《数控机床电气装调与维修（第二版）》课件 第四章 主轴驱动系统的装调与维修

第一节变频主轴的半调与维修

主轴驱动系统用于控制机床主轴的旋转运动，为机床主轴提供驱动功率和扭矩，以使其能够产生所需的切削力。主轴驱动系统是一个速度控制系统，要求其具有足够的功率、较宽的恒功率调节范围及速度调节范围a）主轴电机b）主轴驱动器c）主轴电机的连接图

电主轴图

主轴伺服驱动一、变频主轴的连接以数控车床的连接为例，无级调速车床由交流变频调速电动机拖动主轴，经过滑移齿轮实现Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四挡。二、电路分析机床主电动机采用的是变频调速电动机。按SB4或SB5按钮，主轴正转，中间继电器KA1吸合，并通过KA1常开触点16—2进行自锁，同时KA1常开触点22—28接通，向变频器S1输入正转运行/停止信号，同时KA1常开触点10—12闭合，接通KM1接触器，冷却泵电动机M2与主电动机M1同时运转。如需停止，按SB9或SB10按钮，中间继电器KA4吸合，其常闭触点27--28断开，停止输入信号，电动机M1停止运转

谢谢！每天进步一点点第二节伺服主轴的装调与维修

伺服方式按执行电动机分类，可以分为步进伺服、直流伺服、交流伺服，步进伺服用于进给伺服系统，直流伺服与交流伺服既可以用于进给伺服系统，也可以用于主轴伺服系统。第二节伺服主轴的装调与维修

一、主轴速度参数的计算第二节伺服主轴的装调与维修

一、主轴速度参数的计算1.M型齿轮换挡方式A第二节伺服主轴的装调与维修

一、主轴速度参数的计算1.M型齿轮换挡方式A第二节伺服主轴的装调与维修

一、主轴速度参数的计算1.M型齿轮换挡方式B第二节伺服主轴的装调与维修

一、主轴速度参数的计算3.T型齿轮换挡第二节伺服主轴的装调与维修

二、主轴连接1.模块介绍第二节伺服主轴的装调与维修

二、主轴连接1.模块介绍(1)PSM（电源模块）

是为主轴和伺服提供逆变直流电源的模块，3相200V输入经PSM处理后，向直流母排输送DC300电压供主轴和伺服放大器用。另外PSM模块中有输入保护电路，通过外部急停信号或内部继电器控制MCC主接触器，起到输入保护作用。第二节伺服主轴的装调与维修

(2)SPM（主轴放大器模块）接收CNC数控系统发出的串行主轴指令，该指令格式是FANUC公司主轴产品通讯协议，所以又被称之为FANUC数字主轴，与其它公司产品没有兼容性。该主轴放大器经过变频调速控制向FANUC主轴电机输出动力电。该放大器JY2和JY4接口分别接收主轴速度反馈信号和主轴位置编码器信号。二、主轴连接1.模块介绍第二节伺服主轴的装调与维修

(3)SVM（伺服放大器模块）接收通过FSSB输入的CNC轴控制指令，驱动伺服电机按照指令运转，同时JFn接口接收伺服电机编码器反馈信号，并将位置信息通过FSSB光缆再转输到CNC中，FANUCSVM模块最多可以驱动三个伺服电机。二、主轴连接1.模块介绍第二节伺服主轴的装调与维修

二、主轴连接2．PSM-SPM-SVM间的主要信号说明（1）逆变器报警（IALM）信号IALM信号是把SVM或SPM中检测到的报警通知PSM的信号。逆变器的作用是DC/AC变换。（2）电磁开关断开（MCCOFF）信号从CNC侧到SVM，根据*MCCON信号和送到SPM的急停信号（*ESP至连接器“CX2A”）的条件，当SPM或SVM停止时，由本信号通知PSM。PSM接到本信号后，即接通内部的MCCOFF信号，断开输入端的电磁开关。电磁开关利用本信号接通或断开PSM输入的三相电源。第二节伺服主轴的装调与维修

二、主轴连接2．PSM-SPM-SVM间的主要信号说明（3）变换器（电源模块）准备就绪（*CRDY）信号PSM的输入接上三相200V动力电源，经过一段时间后，内部主电源（DCLINK直流环——约300V）启动，PSM通过*CRDY信号，将其准备就绪通知SPM和SVM。当PSM内检测到报警，或从SPM和SVM接收到IALM”“MCCOFF”信号时，将立即切断*CRDY信号。（4）变换器报警（CALM）信号CALM信号的作用是在PSM检测到报警信号后，通知SPM和SVM，停止电动机转动第二节伺服主轴的装调与维修

