主轴驱动系统常见故障及处理.docx

《主轴驱动系统常见故障及处理.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《主轴驱动系统常见故障及处理.docx（40页珍藏版）》请在优知文库上搜索。

1、主轴驱动系统常见故障及处理r：依名文章来源；本站原创点击数：更新时间：2010-10-1215:27:33数控机味的主轴维动系统也就是在传动系统.它的性能干脆痫定了加:件的我而质量.因此.在数控机床的修理和维护中.主轴驱动系统显得彻申婪.5.1 主将嬖动系统概逑匕林兴动系统也叫主传动系统是在:系统中完成主运动的动力装部分主轴驱动系统诩过该传动机构转变成主轴上安笠的刀具或工件的切削力东和切削速慢,伊作进给运动，加r出志向的零件.它是零件加工的成型运动之-,它的精收财零件的扣工精收行较大的影响.5.1.1 数控缸床对主轴第动系统的要求机床的主轴*动和进给都动有较大的茏剂.机床主轴的工作运动通常足疾

2、转运动,不像进给*动须要找杠或其它在战运动装置作往U运动，数控机床通常通过主轴的网技与进冷轴的进蛤实现刀具与工件的快速的相对切M运动.在20纪6O70年头,数控机床的主岫做采购.相好应电动机加上多统冷轮变速箱实现盯级变速的驱动方式随T7J具技术.生产技术.加工12以及生产效率的不断发怅上述传统的主粕驱动已不能满足生产的须要.现代Ii控机床对主轴传动提出了更好的要求I(I)词速范附宽并实现无极tf1.速为保证加工时选用合适的切削用J以获得最佳的生产率.D1.I1.MM攵和衣而协量.特殊对于父行自动换刀功建的数控加工中心，为适应各种“R.工序和各种材料的加工夔求.对主轴的调速角JH要求更跖.要求主

3、轴优隹枝宽的转速范阚内依据数控系统的弁令自动实现无级词速并削壮中间传动环力,简化主粕箱.I1.-Kf1：轴驶动装II的恒转矩网速葩国1.I可达1：100,恒功率网速数用也可达1：30,一般过晚1.5倍时可持续工作达到30min,主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种膨式,耳中仃皱变速仅用丁,经济皇数控机床.人多数数性机味均采纳无级变速或分段无侬变遽，花王依妁4中,变频调速主粕一股川于普及型数挖机床,沟通向服.M1则川于中、跖档数控机床.（2）忸功率拖围变浜主轴在全速范用内均能供应切削所需功率,并尽可能在个速胃设内供应主粕电动机的最大功率.伊丁主粕电动机与奖动装次的IU制.主轴在低速度

4、均为恒林也输出为满足数控机床低速.强力切削的须要.常采纳分缎无级攵速的方法（即在低速段采纳机犍M速装JH）.以如大输出转矩.（3）其芍4象眼.更劝实力要求主轴在正、反向陆动时均可避行自动加.此速IH制.并n加.成也时间要短.目前一般何做主粕可以在I杪内从龄止加速到600OrJmin.（4）具右位置Ri制实力即遥蛤功僮C柏功能）和定向功能（准停功能），以满足加工中C自动换刖性或坦、螺蚊切M以及车削中心的某些加工工名的须耍.（5）具守较高的福度与刖陵,传幼平稔，噪音低.牧控机床加工精度的批充与主轴廉统的楮收亲密相关.为了极再传动件的耨ifiK1.收,iWI.采纳昧轮传动时齿轮齿囱麻柔地高知感应加热

5、淳火工艺以堵加耐IB性.最终一级一般用斜齿轮传动.使传动平稳.采纳带传动时应采纳优型的.应采纳林度高的仲承及合理的支拽跨距，以提痛主轴的堀件的刚性,在结构允许的条件下.应适当招加齿轮宽收.提高位轮的4叠系也.攵速由格均轮械加用花你传动.采纳内径定心.f面定心的花犍对降怔峥声更为有利，因为这种定心方式传动间歌小，接触面大，但加工须要特地的刀具和花键磨床.（6）R好的抗振性和热IS定性.数控机从加工时，可能由于持械切削、加工余或不匀称、运动部件不平衡以及切削过程中的白板等律由弓I起冲击力和交变力,使主轴产生扭动,影响加工精度和衣面出精度,产岐时秣至可使捌坏刀H和主轴系统中的电件.使其无法工作.主粕

