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前言：

FANUC數(shù)控系統(tǒng)主軸控制方式主要有模擬量控制與串行控制兩種。如經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中心主軸控制通常采用變頻調(diào)速控制；數(shù)控銑、加工中心主軸控制通常采用交流主軸驅(qū)動(dòng)器來(lái)實(shí)現(xiàn)主軸串行控制。FANUCOi mate MD系統(tǒng)主軸串行控制通常配置專用的FANUC交流伺服驅(qū)動(dòng)器及伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。數(shù)控加工中心主軸故障一般分為機(jī)械故障與電氣故障兩類。因?yàn)橥还收犀F(xiàn)象既有可能是電氣故障引起又有可能是機(jī)械故障引起，所以在主軸故障分析時(shí)，首先要確定故障類別(機(jī)械故障或電氣故障），然后再進(jìn)一步查找故障點(diǎn)。本文主要研究由電氣故障導(dǎo)致的主軸故障現(xiàn)象，不管主軸控制是采用變頻器控制還是采用FANUC公司的專用主軸驅(qū)動(dòng)器控制，對(duì)于主軸控制系統(tǒng)而言其維修均分為電路板級(jí)維修和芯片級(jí)維修。但在生產(chǎn)實(shí)踐中，對(duì)最終用戶而言，主要是進(jìn)行電路板維修，也就是快速進(jìn)行電路板故障診斷與維修處理^[11。

1 FANUCOi mate MD數(shù)控系統(tǒng)模擬主軸控制系統(tǒng)故障診斷與維修

1.1通用變頻器調(diào)速系統(tǒng)故障診斷與維修

FANUCOi mate MD系統(tǒng)主軸控制接口有JA40和JA41兩個(gè)。其中，JA40接口用于模擬量控制，JA41接口用于串行主軸控制。在主軸采用模擬量控制時(shí)，最常用的是通過(guò)變頻器控制三相異步電動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)，所以又稱為模擬主軸。模擬主軸控制系統(tǒng)在硬件連接方面主要是數(shù)控系統(tǒng)與變頻器及三相異步144/技術(shù)與應(yīng)用電動(dòng)機(jī)的接線，以配備FANUCOi mate MD系統(tǒng)的亞龍559數(shù)控裝調(diào)實(shí)訓(xùn)設(shè)備為例來(lái)介紹，接線圖如圖1所示。模擬主軸的控制功能主要是實(shí)現(xiàn)主軸的速度及正反轉(zhuǎn)控制。主軸的速度控制通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)的模擬量輸出電壓實(shí)現(xiàn)，一般模擬量輸出電壓為0至10V。在系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置正確情況下，主軸速度與模擬量輸出電壓成比例，速度可從0達(dá)到電機(jī)最高轉(zhuǎn)速。

正反轉(zhuǎn)控制通過(guò)PMC程序來(lái)實(shí)現(xiàn),可利用加工中心控制面板上的手動(dòng)正反轉(zhuǎn)按鍵或程序中的正反轉(zhuǎn)指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)控加工中心主軸故障現(xiàn)象比較多，對(duì)于模擬主軸而言，常見故障現(xiàn)象主要有:主軸不轉(zhuǎn)、主軸轉(zhuǎn)速慢、螺紋加工出現(xiàn)亂牙等^[21。從維修角度看，掌握主軸控制系統(tǒng)的硬件連接、控制原理是維修工作的基礎(chǔ)。此處，以主軸不轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象為例，進(jìn)行故障分析和維修。對(duì)模擬主軸不轉(zhuǎn)故障分析，總結(jié)故障可能原因如表1所示。觀察表1可知，當(dāng)數(shù)控加工中心主軸出現(xiàn)故障時(shí)，導(dǎo)致故障的因素很多，在排故障時(shí)也有相應(yīng)的處理方法。但是在排故障時(shí)如何逐步分析故障，進(jìn)而確定故障點(diǎn)是比較困難的環(huán)節(jié)。只要確定了故障點(diǎn)，就可針對(duì)性地采用相應(yīng)方法排除故障。為此特地設(shè)計(jì)出了針對(duì)主軸不轉(zhuǎn)故障維修的流程圖，如圖2所示，以便維修人員參考操作。

主軸不轉(zhuǎn)故障是最基本的故障，在生產(chǎn)實(shí)踐中還會(huì)出現(xiàn)更為復(fù)雜的故障如主軸轉(zhuǎn)速慢故障。主軸轉(zhuǎn)速慢故障是因?yàn)橹鬏S轉(zhuǎn)速不符合生產(chǎn)實(shí)際需要，但是它仍然具備了數(shù)控加工中心主軸控制的基本功能，因此排除故障點(diǎn)難度相對(duì)較大。表2列舉了主軸轉(zhuǎn)速慢故障可能產(chǎn)生的原因及檢查方法，在排除故障時(shí)可采用相應(yīng)的方法。

1.2主軸驅(qū)動(dòng)器調(diào)速系統(tǒng)故障診斷與維修FANUC數(shù)控系統(tǒng)模擬主軸除了采用通用變頻器進(jìn)行調(diào)速控制，在很多經(jīng)濟(jì)型數(shù)控加工中心上也采用主軸驅(qū)動(dòng)器配套同步電機(jī)進(jìn)行控制。典型的硬件配置如FANUCOi mate MD系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)CTB主軸驅(qū)動(dòng)器及同步電機(jī)，硬件連接圖如圖3所示％采用主軸驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行主軸控制時(shí)，故障維修方法與前述的通用變頻調(diào)速主軸系統(tǒng)類似，但又有所不同。以主軸不能運(yùn)轉(zhuǎn)的故障現(xiàn)象為例進(jìn)行說(shuō)明。因?yàn)閿?shù)控系統(tǒng)、主軸驅(qū)動(dòng)器都提供了故障報(bào)警信息，所示在維修過(guò)程中要充分利用好這些報(bào)警信息幫助故障分析、排除。例如一臺(tái)XK7146數(shù)控株圖2主軸不轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象的維修流程

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結(jié)束語(yǔ)：

文中針對(duì)FANUC數(shù)控系統(tǒng)模擬主軸控制與串行主軸控制方式分別介紹了數(shù)控加工中心主軸故障分析與維修的方法。在生產(chǎn)實(shí)踐中，數(shù)控加工中心主軸故障現(xiàn)象可能是唯一的，但是引起同一故障現(xiàn)象的因素卻是多種的,甚至很多故障現(xiàn)象在維修手冊(cè)中也找不到，這就要求維修人員必須掌握主軸控制方式的硬件連接及系統(tǒng)控制原理。文中系統(tǒng)地介紹了 FANUC數(shù)控系統(tǒng)主軸故障分析與維修的方法，可有效地服務(wù)于廣大數(shù)控加工中心維修維護(hù)人員。

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數(shù)控加工中心主軸系統(tǒng)故障診斷與維修

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