SIEMENS主轴驱动系统的故障诊断与维修
数控车床主轴定位故障原因及维修方法
数控车床主轴定位故障原因及维修方法数控车床主轴定位故障原因及维修方法数控车床主轴是数控车床的核心部件，负责驱动工件进行切削加工。
然而，有时候主轴的定位会出现故障，导致加工精度下降，甚至无法正常工作。
本文将探讨数控车床主轴定位故障的原因，并提供一些常见的维修方法。
1. 主轴定位故障的原因：1.1 主轴轴承故障：主轴轴承是支撑主轴的重要部件，如果轴承出现磨损、松动或损坏，会导致主轴定位不准确。
常见的原因包括润滑不良、使用时间过长、过度负载或工作环境恶劣等。
1.2 主轴螺纹松动：主轴和主轴螺套之间的螺纹连接如果松动，会导致主轴的定位不稳定。
这可能是由于螺纹未拧紧、螺纹磨损或螺纹螺母松动等原因造成的。
1.3 电机控制系统故障：数控车床主轴是由电机驱动的，如果电机控制系统出现故障，如电机驱动器故障、电源问题或连接线路松动等，都可能导致主轴定位不准确。
2. 维修方法：2.1 检查和更换主轴轴承：首先，需要检查主轴轴承的状态。
如果发现轴承存在磨损、松动或损坏的情况，应及时更换新的轴承。
此外，定期进行轴承的润滑也是必要的，可以减少轴承的磨损。
2.2 检查和紧固主轴螺纹连接：检查主轴和主轴螺套之间的螺纹连接，确保其紧固度。
如果发现连接松动，可以使用适当的工具进行拧紧。
如果螺纹磨损严重，建议更换新的螺纹部件。
2.3 检查和修复电机控制系统：检查电机控制系统，确保电机驱动器和电源正常工作。
如果发现故障，需要修复或更换故障部件。
同时，还应检查相关连接线路，确保连接牢固。
需要注意的是，维修数控车床主轴定位故障需要有专业的技术人员进行操作，因为涉及到机械和电气方面的知识。
此外，定期的保养和维护也是预防主轴定位故障的重要举措，可以延长数控车床的使用寿命，并提高加工精度。
西门子840D数控系统故障诊断与维修
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内燃机与配件
连锁反应。所以，设备运维人员要定期检查和维护西门子 840D 数控系统，对参数进行校对，全方位把握参数变化来 判断故障位置和原因所在，确保设备故障诊断精准可靠。
3.4 更换备份元件 如果数控系统发生故障问题，发 现部分元件损坏导致系统无法运行，可以及时更换备用元 件来定位故障位置，及时检修和维护，最大程度上降低设 备故障问题[7]。
4.5 通信故障处理 西门子 840D 数控系统很容易出 现通信故障问题，其原因较为多样，所选择的维修方式较 为复杂多样。为了及时发现故障源头位置，基于数控系统 故障诊断来逐步排查设备故障，并遵循先易后难原则来排 查故障，首先排查硬件问题，基于替代法来使用正常的模 块代替故障模块，保证西门子 840D 数控系统正常运行。 需要注意的是，故障排查耗费时间较多，要求检查人员保 持高度认知和重视，严谨细致的检查各个环节，并在检查 前数据备份来避免停机出现数据丢失情况，在提升数控系 统运行效率方面具有积极作用。另外，制造商在生产中应 多方考虑影响系统稳定性的因素，以及后期可能由于人才 操作不当出现的异常故障问题，提供参数校对标准，重新 优化参数下即可解决故障问题。如，设备器件松动故障，可 能由于润滑暂停发出预警信号，系统无法正常运行。系统 状态监控功能较强，全面监控系统润滑体系，及时检查油 箱润滑部分，清理干净堵塞杂物来保证系统正常运行。
0 引言 机械制造行业是我国国民经济发展支柱产业之一，随 着社会生产力水平逐步增加，开始涌现出大量的新技术和 新工艺。西门子 840D 数控系统作为机械制造企业生产中 广泛应用的一种数控机场技术，可以提升生产效率和效 益，推动机械制造企业高水平发展。尽管西门子 840D 数 控系统优势鲜明，但由于系统结构较为复杂，各模块联系 密切，任何一个模块功能故障，都会产生连锁反应，所以对 工作人员的操作和维修技术要求较高。因此，应该做好西 门子 840D 数控系统故障诊断工作，制定切实可行的方法 来维修设备故障，确保西门子 840D 数控系统安全稳定运 行，促进机械制造企业核心竞争力高水平发展。 1 西门子 840D 数控系统的结构 数控管理作为西门子 840D 数控系统的核心内容，追 要是用于收集信息和处理信息，通过文字和图片形式呈现， 便于直观了解西门子 840D 数控系统的运行情况。将西门 子 840D 数控系统进一步细化，包含硬件数控系统与控制 系统，决定了西门子 840D 数控系统的性能和功能。由于数 控系统类型不同，因此，相应的功能和故障也不尽相同，如 果仅仅采用同一种故障诊断方法，是难以及时发现和解决 故障问题，应制定针对性故障诊断方式来降低故障几率，保 证西门子 840D 数控系统稳定运行。西门子 840D 数控系统 自身的结构高度模块化与规范化，编程、操作和监控较为便 捷[1]。因此，应进一步加强西门子 840D 数控系统的故障诊 断和维修工作，便于提高机械制造企业生产效率。 2 西门子 840D 数控系统的故障分析 2.1 定位模糊不清 基于数控机床加工从产品中，Z 轴 振动可能会诱发定位模糊不清，精准度不高的问题。契合实 际情况，如果机械设备发生故障问题，西门子 840D 数控系 要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要要
