任務１識讀主軸驅動系統(tǒng)電氣線路任務２主軸通用變頻器故障檢修在理解電氣基本知識的基礎上，學會識讀主軸驅動系統(tǒng)電氣線路原理圖，并正確繪制。任務引入任務１識讀主軸驅動系統(tǒng)電氣線路GSK980TDb型數(shù)控車床的主軸驅動系統(tǒng)電氣框圖相關知識一、主軸驅動系統(tǒng)概述１．數(shù)控機床對主軸傳動的要求（１）調速范圍要寬并能實現(xiàn)無級調速主軸變速主要分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式。（２）恒功率范圍要寬常采用分級無級變速的方法（即在低速段采用機械減速裝置），以擴大輸出轉矩，滿足最大功率輸出。（３）具有四象限驅動能力一般伺服主軸可以在1s內從靜止加速到6000r/min。（4）具有螺紋切削功能和定位準停功能1）螺紋切削功能。數(shù)控車床加工螺紋時必須安裝一個檢測元件，常用的檢測元件有光電編碼器和磁柵編碼器。2）定位準停功能。主軸定向控制的實現(xiàn)方式有兩種：一是機械準停；二是電氣準停。光電編碼器在數(shù)控主軸上的應用編碼器主軸定向控制連接圖２．主軸系統(tǒng)分類及特點無級變速系統(tǒng)根據(jù)控制方式的不同，可分為變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種。根據(jù)主軸速度控制信號的不同，可分為模擬量控制的主軸驅動裝置和串行數(shù)字控制的主軸驅動裝置兩類。模擬量控制主軸電動機轉速的方式通常有兩種：一是采用通用變頻器控制通用電動機；二是采用專用變頻器控制專用電動機。（１）籠型異步電動機配齒輪變速箱最經濟，但只能實現(xiàn)有級調速，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。噪大，不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場合。（２）通用籠型異步電動機配通用變頻器基本上可以滿足車床低速（100～200r/min）小加工余量的加工，但同樣會受最高電動機速度的限制。這是目前經濟型數(shù)控機床比較常用的一種主軸驅動系統(tǒng)。（3）專用變頻電動機配通用變頻器中檔數(shù)控機床主要采用這種配置，主軸傳動兩擋變速甚至僅一擋即可實現(xiàn)轉速在低速時的重力切削。（4）伺服主軸驅動系統(tǒng)應用于全功能機床上，滿足對主軸位置控制性能要求很高的加工。（5）電主軸電主軸由于電動機和主軸合二為一，沒有傳動機構，提高了主軸的精度。轉速一般在10000r/min以上。功率一般在10kW以下。主要用于精加工和高速加工。電主軸結構二、數(shù)控系統(tǒng)與變頻主軸的連接目前數(shù)控機床（數(shù)控車、銑床）的主軸驅動多采用交流電動機配通用變頻器控制的方式。主軸驅動裝置市場上比較流行的變頻器有德國西門子、日本三菱、安川、日立等品牌。主軸接口定義1．GSK980TDb數(shù)控系統(tǒng)的主軸接口（CN15）定義與主軸相關的輸出接口（CN62）定義2．GSK980TDb數(shù)控系統(tǒng)與主軸相關的輸出接口（CN62）定義模擬主軸連接圖3．GSK980TDb數(shù)控系統(tǒng)與變頻器的連接主軸編碼器接口及定義4．主軸編碼器接口（CN21）定義主軸編碼器的連接圖５．主軸編碼器接口連接三、主軸驅動系統(tǒng)控制線路原理分析CAK3665NJ數(shù)控車床主軸相關的電氣原理圖１．主軸正、反轉控制２．主軸電動機速度控制信號３．變頻器故障輸出信號４．主軸頻率到達輸出信號任務實施一、任務準備二、識讀與繪制變頻主軸驅動裝置的電氣線路圖三、變頻主軸驅動裝置的接線１．變頻主軸的連接２．數(shù)控系統(tǒng)與變頻器的正反轉連接３．變頻器的報警控制和頻率到達信號的連接４．變頻器電源和電動機的連接５．系統(tǒng)線路檢查６．系統(tǒng)通電７．實訓完畢，切斷電源，整理場地學生先按照表進行自我測評，再由指導教師評價審核。任務測評測評表測評表主軸驅動系統(tǒng)的電氣故障是數(shù)控機床出現(xiàn)故障率比較多的部位，是學習數(shù)控機床維修的重點。本任務是熟悉主軸驅動系統(tǒng)的相關參數(shù)和常見故障，進一步掌握故障診斷思路和方法，最后排除故障。任務引入任務２主軸通用變頻器故障檢修相關知識一、主軸驅動系統(tǒng)的參數(shù)與設置１．與主軸編碼器相關的參數(shù)編碼器的線數(shù)可在數(shù)據(jù)參數(shù)70中進行設置。編碼器與主軸的傳動比（主軸齒數(shù)/編碼器齒數(shù)）為1/255～255，主軸端齒數(shù)在CNC數(shù)據(jù)參數(shù)110中設置，編碼器端齒數(shù)在CNC數(shù)據(jù)參數(shù)

