《数控机床故障诊断与维修》课件-3.伺服与主轴驱动系统

数控机床故障诊断与维修1.进给伺服驱动系统的类型开环伺服控制一目录CONTENTS半闭环伺服控制二闭环伺服控制三CNC装置图片大脑图片进给伺服系统图片四肢图片大脑进给伺服系统四肢执行机构进给伺服系统(FeedServoSystem)以移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统。开环按照有无反馈分为半闭环闭环01PARTONE开环伺服控制开环伺服控制开环伺服控制原理图特点：加工精度低，机床结构简单，成本低，工作较稳定，调试方便02PARTTWO半闭环伺服控制半闭环伺服控制半闭环伺服控制原理图特点：稳定性好、精度较高、结构简单、调试方便、价格较低、应用普遍03PARTTHREE闭环伺服控制数控系统闭环伺服控制闭环伺服控制原理图特点：结构复杂、维护难，应用于精度要求较高的数控机床2.FANUC伺服驱动系统接口定义伺服驱动系统一目录CONTENTS伺服放大器的型号二伺服放大器的接口定义三01PARTONE伺服驱动系统伺服驱动系统伺服单元伺服驱动系统驱动装置伺服驱动装置伺服电动机

伺服驱动系统的作用CNC步进电机直流伺服电机交流伺服电机伺服驱动系统

伺服驱动电机类型02PARTTWO伺服放大器的型号SVM□-□/□/□□伺服模块输入电压空白：输入电压200VHV：输入电压200V第三轴最大电流，单位A第二轴最大电流，单位A第一轴最大电流，单位A伺服模块控制轴数1：控制1轴伺服模块2：控制2轴伺服模块3：控制3轴伺服模块伺服放大器型号

型号含义X、Y轴最大输出电流为20AZ轴最大输出电流为40A主轴最大输出为7.5KW额定输入电压为交流200-240V表示该放大器的资料为B-65322βi系列伺服与主轴一体型放大器定货号，定货时使用伺服放大器型号

型号含义βi系列伺服与主轴一体型放大器βi系列伺服放大器，单轴型SVM单轴最大输出电流为20Aβi系列单轴伺服放大器表示该放大器的资料为B-65322额定输入电压三相交流200-240V也可以单相交流200-240V伺服放大器型号

型号含义03PARTTHREE伺服放大器的接口定义αi系列βi系列单轴驱动型（SVU）βi系列多轴一体型（SVPM）FANUC驱动器产品系列伺服放大器的接口定义FANUC驱动器类型βi单轴独立型驱动单元SVUβi-SVM三相交流电源L1/L2/L3外接制动电阻电机动力输出U/V/WMCC*ESP外接制动电阻温控端绝对编码器用电池JF1编码器反馈JF5伺服检测板信号FSSB光纤通讯接口CAX19A直流24V电源输出CAX19B直流24V电源输入FSSB光纤通讯接口伺服放大器的接口定义

βi单轴独立型驱动单元SVU可靠性强、性价比卓越βi一体型伺服驱动单元结构与接口实物图伺服放大器的接口定义

βi单轴独立型驱动单元SVU3.伺服参数初始化伺服参数初始化的应用一目录CONTENTS伺服参数初始化的设定二伺服初始化的参数三01PARTONE伺服参数初始化的应用伺服参数初始化X轴Y轴βiS12/3000Z轴βiS22/2000FROMSRAM伺服参数初始化的应用1.维修中更换了不同的伺服电动机。2.维修中当怀疑系统参数设定出了问题时。02PARTTWO伺服参数初始化的设定伺服参数初始化的设定1.伺服参数初始化准备选择MDI模式或将数控系统设定为急停状态。伺服参数初始化的设定1.伺服参数初始化准备设定写参数（PWE=1）。伺服参数初始化的设定1.伺服参数初始化准备检查参数No.1023伺服参数初始化的设定2.伺服参数的初始化界面进入按MDI面板上的“SYSTEM”键数次，直至显示参数设定支援页面。图3-1-1参数设定支援画面伺服参数初始化的设定2.伺服参数的初始化按MDI面板上的“↓”将光标指向“伺服设定”位置，按下键”操作”。伺服参数初始化的设定2.伺服参数的初始化再按下键“选择”键进入伺服设定页面，按向右扩展键进入菜单与切换画面，选择切换键。伺服参数初始化的设定2.伺服参数的初始化进入伺服初始化界面，如图所示，此界面便可以对伺服进行初始化操作。