数控机床故障诊断与维护
故障现象分析
根据故障现象，分析可能的原因和部位。
故障排除
根据确定的故障部位，采取相应的措施排除 故障。
故障诊断工具
万用表
用于测量电压、电流等电参数，判断 电气系统是否存在故障。
示波器
用于检测信号波形，分析电路的工作 状态，判断故障部位。
油压表
用于检测液压系统的压力，判断液压 系统是否存在故障。
专用诊断软件
制定针对性的维护
措施
根据设备维护档案，制定针对性 的维护措施，提高设备的可靠性 和稳定性。
制定应急预案
制定应急处理流程
针对可能发生的设备故障，制定相应的应急处理流程，确保故障 能够得到及时有效的处理。
配备应急处理人员
指定专门的应急处理人员，确保在设备故障发生时能够迅速响应。
储备应急处理物资
储备必要的应急处理物资，如备件、工具等，确保在紧急情况下 能够及时更换或修复故障部件。
对数控机床进行全面的检查，包括电气系统、液 压系统、气动系统等，确保各系统正常运行。
精度调整
根据需要，对数控机床的几何精度和运动精度进 行检测和调整，保证加工精度。
更换易损件
定期更换数控机床的易损件，如轴承、密封件、 过滤器等，保证机床稳定运行。
特殊维护保养
停放保养
01
长时间不使用数控机床时，应进行停放保养，包括清洁、润滑、
替换法
用同型号的完好元件替换可能 存在故障的元件，观察数控机 床的工作状态，判断故障部位 。
程序检查法
通过运行数控机床的基本程序 ，检查机床各部分的工作状态
，判断故障部位。
故障诊断流程
初步检查
观察数控机床的外观和仪表，检查电源、油 压等是否正常。
数控机床主轴驱动系统维修实例
压降 ，实测 Ｃ０ 两 端有 １４ ９１ ．Ｖ电压。将 Ｖ ０ １ １０ 的控 制 极断开 ，串人 电流表有 ２ ｍ ２ Ａ电流，Ｃ０ 上 的 １４ ９１ ．Ｖ电
压加到晶闸管 Ｖ ０ １的控制 极，触发 Ｖ ０ １ 通 ，导 １０ １０ 导
ห้องสมุดไป่ตู้
通后 的 Ｖ０ １ ±１．５ １０ 将 ３２ Ｖ电压短路 。 通过上述 分析 ，Ｄ Ｏ 生故 障是 由于元件 Ｖ １０ Ｔ产 Ｄ ８１
二极管老化 ，性能发 生变化所致 。用一个 与 ＶＤ ８ １性 １０
能相近的二极管代换后，故障彻底消除。
厂 厂 厂 ＿ ＿ ］～ ］ ］ Ｕ Ｕ Ｌ
图３ 正常时启动脉冲波形
２ 实例 ２ ．
德国 Ｂ Ｋ １０ １ Ｆ Ｐ ３／ 数控 镗铣 床采用 Ｃ Ｃ ０ —３ 控 Ｎ ６０ 数 系统 ，主轴驱动系统为 Ｄ Ｏ Ｔ 装置 。 故障现象 ： 主轴正向运转 、制动均正 常，反向运转 正常 ， 但停止时没有制 动并 断电 ，Ｃ Ｔ显示 Ｆ０ 错 误 Ｒ ０２ 代码 。 故障诊断与分析 ：Ｆ０ 表示主轴驱动系统 故障。检 ０２ 此丽项 信 号说 明 反转制 动故 障 时加速 启动 脉 冲丢 失 ，检查有关 电路 Ａ １０ ，本级放 大特性 正 常，故 运 Ｅ ０３ 算 放大器正 常，关键在限 幅，测量 Ａ １０ 放大级正／ Ｅ ０３ 反
图２ 晶闸管保护电路原理图 Ｖ １０ 导通 ，导通电流经 Ｒ１０ 在 Ｃ ０ 上产 生一个电 Ｔ２１ ０１ ９１
积分 回路。
（ ）检查积分器和积分调节器 回路，用示波器检查 ６
加速启 动脉 冲 Ａ ０／ Ｅ １４６的波形 ，正 常 时如 图 ３ 所示 。 故障状态波形如 图 ４ 所示 。
状态
主轴驱动系统常见故障处理与维护
主轴驱动系统常见故障处理与维护1. 引言主轴驱动系统是现代机械设备中常用的一个关键系统，负责提供动力和控制主轴的旋转速度。
然而，由于长时间使用或操作不当，主轴驱动系统可能会发生各种故障。
本文将介绍主轴驱动系统常见故障的处理方法和日常维护注意事项。
2. 常见故障处理与维护2.1 主轴不转或转速异常2.1.1 故障现象主轴在工作中停止转动或转速异常，影响了设备的正常运行。
2.1.2 处理方法•检查主轴驱动系统的电源是否正常连接，确保电源供应无误。
•检查主轴驱动系统中的电机驱动模块是否损坏，如损坏需要更换。
•检查主轴驱动系统的传感器是否损坏或失效，如有需要修复或更换。
•检查主轴驱动系统的控制器是否存在程序错误，如有需要重新编程或修复。
•检查主轴驱动系统的传动部件是否存在松动或磨损，如有需要紧固或更换。
2.1.3 维护注意事项•定期检查主轴驱动系统的电源连接情况，确保连接牢固。
•注重主轴驱动系统的传感器的维护和保养，定期清洁和校准。
•定期检查主轴驱动系统的控制器的程序，如有需要修复或更新。
•定期检查主轴驱动系统的传动部件的紧固度和磨损情况，如有需要进行维护和更换。
2.2 主轴噪音过大2.2.1 故障现象主轴运行时产生过大噪音，影响了设备的正常工作。
