




故障现象:主轴在运转过程中出现无规律的振动或转动。
原因分析:主轴伺服系统受电磁、供电线路或信号传输干扰的影响,主轴速度指令
信号或反馈信号受到干扰,主轴伺服系统误动作。
检查方法:另主轴转速指令信号为零,调整零速平衡电位计或漂移补偿量参数值,
观察是否因系统参数变化引起故障。若调整后仍不能消除该故障,则多为外界干扰
信号引起主轴伺服系统误动作。
采取动作:电源进线端加装电源净化装置,动力线和信号线分开,布线要合理,信
号线和反馈线要求屏蔽,接地线要可靠。
故障现象:
经济型数控机床主轴一般采用变频控制,使用外置光短编码器配合机床
进行螺纹加工,在加工时产生乱牙。
故障分析:
主要原因多时光电编码器与CNC装置的电缆接触不良,光电编码器器损坏、观点编码器与弹性联轴器连接松动或者其他原因。先从电器和信号连接线等方面进行检查。检查光编码器与CNC装置之间的连接线和 5电源是正常的:在主轴通电旋转后,用示波器测量光短编码器的A相和B相辨向输出端,该波形信号没后正常的辨向脉冲输出。关掉主轴电源,通过手动旋转主轴,再用示波器测量光电编码器的辨向脉冲信号,发现光短编码器的辨向信号是正常的。高速运转的电主轴的主轴形式是将主轴电机的定子、转子直接装入主轴组件的内部,即把高速电机置于精密主轴内部,电主轴的电机转子就是主轴,主轴的壳体就是电机的机座,实现了变频调速电机和主轴一体,电机直接驱动主轴,形成电主轴。所以确定故障原因是电气干扰,判断干扰来自主轴调速所使用的变频器。
采用电主轴的高速加工技术是目前机床行业非常热门的一个话题。在高速切削机床中,由于主轴单元系统各零件刚度和精度都较高,而负荷却不是很大,主轴因切削力引起的加工误差较小。但内装式电动机的功率损耗发热和轴承的摩擦发热不可忽视,在高速加工中,电主轴的热变形已成为影响机床加工精度的主要因素,机床热变形造成的加工误差达到工件总加工误差的60% ~ 80%。对高速电主轴的热态特性进行分析,以减小温升和热变形。对于高速机床来说,电主轴作为其核心部件,除需提高合理的刚度、精度外,另外需考虑电动机和主轴轴承的发热及动平衡精度,原有机床主轴的设计理论已经不适合高速主轴系统的设计,由此引起了高速主轴系统设计理念和理论的变化。主轴转速在35~437r/min范围内,主轴的输出转矩不变,称为主轴的恒转矩区域Ⅰ(实线)。主轴轴承高速下的剧烈摩擦发热和高频电动机发热会使主轴产生热变形,甚至引起主轴系统失效,大大阻碍了新技术的发展。因此,高速电主轴技术在高速机床研究和发展中具有重要的意义,电主轴系统发热分析及控制措施在高速主轴系统中至关重要,是高速、高精度机床必须要考虑和解决的关键技术问题之一。
数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。交流主轴电动机及交流变频驱动装置(笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统),由于没有电刷,不产生火花,所以使用寿命长,且性能已达到直流驱动系统的水平,甚至在噪声方面还有所降低。因此,目前应用较为广泛。主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。当机床处在连续运转状态下,主轴的转速在437~3500r/min范围内,主轴传递电动机的全部功率11kW,为主轴的恒功率区域Ⅱ(实线)。在这个区域内,主轴的大输出扭矩(245N.m)随着主轴转速的***而变小。主轴转速在35~437r/min范围内,主轴的输出转矩不变,称为主轴的恒转矩区域Ⅰ(实线)。在这个区域内,主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。由于使用简单、经济而得到广泛应用,主轴轴承的高速化发展趋势对润滑提出了更高的要求。图中虚线所示为电动机超载(允许超载30min)时,恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为15kW,超载的大输出转矩为334N.m。