫃必須密封。為了防止（zhǐ）電櫃內溫度過高，電櫃設計時應將溫（wēn）升控製在15°以下。電櫃的（de）外部空氣（qì）引入口，應設置過（guò）濾器，並防止從（cóng）排氣（qì）口浸入（rù）塵埃或（huò）煙霧；電纜（lǎn）出入口、櫃門等部分應進行密封，冷卻電扇（shàn）不要直接吹響驅動器，以免粉塵（chén）附著。維修過程中，必須保證以上部分（fèn）的完好（hǎo），確保機床長期可靠工作（zuò）。
　　（2）電動機維修完成後（hòu），進行重新（xīn）安裝時，要遵循下列原因；①電動機安裝麵要平，且有足夠的剛性。②電刷應定期維修及更換，安裝位置應盡可能使其檢修（xiū）容易。③電動機冷卻進風（fēng）口的進風要充分，安裝位置要（yào）盡（jìn）可能（néng）使冷卻部分檢修容易。④電動機（jī）應安裝在灰塵少、濕度不高的場所，環境溫度應在40℃以下。⑤電動機應安裝在切削液和油不能直接濺到的位置上。
　　（3）使用檢查。在對主（zhǔ）軸驅動係統進行（háng）維修前，應進行如下驅動係統工作前（qián）的檢查；①檢查（chá）速度指令與（yǔ）電動機轉速（sù）是否（fǒu）一致，負載指示是否（fǒu）正常。②電動（dòng）機是否有異常聲音和異常振（zhèn）動。③軸承溫度是否急劇上升等不正常現象。④電刷（shuā）上是（shì）否有顯著的火花發生痕跡。
　　（4）對於工作正常的主軸驅動係統，應（yīng）進行如下日常維護；①電櫃的空氣過濾器每月應清掃（sǎo）一次（cì）。②電櫃及驅動器的冷卻風扇應定期檢查。③建議操作人員每天都應注意主軸電動機的旋轉速度、異常（cháng）振動、異常聲音、通風狀態、軸承溫度、外表溫度和異常臭味。④建議（yì）使用單位維護人員，每月應對電刷（shuā）、換向器進（jìn）行檢查（chá）。
 　　建議使用單位維護人員，每半年應對測速發電機、軸承（chéng）、熱管冷卻部分、絕緣電阻進行檢測。
　　4.直流主軸控製係統常見的故障
　　（1）主軸（zhóu）電動（dòng）機不轉。造成這類故障的原（yuán）因有（yǒu）；①印製線路板表（biǎo）麵太髒或內部電路（lù）接觸不良。②觸發脈（mò）衝電路故障，晶閘管（guǎn）無觸發脈衝產生。③機床未給出主軸旋轉信號、電動機（jī）動力線（xiàn）電線或主軸控製單元與電動機連線不良。④機（jī）械連接脫落，如高/低檔齒輪切換用的力和齒輪齧合不良。⑤機床負載太大。⑥控製信號為（wéi）滿足主軸旋轉的條（tiáo）件（jiàn），如（rú）轉（zhuǎn）向信號、速度給定電壓為輸入。
　　（2）主軸（zhóu）速度不（bú）正常或不穩定。造成這類故障的原因有；①裝在主軸尾部的測速發電機故（gù）障（斷線或不（bú）良）。②速度指令電（diàn）壓不良或錯誤。③D/A變換器故障。④電動機不（bú）良，如勵磁喪失等（děng）。⑤電動機負載過重。⑥驅動器不良。⑦印（yìn）刷（shuā）線路板太髒或其誤差放（fàng）大器故障。⑧速度指令錯誤。
　　（3）主軸電（diàn）動機（jī）振動或噪聲（shēng）過（guò）大造（zào）成這類故障的原因有；①係統電源或相序不對（缺相、相序不正確或電（diàn）壓不正常）。②電流（liú）反饋回（huí）路調（diào）整不當（dāng）。③驅動器上的增益調整電路或顫動調整電路（lù）的調整不當（dāng）。④驅動器上的電源開關（guān）設定錯誤（如50/60Hz切換開（kāi）關設定錯誤等）。⑤電動機軸承故障、主軸電動機和主軸之間離合器故障。⑥主軸負荷過大（dà）等。
　　（4）發生過流報警造成這類故障的原因有；①驅動器電流極限設定錯（cuò）誤。②觸發（fā）電路的同步觸發脈（mò）衝不正確。③主軸（zhóu）電動機的點（diǎn）數線圈內部存在局（jú）部短路。④驅動器的控（kòng）製電源（±15V或0～15V電壓）存在故障。
　　（5）速度偏差過大引起速度偏差的原因（yīn）有；①機床切削負荷太（tài）重。②速度調節器或測速反饋回路的設定調節不當。③主軸負載過大、機械傳動係（xì）統不良或製（zhì）動器為鬆（sōng）開。④電流調節器或電流反饋回路的設定調節不當。
　　（6）熔斷器（qì）熔絲熔斷產生。此故障（zhàng）的原因可能有（yǒu）；①驅動器控製印刷電路板不（bú）良。②電動機不良，如；電樞線短路、電樞繞組短（duǎn）路或局（jú）部短路，電樞線對地短路等。③測速（sù）發電機不良。④輸入電源（yuán）相序（xù）不正確。⑤輸入電源存在缺相。
　　（7）其他故障；熱繼電器保護、電動機過熱、過電壓（yā）吸收器燒壞、運轉停止、速度達不到Z高轉速、主軸在加/減速時工作不正常、電動機（jī）電刷磨損嚴重或電刷麵（miàn）上有劃痕等。
　　5.結語
　　分析與處理過程；檢查SIEMENS 6RA26**係列直流主軸驅動器，發現報警的含義與提示是“電源故障”，其可能的原因有；①電（diàn）源相序（xù）接反。②電源（yuán）缺相，相位不正確。③電源（yuán）電壓低於額定值的80%。
　　測量驅動（dòng）器輸入電壓（yā）正常，相序正確，但主驅（qū）動仍有報警（jǐng），因此可能的原因是（shì）電源（yuán）板存在故障。檢（jiǎn）查確認故（gù）障原因為印製電路板存在虛焊，導致了同（tóng）步電源的電壓降低，引起了電源報警。重新焊接後電壓恢複正常，報警消失，機床（chuáng）恢複正常。

來源：《金屬加工（冷加工）》2014年07期