二、主轴连接3．驱动部分通电顺序第二节伺服主轴的装调与维修

三、主轴信息界面1．参数设置#0IDW：是否禁止对伺服或主轴的信息界面进行编辑。0：禁止。1：允许。#2SPI：是否显示主轴信息界面。0：予以显示。1：不予显示。第二节伺服主轴的装调与维修

三、主轴信息界面2．显示主轴信息第二节伺服主轴的装调与维修

三、主轴信息界面3．主轴信息界面的编辑第二节伺服主轴的装调与维修

四、主轴设定调整1．显示方法第二节伺服主轴的装调与维修

四、主轴设定调整1．显示方法第二节伺服主轴的装调与维修

四、主轴设定调整2．主轴参数的调整第二节伺服主轴的装调与维修

四、主轴设定调整3．标准参数的自动设定第二节伺服主轴的装调与维修

五、主轴监控1．主轴报警第二节伺服主轴的装调与维修

五、主轴监控2．控制输入信号第二节伺服主轴的装调与维修

五、主轴监控3．控制输出信号第二节伺服主轴的装调与维修

六、数控机床的主轴连接第二节伺服主轴的装调与维修

七、故障处理1．704号报警（主轴转速波动检测报警）的处理2．749号报警（串行主轴通信错误）的处理第二节伺服主轴的装调与维修

七、故障处理4．主轴转速误差过大报警主轴转速误差过大报警时，屏幕上的显示内容为7102SPN1：EXSPEEDERROR，同时在主轴模块上七段显示管“02”报警。主轴转速误差过大报警，说明实际检测到的主轴电动机速度与M03或M04中给定的速度指令值相差过大。该报警是FANUC系统常见的报警之一，报警原因主要是主轴转速反馈装置或外围负载的问题。下面从主轴转速检测入手，分析报警原因与解决方案第二节伺服主轴的装调与维修

七、故障处理5．FANUC温度高的处理第二节伺服主轴的装调与维修

七、故障处理5．FANUC温度高的处理

谢谢！每天进步一点点第三节主轴准停装置的装调与维修主轴准停功能又称主轴定向功能。即当主轴停止时，控制其停于固定方向，这是加工中心上自动换刀所必需的功能。当加工阶梯孔或精镗孔后退刀时，为防止刀具与小阶梯孔碰撞或拉毛已精加工的孔表面，必须先让刀，再退刀。若要让刀，刀具必须具有准停功能，如图所示。主轴准停可分为机械准停与电气准停，它们的控制过程是一样的，如图所示。当执行准停指令时，首先发出降速信号，主轴箱自动改变传动路线，使主轴以设定的低速运转。延时数秒后，接通无触点开关，当定位盘上的感应片（接近体）对准无触点开关时，发出准停信号，立即使主轴电动机停转并断开主轴传动链，此时主轴电动机与主传动件依惯性继续空转。一、机械准停第三节主轴准停装置的装调与维修第三节主轴准停装置的装调与维修二、电气准停1．磁传感器主轴准停磁传感器主轴准停控制由主轴驱动系统完成。当执行M19时，数控系统只需发出准停信号ORT，主轴驱动装置完成准停后会向数控系统回答完成信号ORE，然后数控系统再进行下一步工作。第三节主轴准停装置的装调与维修二、电气准停2．编码器主轴准停这种准停控制也是由主轴驱动系统完成的，CNC系统只需发出准停信号ORT，主轴驱动装置完成准停后回答完成信号ORE。第三节主轴准停装置的装调与维修三、主轴准停的连接与参数设置1．外部接近开关与放大器的连接第三节主轴准停装置的装调与维修三、主轴准停的连接与参数设置2．主轴准停控制参数的设定第三节主轴准停装置的装调与维修三、主轴准停的连接与参数设置3．外部开关类型参数的设定第三节主轴准停装置的装调与维修三、主轴准停的连接与参数设置4．梯形图编制5．PMC地址输入PMC地址输入有两种方式：CNC装置→串行主轴放大器；串行主轴放大器→CNC装置。第三节主轴准停装置的装调与维修三、主轴准停的连接与参数设置6．位置编码器准停参数设定第三节主轴准停装置的装调与维修四、主轴准停装置维护与故障诊断第三节