6、系统的发热使其中的W再件产生热变形,降低传动效率.套喻零部件之间的相对位内精度和运动Wi1.,从而造成加工以差.囚此，主轴维件要“较岛的困在频率，较好的动平衡，I1.要保持合适的协作间W!.并要进行新坏溯滑.5.1.2不同类型的主轴系统的带总和运用范国（I）段蔻型界步电动机配齿轮变独担这是最经济的种方法主轴用置方式.但只能实现行极调速.由丁电动机始终I：作仆颓定转速F.经齿轮rtiJ11.在主轴低速下,怆出力矩大，怅切削实力强，特别适合粗加工和半林加工的要求.仪如加工产品比较的.对主轴转速没有太施的要求,配JH在数柱机床上也徒起到很好的效果I它的缺点是喙音比较大.由于电机工作在工嫉卜主轴转速范

7、e1.M-1.介仃色金属和须要珈繁变换工柏速度的加工场合.（2） -殷龙51异步电动机配简易型变顿;ft可以实现主轴的无级得速.主柏电动机只仃工作在妁SOo转/分怦以上才能仃比较谢足的力矩输出.否则.特殊是4淋很检洁出现培转的状况,殁公采纳西挡齿轮或皮皆变速，但主轴仍旧只能工作在中高过范阳.处外因为受到一股电动机损加转速的眼刖.主轴的$4速花岷受到救大的1.M.这种方案透川于她要无摄词速但对低速和A速布不察求的场合，例M数柱钻在米.国内生产的筒妨皂变版器较多。（3） 般笼布异力电动机六通用支嫉拓日的进口的通用变嫉器,除了具/TUM曲线谓法.皎还具有无反旗矢策限制功能，会对电动机的处速存性芍所改

8、善，协作两级齿轮变速,坂本上可以满足车床低速（100200转/分钟）小加工余M的加工，但同样受此高电动机速度的紫刖.这是目前势济里数捽机床比收常用的主轴郸动系统.（4）专用变频电动机配通用变钝器俄采纳有反馈矢ViWW.低迩甚至零速时都可以有较大的力中输出.有些还R有定向甚至分度进蛤的功能.是特别仃竞争力的产&.以先巧YPNC系列变知电动机为例.电乐：三相2COV.22OV.38OV、4（）Ov可选I输出功率15-18.5KW1.史频范IH2-2Hz（AirtHiipminJ3Onn1.5O%过敕交力支持V*限制、VgPG（以码器）ISM.无PG矢量限科.有PG矢量限制.供应通用变州器的厂家以国

9、外公司为主，如：西门子、安川、富士、二菱、日立苏.中档St挖机床主要采纳这种方案,主仲传动两挡变速H至仅一指即可实现转速在1002（XXmin左右时车.蜕的小力切但.一些行走向功能的还可以应用与要求Wi诧加工的敬捽W怯床.若应用在切工中心上.还不很志向，需梁刖其他协助机构完成定向换刀的功能，而且也不便达到刚性攻丝的妥求.（5）伺服主轴*动系统同服主轴寓动系统具行响吨快速度高过我实力强的特点,还可以实现定向和进洽功徙当然价格也是姓我的，通常是同功率变软SS主轴奖动黍统的2-3倍以上.伺服主轴果动系统主要应M于和工中心上.川以防足廉统自动挽刀、除性攻线.主粕C轴送给功徒等时主轴位置跟IW性能要求很

10、高的加I：.（6）电主轴电主轴是主轴电动机的一种结构形式，驱动器可以是变领器或主轴包股，也可以不要装动：,电主轴由于电机和主轴令二为一,没行传动机构因比火火简化了主轴的结J.并且提5了主轴的精度,但是抗冲击实力较弱，而I1.功率还不便做初太大，皎在M1.KWtTF.由于结构上的优势,电匕轴1：空向高速方向发展.殷在100（XMmIn以上.安奘电主轴的机床主妥用于I1.ft1.工和高康加工,例如御速精密加工中心.另外.在取划机和仃色金属以及IF金属材料加工机床上应用较多,这些机床由于只对主上吹特速有婴求，因此,往往不用主粕骥动器,5.1.3 常用的主轴嬖动系统介绍1. FANUC（法那科）公司主