伺服初始化界面03PARTTHREE伺服初始化的参数伺服参数初始化的设定2.伺服初始化参数初始化设定位参数2000#1=0时，进行伺服参数初始化设定。2000#1=1时，不进行伺服参数初始化设定。#7#6#5#4#3#2#1#02000DGPRPLCO2000参数格式伺服参数初始化的设定初始化设定位参数20002.伺服初始化参数伺服参数初始化的设定电机代码参数FANUC0iMate-TD,型号βiS4/4000，查表得电动机代码为256。FANUC0iMD,型号αiF2/5000，查表得电动机代码为255。20202.伺服初始化参数伺服参数初始化的设定轴形参数20012.伺服初始化参数伺服参数初始化的设定指令倍乘比参数18202.伺服初始化参数伺服参数初始化的设定柔性齿轮比参数208420852.伺服初始化参数N/M=电动机转一转所需的位置反馈脉冲数/1000000的约分数。如某机床中长度数据最小设定单位为0.001mm,丝杠导程为10mm,需要数控系统发出10/0.001=10000个脉冲，该值即电动机每转1转所需的位置脉冲数。柔性齿轮比N/M=10000/1000000=1/100伺服参数初始化的设定方向设定参数设定值=111时，电动机正向旋转。设定值=-111时，电动机反向旋转。20222.伺服初始化参数伺服参数初始化的设定速度反馈脉冲数参数和位置反馈脉冲数参数202420232.伺服初始化参数速度反馈脉冲数参数和位置反馈脉冲参数的设定值

伺服参数初始化的设定参考计数器容量参数18212.伺服初始化参数参考计数器容量参数=电动机每转一圈所需的位置反馈脉冲数或其整数分之一。对于半闭环系统，参考计数器容量参数按照下面表达式计算：伺服参数初始化的设定参考计数器容量参数2.伺服初始化参数参考计数器容量参数=Z相（参考点）的间隔/检测单位或其整数分之一。对于全闭环系统，参考计数器容量参数按照下面表达式计算：伺服参数初始化的设定参考计数器容量参数2.伺服初始化参数伺服参数初始化的设定2.伺服初始化参数4.伺服单元上电控制电路电路的组成一目录CONTENTS工作原理的分析二故障分析及维修三伺服控制器01PARTONE电路的组成电路的组成伺服驱动单元上电电路图....02PARTTWO工作原理的分析合上QF1电抗器L交流接触KM1工作原理的分析工作原理CXA19B接入24V电源CX29(MCC）触点接通工作原理的分析工作原理（R1MCCT1）回路交流接触器KM1伺服驱动器L1/L2/L303PARTTHREE故障分析及维修伺服电源断路断路器QF1损坏接触器KM1损坏故障分析及维修伺服单元CX29接口损坏伺服不上电R1/S1/T1间电压KM1不吸合故障分析及维修故障排除测量KM1线圈伺服驱动器CXA19B检查线圈电压KM1接触器损坏不正常

正常

（动画）插入万用表，调档AC500V，万用表检测显示电压220V。（对应P13页R1/S1/T1间电压）（动画）插入万用表，调档AC500V，万用表检测显示KM1线圈电压220V（对应P13R1/S1/T1间电压）（动画）插入万用表，调档DC50V，CXA19B电压为DC24V（对应P13页伺服驱动器CXA19B