2.2.2 处理方法•检查主轴驱动系统的轴承是否损坏或缺乏润滑，如有需要更换轴承或添加润滑剂。
•检查主轴驱动系统的传动带是否紧固正确，如有需要调整传动带的张紧度。
•检查主轴驱动系统的齿轮传动部分是否存在松动或磨损，如有需要紧固或更换。
2.2.3 维护注意事项•定期检查主轴驱动系统的轴承的润滑情况，如有需要添加润滑剂。
•定期检查主轴驱动系统的传动带的张紧度，如有需要调整传动带的紧度。
•定期检查主轴驱动系统的齿轮传动部分的紧固度和磨损情况，如有需要进行维护和更换。
2.3 主轴温度过高2.3.1 故障现象主轴在工作中温度过高，可能导致设备停机或烧坏主轴。
2.3.2 处理方法•检查主轴驱动系统的冷却装置是否正常工作，如有需要修复或更换。
SIEMENS系统的故障诊断与维修
SIEMENS系统的故障诊断与维修3.2.1 硬件故障的诊断SIEMENS系统的硬件特点是模块少、整体结构简单，用户一般无需调整，硬件的可靠性较高。
系统硬件故障时，通常情况下，需要对模块进行检测与维修，且应具备一定的测试条件、工装和相应的维修器件。
因此，现场维修时，一般只要求能够根据模块的功能结合故障现象，判断、查找出发生故障的模块，进行备件替换。
当CPU或存储器等模块更换后，还需要重新进行数据的输入和系统的初始化调整，使系统恢复正常工作。
以810/820系统为例，硬件故障的一般检查方法如下，其他系统的故障诊断方法与此类似。
1．电源模块的故障诊断SIEMENS 810与820系统电源模块的区别仅在于输入电压不同，模块的输出电压及外部接口一致。
810系统电源模块采用的是直流24V输入，显示器电源为直流15V；820采用交流220V输入，显示器为交流220V。
电源模块的输出直流电压有+5V，-5V，+12V，-12V，+15V等，具有过电流、短路等保护功能。
测量、控制端有+5V电压测量孔、电源正常(POWERSUPPLY OK)信号输出端子、系统启动(NC-ON)信号输入端子及复位按钮(RESET)等。
电源模块的工作过程如下：1)外部直流24V或交流220V电压加入；2)通过短时接通系统启动(NC-ON)信号，接通系统电源；3)若控制电路正常，直流输出线路中无过电流，“电源正常”输出触点信号闭合；否则输出信号断开。
电源模块的故障通常可以通过对+5V测量孔的电压测量进行判断，若接通NC-ON信号后，+5V测量孔有+5V电压输出，则表明电源模块工作正常。
若无+5V电压输出，则表明电源模块可能损坏。
维修时可取下电源模块，检查各电子元器件的外观与电源输入熔丝是否熔断；在此基础上，再根据原理图逐一检查各元器件。
当系统出现开机时有+5V电压输出，但几秒钟后+5V电压又断开的故障时。
一般情况下，电源模块本身无损坏，故障是由于系统内部电源过载引起的。
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护【摘要】主轴伺服系统提供加工各类工件所需的切削功率，主要完成主轴调速和正反转功能。
在实际应用中，数控机床的主轴伺服系统出现故障的几率较高，因此充分认识主轴伺服系统的重要性，掌握主轴伺服系统的故障诊断与维修方法是很有必要的。
【关键词】伺服系统；直流主轴伺服系统；交流主轴伺服系统１伺服系统简介１.1 伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统，又称随动系统。
在数控机床中，伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节，是数控机床的“四肢”。
因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能，所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。
1.2 伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统，它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较，利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节，以消除偏差，使被调量跟踪给定值。
所以伺服系统的运动来源于偏差信号，必须具有负反馈回路，并且始终处于过渡过程状态。
在运动过程中实现了力的放大。
伺服系统必须有一个不断输入能量的能源，外加负载可视为系统的扰动输入。
２直流主轴伺服系统从原理上说，直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别，但因为数控机床高速、高效、高精度的要求，决定了直流主轴驱动系统具有以下特点：２.１调速范围宽。
２.２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。
