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主轴系统故障实例与诊断技巧

时间:2023-06-23 理论教育 版权反馈
【摘要】:西门子5T系统自动工作时主轴故障的处理。制造厂有它专用的检测仪器及诊断纸带对计算机系统的故障进行诊断。更换该元件后,故障排除。故障现象:这台机床在主轴旋转时,主轴电动机突然停止转动,并出现6010报警,指示主轴控制系统故障。故障检查与分析:这台机床的主轴控制系统采用西门子6SC650伺服控制装置,在出现故障时发现,主轴控制装置上有F15报警,指示主轴电动机超温。检查主轴电动机温度确实很高,超过150℃,怀疑主轴过负荷。

主轴系统故障实例与诊断技巧

【例1-68】 西门子5T系统自动工作时主轴故障的处理。

故障现象:用MDI方式不能将有关M指令输入到计算机中去;自动运行程序时主轴时转时不转,切削液时有时无。

故障检查与分析:PPNE480L数控车床是德国VDF.BOEHRINGER公司的产品。它采用西门子公司SYSTEM5T作为它的控制系统。操作面板上有OT(超程)、SV(测量回路超差及伺服系统故障)、TH(奇偶错)、TV(句法错)。PIS(程序错)5个基本故障报警指示灯。制造厂有它专用的检测仪器及诊断纸带对计算机系统的故障进行诊断。但有些故障,特别是接口外设部分的故障则必须靠我们的分析判断以及必要的测量方法去诊断排除。

从上述故障现象可看出是有关M指令变换信号或相关电路存在问题。因此可从最末级开始逐级前推以查出问题之所在。以M40、M04指令为例,其诊断方法可按图1-37所示流程图进行。

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图1-37 诊断方法流程图

故障处理:根据流程图检查,机床的故障为微型继电器RLYI.2的01.0804触点间接触不良从而使得M变换信号(MF)时有时无所致。更换该元件后,故障排除。

【例1-69】 主轴驱动器为SIEMENS6SE1 133-4WB00交流变频驱动器是额定功率33kW的主轴驱动。

故障现象:该驱动器无输出且有电压不正常的故障提示(F2),维修过程如下:

1)送上三相交流电,检查中间直流电压,发现无直流电压,说明整流滤波环节出故障。断电,进一步检查主回路,如图1-38所示。发现熔丝及阻容滤波的电阻都已损坏,换上相应的元器件,中间直流电压正常。但此时勿急于通电,应再检查逆变主回路(如要测试整流、滤波环节是否正常,最好断开点A或点B后再测量)。

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图1-38 整流滤波电路

2)检查逆变器主回路,发现有一组功率模块的C、E之间已击穿短路,换上功率模块后,逆变主回路已正常。但凡由模块损坏的必须检查相应的前置放大回路。

3)找到损坏回路的光耦输入端及前置放大输出端,断开所有控制输入/输出端与主回路的连接。加上控制电源后,发现该回路的一块厚膜组件及一电阻损坏,更换后,进一步在光耦处加上正信号,模拟测试6路控制回路状态均相同。此时可判定控制回路已正常。

4)接好测试时拆下的线路,接上所有的外围线路,通电试车,驱动器已正常。

【例1-70】 一台数控车床主轴电动机在旋转过程中突然停转,并出现报警6010 Spindle controller not ok(主轴控制器故障)。

数控系统:西门子810T系统。

故障现象:这台机床在主轴旋转时,主轴电动机突然停止转动,并出现6010报警,指示主轴控制系统故障。

故障检查与分析:这台机床的主轴控制系统采用西门子6SC650伺服控制装置,在出现故障时发现,主轴控制装置上有F15报警,指示主轴电动机超温。检查主轴电动机温度确实很高,超过150℃,怀疑主轴过负荷。待主轴电动机温度恢复正常,重新开机工作,监视主轴电动机的工作电流,结果正常。但主轴电动机温度过一段时间又开始发热,检查发现电动机的冷却风扇不转。进一步检查发现,冷却风扇过滤网太脏,被灰尘堵住,不能转动。

故障处理:拆下冷却风扇并清洗,然后重新安装,并换上干净的过滤网,开机测试机床恢复正常工作。

【例1-71】 一台数控车床出现报警6015 Spindle controller not ok(主轴控制器故障)。

数控系统:西门子810T系统。(www.xing528.com)

故障现象:这台机床在起动主轴时,出现6015报警,指示主轴控制器故障。

故障检查与分析:这台机床的主轴采用西门子611A交流模拟主轴伺服驱动装置,主轴电动机采用西门子1PH6系列伺服电动机。出现故障时检查伺服装置发现,主轴控制模块的液晶显示器上显示F09报警。

查阅西门子611A手册,F09报警为编码器有问题。这台机床的主轴电动机使用电动机内置编码器作为速度检测元件,检查编码器连接没有问题,与其他机床互换主轴驱动控制模块,没有排除问题,那么肯定是主轴电动机的编码器损坏。

故障处理:更换主轴编码器,机床恢复正常。

【例1-72】 一台三轴数控自动车床主轴定位时摇摆。

数控系统:西门子810T系统。

故障现象:主轴定位时摇摆,无法准确定位,没有任何报警。

故障检查与分析:因为这台机床主轴具有定位功能,使用编码器进行角度反馈,为了区分是位置环的问题还是速度环的问题,先执行M03或M04功能发现,主轴一会儿左转,一会儿右转,不停摇摆,检查相序及速度指令皆正常,因执行的M03或M04指令纯粹走的是速度环,与位置环无关,怀疑速度环有问题。这台机床的主轴采用西门子611A交流模拟主轴控制装置控制,根据先易后难的原则,先更换驱动控制板,故障依旧,再检查测量速度反馈线正常,最后确认驱动功率模块有问题。

故障处理:更换主轴驱动功率模块后机床恢复正常运行。

【例1-73】 一台数控车床起动主轴运转,有时延迟一段时间才旋转。

数控系统:西门子810T系统。

故障现象:时好时坏,出现故障时,起动主轴后,经过十几秒后主轴才开始起动,并能持续整个主轴旋转过程,没有报警。

故障检查与分析:手动进行测试发现偶尔也会出现这个故障,起动主轴时,利用系统Diagnosis(诊断)功能监视主轴控制器使能信号Q100.6的状态,无论是否出现故障,发现每次都是立即变为1。

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图1-39 主轴控制连接图

这台机床的主轴控制器采用西门子611A交流模拟伺服控制装置,在起动主轴时监视给定信号端子56和14,以及使能端子65和9,如图1-39所示。在没有出现故障时,给定端子得到指令信号3V(视系统主轴设定转速不同而不同)的同时,使能端子65和9也立即接通;而出现故障时,指令信号出现后,使能信号还没有接通,说明问题可能出在数控系统上。将主轴控制装置上的65和9号端子短接,主轴可以正常运行,这也说明是系统方面出现了问题。将系统测量模块与其他机床互换,证明确实是系统测量模块出现了问题。

故障处理:由于测量模块除了主轴使能信号有问题外,其他功能完全正常,更换或者维修这个模块都需要时间和成本。为此采取补救措施,因为PLC还有备用输出Q15.7没有使用,可以通过PLC的输出给出使能信号。

修改PLC梯形图,在输出Q100.6上再并联一个输出Q15.7,使Q15.7与Q100.6同时动作。修改控制线路,连接PLC输出Q15.7控制一继电器K15.7,将原使能信号从主轴控制装置上拆下,将继电器K15.7的动合触点连接在主轴控制器的使能端子上,如图1-40所示,这时使机床恢复稳定工作。

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图1-40 主轴改进控制连接图

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