11、轴驱动聚方从80年头先，i女公司已运用了沟通土柏蓼动系统,直流维劭系统已被沟通永动系统所取代。EI1.IiJ个系到沟通主釉电动机为:SjK列电动机,额定输出功率只BI1.537KWH忝列电动机,额定检出功车范IH1.5-22KW1P系列电动机.额定输出功车布B3.737KW.该公河沟通主釉*动系统的特点为采纳为处理器限制技术，迸行矢Iai1.第,从而实现Irt佳限制主网路果纳曷体殍PWM逆变出，使电动机电流特别接近正弦波性，具有主轴定向双制.数字和模据输入接口笥功能.2. SIEMENS（西门子）公司主林郭动系统SIEMENS公司生产的度S1.E轴电动机/IGc55、IGF5、IG1.S和IG

12、H5网个系列，与这四个系列电动机配食的6RA”.6RA27系列非动装置米纳品俯管MW.80”：头初期.该公司又推出了IPHS和IPH6两个系列的沟通主轴电动机.功率施用为31KW.米动装区为6SC650系列沟通主帕曲动装品或6SC6UASIMODRIVE6IIA）主柏驱动模块，主回路术纳晶除臂SPwM受嫉器限邮的方式,具有能量再少.IW动功能.8外.采纳为处理器80186可进行闭环转速.转矩尔制及磴场“算,从而完成矢GfU制.用过选件实现C轴进给1制,在不须要CNC的括助下，实现E轴的定位双制，3. DANEOSS（丹信斯）公司系列受皴照该公司目的应用于数控机床上的变频器系列常用的物:V1.T

13、2800,可并列式安笠方式,具仃宽范附配接电机功我O37KW-7.5KW200V.400iV1.TSOOO.可在够个转速范国内进行精确的Sft并补偿.并在3ms内完成.在运用串行通讯时.V1.TW）O对每务指令的前应时间为（Mn.可运用任何标芯电机与V1.T5000巴配，4. HITACHI（Bi）公司第列变频耦HITACHI公司的上地变频JS应用于数控机床上iff1.常彻：1.1.（X）系列近川型至菽.尔定：O,2KW-75KW.W特性可选恒特知.情转知，可抗加自动提升杆电枚波欣率05HZ-I6HZ连续可谢.H也SJ1.（三）系列受依2S.足坤矢IIt型变知.触定输出功率范也为0.2KV75

14、KW.我波版本在OSHZSHZ内连桂可谓，加减速过程中可分段变更加减速时间，可内加外部启动宜渔制动：日立Sj2o0a*系列变嵌定输出功率位图为0.7SKW-2KWH有2台电机同时无速度佐形梏矢减限制运行乩电机附数在/窝找白隹定.5. HNC（华中数控）公司束列主轴驱动科ftHSV20S是武汉华中政拌股份行限公司推出的仝数？沟通主轴支动器.珍於动器沾构瘠溪、运用便利.牢柞性环，采纳的是最新专用运动RiIWDSP.大.观根晚场可编印龙和奸刊IFpGA）和兜硬化功率模块（IPM）珅当今收新技术设“，JHJ025,050.075、100多种M号规格，具有很变的功率造挣数H1.用户可依据察求送配不同型号

15、紊动器和沟通主轴电机,形成高牢植.肉性能的沟通生岫驱动系统。5.1.4 主轴嬖功系统的分类主钝小动乐观包括主轴第动何主轴电动机，数控机床主Wi的无级调速则是由主粕明动器完成,主轴亚动系统分为总流塞动系统利沟通契动系统.目前数捽机床的主轴卵动名栗热沟划主粕骅动系统即沟通主场电动机配在变版器或正轴何收骐助器限制的方式.直汨驱动系统在20世纪70年头初至80年头中期在放控机床上占JK主导地（&这是由于直能电动机具有ft好的调速性能检出力矩人过我实力强,精度f眼机早理简洁，易于S1.链.随着微电子技术的快速发械，加之沟通伺收电动机材料.结构及眠利理论盯了突破性的遇%80年头初期推出了沟通生动系统.标记莉狄代出动系统的总先.由于沟通郭动系统保持了汽流*动系统的优造性,而且沟通电动机无需维护.便于制造，不受名劣环境影响，所以目航If流更动系统已逐步被沟通驱动系统所取代,从火）年头起先.海通伺服骚动系统已走向t字化.驱动系统中的电汽环、速僮环的反馈双制已至都数字化，系统的聚制KiXI和动态扑恪均由而速微处理制实时处理增切/系统门诊断实力,健商/系统的快速性和精收.5.2比充主轴向及系统故障诊断9件理5.2.1 直流主柏驱动系统介绍直流主轴电动机来动器仃可控注调速和肽览调制PWM调速两种形式，由F肽克训制PWM训速J“fftt好的调速性能.因面在时外动态性f化要求较跖的数柱机床进给坐动装