２.３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。
２.４直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流，以实现四象限的运行。
２.５主轴控制性能好。
２.６纯电气主轴定向准停控制功能。
３交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下：３.１振动和噪声小３.２采用了再生制动控制功能３.３交流数字式伺服系统控制精度高３.４交流数字式伺服系统用参数设定（不是改变电位器阻值）调整电路状态４主轴伺服系统的常见故障形式４.１当主轴伺服系统发生故障时，通常有三种表现形式４.１.１是在操作面板上用指示灯或CRT显示报警信息；４.１.２是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态；４.１.３是主轴工作不正常，但无任何报警信息。
数控设备驱动系统故障维修
参磊
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小 ，加 装 电 气 元 件 很 困 难 。 因 此 ， 对 于 那 些 不 必 反
或机械传 动 还有 故 障。测 量 电 动机 连 线 和绕 组 未 见
异 常 ，随 后 脱 开 电 动 机 和 机 械 传 动 的 连 接 ，机 械 传
动平 稳 、轻 松无 异 常 ，空 试 电 动 机报 警 依 然 ，从 而
制 动器 电流 监 测 装 置 ，确保 制 动 器 无 电 时不 能 起 动 电动机 。实施 后应 对电动 机进行 温升 检测 。
机进 油 ，有烧 毁 绝 缘 的 气 味 ，线 圈有 焦 黑处 ，应 是
匝间短路 。至此 可 认 定 因 电动 机 的故 障 又 造 成 了 功
蛊模 块的损 坏 ，更换 电动 机 ，设 备运行 正 常。ＭＷ
确 定 伺 服 电 动 机 也 损 坏 了 。 拆 检 电 动 机 ，发 现 电 动
转 的车床 ，我们 采 取 图 １所 示 的 改 装 方 案 ，可 以 在 原来 的电柜 中实施 。 对 于那些 需 要 正 反转 的 ，可 以 采用 冈 ２所 示 的 改 装方 案 ，但 需 要 附 加 一个 较 大 的 电柜 ，还 可 增 加
某 车 间几 台用 于小件 加 工的 Ｃ １ 床都 频 繁 出 ６ ６车 现 电动机 和变 速 箱 双联 齿 轮 损 坏 现 象 。齿轮 损 坏 的
周 期 大 约 ３个 月 ； 电 动 机 损 坏 周 期 则 不 太 一 致 ，有 时 一 台 电 动 机 只 能 用 几 周 ， 有 时 能 用 几 个 月 。 原 因 何在 呢？ １ ．原 因 分 析
SINUMERIK 840D加工中心主轴故障的分析与处理
SINUMERIK 840D加工中心主轴故障的分析与处理摘要：由SINUMERIK 840D数控系统下的加工中心主轴在使用过程中出现以下异常：主轴空转时正常，但在换挡或带负载运转时，系统报警25201、21612、300504、300508错误。
本文针对该问题进行了各方面的分析与排查，最终异常报警得以消除。
关键字：840D、主轴、报警1.问题描述SINUMERIK 840D数控系统下的TH65100 125B/D型五轴加工中心在主轴空转时并无异常，但在换挡或带负载运转时，系统出现25201、21612、300504、300508报警错误。
该加工中心采用全闭环控制，NCU版本为571.3，各轴均由SIMODRIVE 611D交流伺服驱动控制，且各轴控制单元采用双轴控制。
2.硬件部分的分析判断报警号25201、21612内容的基本含义是“t通道%1轴%2轴进给时VDI信号驱动使能被复位”，与驱动部分的硬件有关。
而报警号300504、300508则表示“主轴电机测量系统零标记监控”，一般涉及到反馈信号弱、反馈回路受到电磁干扰、反馈回路硬件损坏等原因。
2.1 611D交流伺服驱动的判断首先，该机床各伺服轴均采用6SN1118-0DM23-0AA0型双轴模块控制，与主轴的控制模块一致，故对换控制模块再反复测试主轴运转，故障现象没有变化。
其次，用全新的同型号模块替换原有6SN1123-1AA00-0LA3主轴功率模块，重新测试，故障现象依然存在。
由此可以判定引发25201、21612两个报警的原因与系统控制及驱动模块无关。
2.2 主轴电机编码器及反馈电缆的判断反复核查编码器安装、反馈线缆及插头接口等硬件联接情况，故障现象不变。
因主轴电机为1PH7型电机，内部转子为笼式结构，没有磁极的区别，因而不需要相应的检测转子位置的信号。
ERN1381型主轴编码器也就没有C相和D相信号，更换时就不需重新调整。
用同型号的ERN1381主轴编码器进行替换后，发现故障现象没有变化。
数控机床常见的机械故障诊断与维修实例
数控机床常见的机械故障诊断与维修实例
1.电机故障：