111中設置。必須采用同步帶傳動方式（無滑動傳動）。DGN.011和DGN.012可以檢查主軸編碼器的反饋信號是否有效。2．與主軸制動相關的參數(shù)

087：主軸停止到主軸制動輸出的延遲時間。

089：主軸制動時間。3．與主軸轉速開關量控制相關的參數(shù)

001的Bit4=0來選擇主軸轉速開關量控制。4．與主軸轉速模擬電壓控制相關的參數(shù)

001的Bit4=1：選擇主軸轉速模擬電壓控制。

021：模擬電壓輸出10V時的電壓補償(mV)。

036：模擬電壓輸出0V時的電壓補償(mV)。

037～

040：各擋位的主軸最高轉速。5．日立SJ300變頻器需要調整的基本參數(shù)日立SJ300變頻器需要調整的基本參數(shù)當編程指定的轉速與編碼器檢測的轉速不一致時，可通過調整數(shù)據(jù)參數(shù)

037～

040，使指定轉速與實際轉速一致。在輸入S9999時電壓值應為10V，輸入S0時電壓值應為0V，如果電壓值有偏差，可調整狀態(tài)參數(shù)

021和

036校正電壓偏置補償值。當前擋位的轉速為最高轉速，而CNC輸出的模擬電壓不為10V時，應調整數(shù)據(jù)參數(shù)

021；當輸入轉速為0時，若主軸還是有緩慢旋轉現(xiàn)象，數(shù)據(jù)參數(shù)

036應設置小一些。機床沒有安裝編碼器時，可用轉速感應儀檢測主軸轉速，MDI代碼輸入S9999，把轉速感應儀顯示的轉速設定到相應擋位的數(shù)據(jù)參數(shù)037～

040中。二、變頻器維護與常見故障診斷與處理1．變頻器的維護與檢查變頻器日常檢查與定期檢查內容見表。變頻器日常檢查與定期檢查內容變頻器日常檢查與定期檢查內容變頻器日常檢查與定期檢查內容變頻器日常檢查與定期檢查內容變頻器維護和檢查時的注意事項。(1)在關掉輸入電源后，至少等5min才可以開始檢查（還要證實充電發(fā)光二極管已經熄滅）否則會引起觸電。(2)維修、檢查和部件更換必須由專業(yè)人員進行。（開始工作前，取下所戴金屬物品，如手表、手鐲等使用帶絕緣保護的工具）(3)不要擅自改裝變頻器，否則易引起觸電或損壞產品。(4)變頻器維修之前，須確認輸入電壓是否有誤，將380V電源接入220V級變頻器之中會出現(xiàn)炸機（炸電容、壓敏電阻、模塊等）現(xiàn)象。2．SJ300變頻器故障代碼診斷與處理主軸變頻器一旦發(fā)生故障，在變頻器顯示面板上顯示相應的故障代碼，SJ300變頻器的故障代碼及處理方法見表。

SJ300變頻器的故障代碼及處理方法

SJ300變頻器的故障代碼及處理方法

SJ300變頻器的故障代碼及處理方法三、變頻主軸驅動系統(tǒng)常見電氣故障的診斷與處理１．常見電氣故障的診斷與處理主軸驅動系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有三種表現(xiàn)形式：一是在LCD或操作面板上顯示報警內容或報警信息；二是在主軸驅動裝置上用報警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅動裝置的故障；三是主軸工作不正常，但無任何報警信息。常見的故障診斷與處理見表。常見的故障診斷與處理２．典型故障的分析故障一：主軸電動機不運轉故障分析與處理：機床通電后，在手動方式下，按下主軸啟動按鈕，主軸電動機不運轉。主軸電動機不能啟動運行的故障檢修流程故障二：由于變頻器出現(xiàn)報警而引起系統(tǒng)急停報警故障分析與處理：機床通電后，在手動方式下，按下主軸啟動按鈕，CNC

系統(tǒng)出現(xiàn)急停報警，通過查看是由于變頻器出現(xiàn)報警而引起系統(tǒng)急停報警。系統(tǒng)急停報警的故障檢修流程故障三：主軸速度不能調整故障分析與處理：機床通電后，在手動方式下，按下主軸啟動按鈕，當系統(tǒng)主軸速度指令改變時，變頻器主軸出現(xiàn)速度不能調整或轉速差較大故障。主軸速度不能調整故障檢修流程四、故障檢修實例【故障實例】CAK3665NJ數(shù)控機床通電后(系統(tǒng)采用GSK980TDb)，在手動方式下，按下主軸啟動按鈕，變頻器發(fā)生E03報警，從而引起系統(tǒng)出現(xiàn)急停報警?！緳z修過程】先向操作者詢問機床的故障情況。再按照以下步驟進行檢修。檢修前，應懸掛“機床維修中，請勿靠近”等警示牌。（1）機床通電前對外部電器進行檢查（2）通電試車，進一步觀察故障現(xiàn)象（3）根據(jù)故障現(xiàn)象，進行原因分析，確定故障范圍報警的原因通常是電網電壓異常、變頻器加速時間太短、負載過重、變頻器本身有故障等。（4）根據(jù)故障分析，正確進行檢修分別對輸入電源、變頻器參數(shù)、負載情況和變頻器本身等進行逐一檢