）（动画）插入万用表，电阻档Rx10档，测得接触器线圈电阻为零（对用P13页测量KM1线圈）5.数控车床电动刀架控制原理数控机床回转刀架的类型一目录CONTENTS电动刀架控制原理二01PARTONE数控机床回转刀架的类型数控机床回转刀架的类型四工位六工位2.刀架转位1.刀架抬起4.刀架定位3.刀架压紧电动刀架的换刀过程数控机床回转刀架的类型数控车床刀架原理动画视频回转刀架必须具有良好的强度和刚性，以承受粗加工的切削力，同时还要保证回转刀架在每次转位的重复定位精度。数控机床回转刀架的类型强度和刚性切削力刀架在电气控制上主要包含刀架电机正反转和霍尔传感器两部分。实现刀架正反转的是三相异步电动机，通过电机的正反转来完成刀架的转位与锁紧，而刀位传感器一般是由霍尔传感器构成。数控机床回转刀架的类型四工位刀架结构图数控机床回转刀架的类型四工位发讯盘磁钢02PARTTWO电动刀架控制原理电动刀架控制原理主电路部分控制电路部分电动刀架控制原理主电路部分控制电路部分刀架电机主触点闭合主触点闭合刀架电机正转刀架电机反转电动刀架控制原理主电路部分控制电路部分刀架电机线圈得电线圈得电触点闭合主触点闭合霍尔传感器0111线圈得电触点闭合线圈得电主触点闭合刀架电机正转刀架电机反转刀架转位选刀只能是一个方向转动，需刀架电动机正转。刀架电动机反转只是为了刀架定位。电动刀架控制原理注意：6.主轴伺服放大器接口定义主轴驱动单元的作用一目录CONTENTS主轴驱动的型号二主轴驱动单元的接口定义三01PARTONE主轴驱动单元的作用主轴驱动单元主轴驱动单元主轴伺服电动机传感器主轴驱动装置组成02PARTTWO主轴驱动的型号含义SPM□-□□主轴模块输入电压空白:输入电压200VHV:输入电压200V主轴模块输出功率，单位KW主轴模块电动机类型空白:α系列C:αC系列主轴放大器型号含义主轴放大器型号αi系列βi系列主轴放大器型号主轴驱动单元铭牌αiSP15-B含义：（1）αi：αi系列主轴驱动单元；（2）SP（Spindle）：表示主轴驱动单元；（3）15：额定输出功率为15KW；（4）B表示其是升级后的主轴驱动单元，适用于0i-FPlus系列数控机床。主轴放大器型号03PARTTHREE主轴驱动的接口定义αi主轴伺服驱动电源报警故障LEDCXA2A/CXA2B跨接电缆+24V其他主轴或伺服放大器COP10A/COP10BFSSB光缆接口CNC主轴驱动接口αi主轴伺服驱动DCLINK直流300VJYA2电机反馈线JYA3（数字信号）外置位置编码器反馈线JYA4（模拟信号）外置位置编码器反馈线主轴电机动力线接口动力线有相序要求主轴驱动接口7.主

轴

定

向目录CONTENTS主轴定向概述一主轴定向的类型二主轴定向的调整三01PARTONE主轴定向概述主轴定向应用主轴定向应用的场合刀库换刀镗孔02PARTTWO主轴定向的类型主轴定向的类型（1）外部接近开关+电机速度传感器外部接近开关连接示意图主轴定向的类型（1）外部接近开关+电机速度传感器外部开关检测方式使用外部接近开关（1转信号）主轴定向的类型（1）外部接近开关+电机速度传感器参数设定使用外部接近开关（1转信号）参数号设定值备注4000#00/1主轴和电机的旋转方向相同/相反4002#3,2,1,00,0,0,1使用电机的传感器做位置反馈4004#21使用外部一转信号4004#3根据参数4003表中设定外部开关信号类型4010#2,1,00,0,1设定电机传感器类型4011#2,1,0初始化自动设定电机传感器齿数4015#01定向有效4056-4059根据具体配置电机和主轴的齿轮比4171-4174根据具体配置电机和主轴的齿轮比主轴定向的类型（1）外部接近开关+电机速度传感器参数设定使用外部接近开关（1转信号）开关检测方式开关类型SCCOM接法（13）设定值二线

24V（11脚）0三线突起常开NPN0V（14脚）0PNP24V（11脚）1常闭NPN0V（14脚）1PNP24V（11脚）0凹槽常开NPN0V（14脚）0PNP24V（11脚）1常闭NPN0V（14脚）1PNP24V（11脚）0外部开关类型的参数说明,表中参数4004#3的设定。主轴定向的类型（2）主轴位置编码器（编码器和主轴1：1连接）主轴位置编码器连接示意图外部开关类型的参数说明,下表中参数4004#3的设定。主轴定向的类型（2）主轴位置编码器（编码器和主轴1：1连接）使用主轴位置编码器参数设定参数号设定值备注4000#00/1主轴和电机的旋转方向相同/相反4001#40/1主轴和编码器的旋转方相同/相反4002#3,2,1,00,0,1,0使用主轴位置编码器做位置反馈4003#7,6,5,40,0,0,0主轴的齿数4010#2,1,0取决于电机设定电机传感器类型4011#2,1,0初始化自动设定电机传感器齿数4015#01定向有效4056-4059根据具体配置电机和主轴的齿轮比参数设定主轴定向的类型（3）电机或内装主轴