故障现象：主轴电机反转或转速不能正常调节。
诊断方法：使用万用表测量主轴电机绕组的绝缘电阻，电阻值小于10兆欧时表示绕组内有短路，需更换电机或维修绕组。
维修方法：更换或维修主轴电机。
2.伺服驱动器故障：
故障现象：工作状态不稳定，起动过程中出现抖动、振动。
诊断方法：使用万用表测试伺服驱动器的主电源和控制信号电路。
若电压稳定且电流正常，则可能是驱动器内部故障。
此时可对伺服驱动器进行清洁清理，更换损坏的元件，或更换整个驱动器。
维修方法：更换损坏的元件。
3.导轨滑块故障：
故障现象：导轨滑块工作时出现异常噪声，导轨滑块滑动不畅。
诊断方法：观察导轨滑块表面是否磨损，是否存在异物卡在导轨滑块内部。
如发现表面磨损或异物卡住，可进行更换或清洁。
维修方法：更换或清洁导轨滑块。
4.传感器故障：
故障现象：传感器反应不敏感或不准确。
诊断方法：使用万用表测试传感器的电压信号和线路接触情况。
若信号弱或线路接触不良，则可以重新连接线路或更换传感器。
若传感器内部元件受损，需更换整个传感器。
维修方法：重新连接线路或更换传感器。
C系统故障：
故障现象：CNC系统启动失败或运行出现异常。
诊断方法：使用故障诊断软件对CNC系统进行诊断，或通过现象分析进行问题定位。
根据诊断结果，可尝试重新启动或重新安装CNC系统。
维修方法：重新启动或重新安装CNC系统。
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。
主轴驱动系统的故障诊断与维修
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
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
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
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
变频器过 热
1冷却风机运行不正常； 2环境温度过高； 3变频器过载
F0022
F0030 F0041
功率模块故 障
冷却风机故 障
SIMODRIVE 611 变频器系统相连接 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
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
任务二 诊断和处理SINUMERIK系统常见故障
数 控控 机床 装配 、 调试 与常 故障 诊断 数 机 床 维 护 识
2、伺服电动机重新安装后引起的回参考点故障维修 故障现象：某配套SINUMERIK 802D的数控铣床，在用 户首次开机时，在回参考点的过程中出现超程报警。 分析及处理过程：经了解，该机床是在重新安装后的第 一次开机，且在机床搬送过程中拆下了Z轴电动机，并对电动 机进行了重新安装。 分析原因，判断机床在搬送过程中，由于Z轴(主轴箱)位 置产生了移动，使得电动机与丝杆间的相对联接位置发生了 变化，导致参考点偏离了原来的位置，引起了Z轴超程报警。 在退出超程保护后，经重新调整参考点偏置值，机床恢复正 常。
数 控控 机床 装配 、 调试 与常 故障 诊断 数 机 床 维 护 识
3、自动换刀过程中停电引起急停的故障维修 故障现象：某配套SINUMERIK 840D的进口卧式加工中心， 在自动换刀过程中突然停电，开机后，系统显示“3000”报警。 分析及处理过程：由于本机床故障是由于自动换刀过程中 的突然停电引起的，观察机床状态，换刀机械手和主轴上的刀 具已经啮合，正常的换刀动作被突然停止，机械手处于非正常 的开机状态，引起了系统的急停。 该故障维修的第一步是根据机床液压系统原理图，在起动 液压电动机后，通过手动液压阀，依次完成了刀具松开、卸刀、 机械手退回等规定动作，使机械手回到原位，机床恢复正常的 初始状态，并关机。再次起动机床，报警消失，机床恢复正常。
数控机床维护常识
数 控控 机床 装配 、 调试 与常 故障 诊断 数 机 床 维 护 识
项目六 处理现场的简单故障
任务二 诊断和处理SINUMERIK系统常见故障
数 控控 机床 装配 、 调试 与常 故障 诊断 数 机 床 维 护 识
知 识 目 标 技 能 目 标
主轴驱动系统常见故障及处理
主轴驱动系统常见故障及处理作者：佚名文章来源：本站原创点击数：更新时间：2010-10-12 15:27:33数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，因此，在数控机床的维修和维护中，主轴驱动系统显得很重要。
5.1 主轴驱动系统概述主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。
主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。
它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的加工精度有较大的影响。
5.1.1 数控机床对主轴驱动系统的要求机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别。
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置作往复运动。
数控机床通常通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速的相对切削运动。
在20纪60-70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。
随着刀具技术、生产技术、加工工艺以及生产效率的不断发展，上述传统的主轴驱动已不能满足生产的需要。
现代数控机床对主轴传动提出了更高的要求：（1）调速范围宽并实现无极调速为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、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、工序和各种材料的加工要求，对主轴的调速范围要求更高，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，简化主轴箱。
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∶30，一般过载1.5倍时可持续工作达到30min。
主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控机床，大多数数控机床均采用无级变速或分段无级变速。
在无级变速中，变频调速主轴一般用于普及型数控机床，交流伺服主轴则用于中、高档数控机床。
《数控机床故障诊断与维修》第四章主轴驱动系统故障诊断与维修
项目描述
随着SPWM变频调速系统的发展，部分数控机床主轴驱动采用 通用变频器控制。所谓“通用”包含着两方面的含义：一是可以和 通用的笼型异步电动机配套应用；二是具有多种可供选择的功能， 可应用于各种不同性质的负载。变频器故障是常见的数控机床主轴 系统故障之一。
任务二 变频器故障诊断与维修
知识链接
（1）安川变频器的常见故障。 （2）主轴通用变频器常见报警及故障处理。
任务二 变频器故障诊断与维修
一、安川变频器控制的主轴在换刀时出现旋转
1.故障分析
任务实施
（1）通过查询安川变频器对输入信号的干扰资料，初步确认故障 原因与线路有关。 （2）再次检查机床的主轴驱动器、刀架控制的原理图与实际接线， 可以判定在线路连接、控制上两者相互独立，不存在相互影响。 （3）进一步检查变频器的输入模拟量，屏蔽电缆布线与屏蔽线连接， 发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理。
本项目包括FANUC主轴系统的连线、主轴驱动单元参数设置、 FANUC α系列主轴的常见故障诊断方法和FANUC直流主轴驱动系统 常见故障诊断及处理。
项目描述
通过本项目的学习，学生应达到相应的能力目标，包括能够根 据电气原理图连接FANUC α主轴驱动系统；能够设定驱动单元参数 ；能够诊断常见的FANUC α主轴系统故障，并作相应处理；能够诊 断常见的FANUC直流主轴系统故障，并作相应处理。
2.故障处理
（1）切断驱动器电源，将设定端S1置“TEST”。 （2）接通驱动器电源。 （3）按组合键【MODE】、【UP】、【DOWN】和【DATASET】。 （4）当显示器由全暗变为“FFFFF”后，松开全部键, 并保持1 s以上。 （5）按组合键【MODE】和【UP】，使参数显示“FC-22”。 （6）按软键【DATASET】1 s以上，显示器显示“GOOD”，标准参数写入完成。 （7）切断驱动器电源，将S1（SH）重新置“DRIVE”。
SIEMENS伺服系统维修实例
参数设定的允许误差范围 ，导致 Ｄ Ｃ转换的输 出值超过 了参数 Ａ Ｎ ～ ２８ 设定的范围。在手动时出现此报警通常与伺服驱动 Ｃ ＭＤ ６ ０
系统 的工 作状 态有关 。检 查 Ｃ Ｃ与 驱动 器的连 接 ， Ｎ 测量后 确认 在 移 动 轴 时 ， 动 器 的速度 给定 输入 有 电压 ， 实 际 轴 电机 未 驱 但 转动 ， 因此 ， 故 障是 由于驱 动 器引 起 的 。经查 ， 现 驱动 器 的 确认 发
２分析 处 理 ．
地利的 Ｂ Ｒ 贝加莱） Ｌ ＆ （ Ｐ Ｃ机 ， 控制器各有特点。 两种
Ｂ Ｃ ＨＯ Ｆ （ 福 ）控 制 系 统 是一 台 Ｐ ＥＫ Ｆ 倍 Ｃ机 ，采 用英 特 尔
８ ５ Ｖ主板 ， Ｐ ４Ｇ Ｃ Ｕ赛扬 ２０ Ｈｚ硬盘易拓 Ｊ０ ０ ８ Ｇ ， ．Ｇ ， ８ ８ ０ Ｂ 存储器 ２６ Ｄ — Ａ 光 电耦合 器光纤通信连接 ， ５ ＭＢ Ｄ Ｒ Ｒ Ｍ， 下接 ４ ５个子 ～ 站， 子站包括光 电耦合器 、Ｏ点模块 、 Ｉ ／ 模拟量模块和电源模块 。 模块之间专 门设计 了公母槽相互咬合 固定在卡轨上 ，每个模块 上都有通信连接片。模块 的ｌ作 电压 Ｄ ４ Ｉ 厂 Ｃ ２Ｖ， Ｏ点的输出是 ／
从故障现象看 ， 此故障属 主轴转速与进给不 匹配。 当主轴与 进给 同步配合加工时 ，要依靠 主轴上的脉 冲编码器检测反馈 信 息， 若脉冲编码器或连接电缆线有 问题 ， 会引起上述故障。通过
调用 Ｉ ／ 态 数 据 ，观 察 编 码 器 信 号线 的通 断 状 态 ，发 现 不 正 ０状
复 正 常工 作 。 工作 几 天 后 ， 但 同样 的故 障 再 度 发生 ， 明机 器 存 说
为１ ７英寸触摸式 ， ｎ ｏ ｓＸ Ｗｉｄｗ Ｐ系统 ， 以用 Ｉｔ 可 ｎ ｌ和 Ｍ ｄ进行 ｅ ｏ 远程 控 制 ， 采用 Ｕ Ｓ开关 进 行 电源 保 护 。 并 Ｐ
【精品】数控机床故障诊断与维修
【关键字】精品数控机床故障诊断与维修实训报告系别：班级：姓名：学号：实训时间：实训内容项目一主轴传动系统的毛病维修与保养任务一变频主轴常见毛病维修与保养任务二伺服主轴常见毛病与保养项目二进给传动系统的毛病维修与保养任务一超程毛病维修任务二进给系统电气毛病维修项目三数控系统的毛病维修与保养任务一数据传输与备份任务二机床无法回参考点毛病维修任务三参数设置项目四数控机床电气控制毛病维修与保养任务一数控车床电气毛病排除与保养项目五数控机床的安装与调试任务一滚珠丝杆的安装与调试任务二编码器的安装任务三数控机床性能调试项目一主轴传动系统的毛病维修与保养一实训目的1 了解变频主轴的组成2 熟悉主轴的机械机构及变频器的接线，主要参数意义及设置方法3 能够进行变频主轴常见毛病维修二实训设备THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置图1-1 THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置本装置由数控车床系统交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其它辅助功能模块和十字滑台等组成，通过此设备进行项目训练，能检验学生的团队协作能力，计划组织能力、交流沟通能力、职业素养和安全意识等。
三变频主轴常见毛病维修与保养1．变频器的功能、连接与调试1）变频器操作面板说明图1-2 变频器操作面板2）端子接线操作说明图1-3 变频器接线端子图3）参数设置方法（1）恢复参数为出厂值（2）变更参数的设定值（3四伺服主轴常见毛病维修与保养1伺服驱动系统1)本装置采用FANUC公司的伺服驱动系统，具有如下特点：（1）供电方式为三相200V-240V供电。
（2）智能电源管理模块，碰到毛病或紧急情况时，急停链生效，断开伺服电源，确保系统安全可靠。
（3）控制信号及位置、速度等信号通过FSSB光缆总线传输，不易被干扰。
（4）电机编码器为串行编码信号输出。
图1-4 驱动连接图项目二进给传动系统的毛病维修与保养一实训目的1 能对急停、超程电路进行分析与维修2 熟悉接线定义，会正确测量3 能够进行参数调试及设置4 能够对进给部分的故障进行分析和处理二实训设备THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置三超程故障维修对于FANUC 0i mate-TC数控系统，急停信号的输入点定义为X8.4，与24V 进行常闭连接；参考点信号输入点定义为X9.0（X轴）和X9.1（Z轴），与24V进行常闭连接；限位信号输入点可以根据实际情况进行定义，与PMC程序中的点对应，与24V进行常闭连接。
进给驱动系统和主轴驱动系统故障的原因及处理方法详解
进给驱动系统和主轴驱动系统故障的原因及处理方法
详解
1、进给驱动系统故障的处理
根据统计，这部分的故障率约占数控机床全部故障率的l/3左右。
故障现
象大致分三类：
软件报警现象：包括有伺服进给系统出错报警（大多是速度控制单元故障引起或是主控印刷线路板内与位置控制或伺服信号有关部分发生故障）、检测元件（如测速发电机、旋转变压器或脉冲编码器等）故障、检测信号引起故障、过热报警（包括伺服单元过热、变压器过热及伺服电机过热）等情况。
硬件报警现象：包括高压报警（电网电压不稳定）、大电流报警（晶闸管
损坏）、电压过低报警（大多为输入电压低于额定值的85%或电源线联结不良）、过载报警（机械负载过大）、速度反馈断线报警、保护开关动作有误等。
这些故障在处理中应按具体情况分别对待。
无报警显示的故障现象：包括机床失控、机床振动、机床过冲（参数设置。
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驱动器的闭环转速和转矩控制由两只16位微处理器(80186)为核心控制组件完成，动机的实际转速检测通过装在电动机轴上的编码器进行。
2、6SC650系列主轴驱动器主要组成部件
6SC650系列交流主轴驱动器对于不同的规格，其主要组件基本相同，但在结构上，根据其功率大小分为两种规格，即小功率的6SC6502/3(输出电流20/30A)系列，其功率部件直接安装在功率模块A1上；大功率的6SC6504至6SC6520系列(输出电流40-200A)，其功率部件安装在散热器上，散热器直接装配在机柜内壁。整个驱动器主要由以下模块构成。
7)控制模块N1故障。
开机时显示器显示888888 若接通电源时，数码管上所有数码位均显示8，即显示状态为888888，则可能的故障原因有：
1)控制器模块N1故障。
2)控制模块N1上的EPROM安装不良或软件出错
3)输入/输出模块中的“复位”信号为“1”。
(1)控制器模块N1 它用于对驱动器的调节与控制，主要包括两只CPU (80186)，以及必要的软件(5片EPROM)。在驱动器中，控制器模块的作用主要是形成整流主回路的触发脉冲控制信号，以及进行矢量变换计算，产生PWM调制信号。
(2)输入/输出(I/O)模块U1 此模块通过U/F转换器用于进行各种模拟信号的处理。
数控机床上常用的Siemens 6RA系列直流主轴驱动系统的结构与原理与6RA26**系列直流伺服驱动完全相同，其故障诊断与维修可参见6RA26**系列直流伺服驱动器的维修，详见本书第5章第5.3.1节。
6SC650系列交流主轴驱动系统的故障诊断与维修
1、6SC650系列产品简介
若接通电源后，显示器上所有数码管均不亮，则可能的故障原因如下
1)主电路进线断路器跳闸。
2)主回路进线电源至少有两相以上存在缺相。
3)驱动器至少有两个以上的输入熔断器熔断。
4)电源模块AO中的电源熔断器熔断。
5)显示模块H1和控制器模块N1之间连接故障。
6)辅助控制电压中的5伏电源故障。
驱动器可以直接连接三相380V，50/60Hz电源。整流主回路由6只晶闸管，组成三相全控桥式整流电路，通过对晶闸管导通角的控制，可以工作在整流方式，向直流母线供电；制动时也可工作于逆变方式，实现能量回馈电网的再生制动。
驱动器正常工作时，控制电路将整流直流母线电压调节在575V±2％范围，在再生制动逆变工作时，由控制电路完成对整流电路的极性变换，实现能量的回馈。逆变主回路采用6只反并联带续流二极管的功率晶体管，通过控制电路对磁场矢量的运算与控制，可输出具有精确的频率、幅值和相位的三相正弦波脉宽调制(SPWM)电压，使主电动机获得所需的转矩电流和励磁电流。输出的三相SPWM电压的幅值范围为0~430V，频率控制范围为0~300Hz。
(7)整流模块A0 该模块安装在机架上，主要为主电路晶闸管及相应的阻容保护电路。
(8)功率晶体管模块A1 该模块安装在机架上，主要为逆变晶体管及相应的阻容保护电路。
3、6SC650系列主轴驱动器的故障诊断及其维修
(1)开机时显示器无任何显示 6SC650交流主轴驱动系统发生故障时，通常可以通过驱动器面板上的数码管显示器显示故障代码，根据故障代码，即可判断故障原因(详见下述)。
在再生制动时，电动机能量通过该变流器的6只续流二极管对直流母线的耦合电容充电，当电容上的电压超过600V时，就通过控制调节器和整流主回路触发角，使整流回路工作在逆变状态上的电能逆变回馈到电网。6只逆变晶体管有独立的驱动电路，通过对各只功率管的Uce：和Ube：进行监控，可以有效防止电动机超载并对电动机绕组短路进行保护。
(3)电源模块G01和电源控制模块G02 G01和G02用于产生控制电路所需的各种辅助电源电压，在G02上还可以输出各种继电器信号(如超温、速度、监视等信号)，以便NC或PLC进行控制。
(4) C轴驱动模块选件A73 通过此选择功能，可以控制交流主轴驱动系统在低速下(0.01~375r/min)进行位置控制，此时主轴电动机必须装备18000脉冲/r的正、余弦编码器。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
6SC650系列交流主轴驱动系统是SIEMENS公司20世纪80年代末开发的产品，P它与1PH5/6系列三相感应式主轴电动机配套，可组成完整的数控机床的主轴驱动系统，实现自动变速，主轴定向准停控制和C轴控制功能。
6SC650系列主轴驱动系统采用数字控制、闭环调节，并通过磁场定向、矢量变换控制系统，将电动机的三相定子电流解耦成励磁电流和转矩电流，进行独立的闭环控制，使之具有与直流电动机控制系统相媲美的准确、快速稳定的控制特性。驱动器通过选择功能组件还可以实现C轴的进给控制和独立的主轴定向准停控制。
(5)主轴定向准停模块A74(选件) 使用本功能，可以使主轴驱动系统在不使用NC的位置控制功能的前提下，实现主轴的定向准停控制。主轴位置给定可由内部参数设定或通过接口从外部输入16位位置给定信号。
(6)主轴定向准停与定位模块A75(选件) 它是集成了A73与A74功能的组件，同时具有以上A73与A74的功能。