伺服驱动系统常见故障及处理

在本机床上，检查发现该位设定为“1”，因此只有“主轴速度到达”信号为“1”时，才能实现进给。 通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显示置与系统的指令值一致时，才能实现进给。 通过系统的诊断功能，检查发现当实际主轴转速显示值与系统的指令值一致时，“主轴速度到达”信号仍然为“0”。

进一步检查发现，该信号连接线断开；重新连接后，螺纹加工动作恢复正常。

例8：三菱FR主轴驱动器主轴噪声大的故障维修

故障现象：一台使用MELDAS M3控制器和三菱FR-SF-22K主轴控制器的数控机床，出现主轴噪声较大，且在主轴空载情况下，负载表指示超过40%。

分析与处理过程：考虑到主轴负载在空载时已经达到40%以上，初步认为机床机械传动系统存在故障。维修的第一步是脱开主轴的运转情况。

经试验，发现主轴负载表指示已恢复正常，但主轴仍有噪声，由此判定该主轴系统的机械、电气两方面都存在故障。

在机械方面，检查了主轴机械传动系统，发现主轴转动明显过紧，进一步检查发现主轴轴承已经损坏，更换后，主轴机械传动系统恢复正常。

在电气方面，首先检查了主轴驱动器的参数设定，包括驱动放大器的型号，的型号以及伺服环增益等参数，经检查发现机床参数设定无误，由此判定故障原因是驱动系统硬件存在故障。

为了进一步分析原因，维修时将主轴驱动器的00号参数设定为1，让主轴驱动系统进行开环运行，转动主轴后，发现噪声消失，运行平稳，由此可以判定故障原因是在速度检测器件PLG上。

进一步检查发现PLG的安装位置不正确，重新调整PLG安装位置后，在进行闭环运行，噪声消失。 重新安装与机械传动系统，机床恢复正常工作。

例9：三菱FR主轴驱动器高速时出现断路器跳闸的故障维修

故障现象：一台配套MAZATROL CAM-2系统、三菱FR主轴驱动器的立式加工中心，由于操作者失误，在主轴旋转过程中发生碰撞，导致在运行加工程序时，只要主轴在150r/min以上直接启动，主轴驱动器FR-SE内的断路器CB1就跳闸，驱动器控制板上的报警指示灯AL8（LED13）、AL4（LED14）亮。 分析与处理过程：根据报警显示，从FR主轴驱动器说明书可知，它是主轴驱动器主回路过电流报警，引起报警的最常见原因是逆变大功率晶体管组件损坏。但实际测量全部逆变大功率晶体管组件，发现元器件正常，且主回路不存在短路现象。由此可以初步判定故障原因是在电流检测回路本身。 注意检查电流检测回路元器件，最终发现驱动器中的电流互感器RO-2不良，更换后故障排除。

例10：三菱FR主轴驱动器低速时出现尖叫的故障维修

故障现象：一台使用三菱公司FR-SF-11K主轴驱动系统的设备，在低速运转时出现尖叫，但高速时运转正常。

分析与处理过程：为了进一步分析原因，维修时将主轴驱动器的00号参数设定为1，让主轴驱动系统进行开环运行，转动主轴后，无上述现象，考虑到高速运行正常，可以认为主轴驱动器和主轴均无问题，故障属于调整不当。调整步骤如下：

1) 用直流电压表（毫伏档）测量SF-CA板CH40与CH9测量端的电压，电压表显示91mv。 2) 调整VR2使HC40与CH9间的电压小于5mv（最好为0V）。 3) 测量CH41与CH9间的电压，此时实际电压表显示65mv。 4) 调整VR3，使CH41与CH9间的电压值小于5mv。 在进行以上调整后，再次开机，故障消失，主轴系统恢复正常运行。

例11：SIEMENS 611A主轴定位出现超调的故障维修

故障现象：某采用SIEMENS 810M的龙门加工中心，配套611A主轴驱动器，在执行主轴定位指令时，发现主轴存在明显的位置超调，定位位置正确，系统无故障。

分析与故障处理：由于系统无报警，主轴定位动作正确，可以确认故障是由于主轴驱动器或系统调整不良引起的。

解决超调的方法有很多种，如：减小加减速时间、提高速度环比例增益、降低速度环积分时间等等。检查本机床主轴驱动器参数，发现驱动器的加减速时间设定为2s，此值明显过大；更改参数，设定加减速时间为0.5s后，位置超调消除。

例12：DYNAPATH 20M系统主轴不能正常旋转的故障维修

故障现象：一台配套美国DYNAPATH 20M系统的立式加工中心（二手机床），在机床通电后，主轴便在逆时针方向以100r/min的转速自行旋转。但输入M03或M04及S**时，系统却不执行，系统亦无报警。 分析与故障处理：由于DYNAPATH系统为PLC可编程控制器内置式系统，主轴正转、主轴反转信号由PLC程序输出。根据故障现象，为了区分故障部位，维修时首先断开了PLC输出的M03/M04信号；再次启动机床，主轴无自动旋转现象。

根据以上分析，初步判定故障是由于主轴的M03/M04信号输出引起的，检查应从PLC梯形图入手。 通过检查PLC梯形图，发现该机床的程序设计思路是：在机床通电后，主轴应立即进行定向准停，以便更换刀具。因此，开机后主轴旋转不停，且不执行M、S代码的原因可能是主轴定向装置存在问题，导致主轴定向准停动作无法完成。

从开机后主轴以100r/min的转速自行旋转的现象分析，说明PLC的主轴定向控制部分工作正常（主轴定向准停的转速为100r/min），因此故障原因可能是由于主轴定向检测回路或检测器件的不良同时的。维修时，用示波器依次测试主轴定向检测器件的输入、输出信号波形，信号电缆的连接均无异常现象，因此可以判定故障原因在主轴位置检测信号的接口电路上。

进一步检测接口电路发现其中有一运放集成块（型号：CA747）不良，更换后，机床恢复正常。

5.2 交流伺服主轴驱动系统维护

为了使主轴伺服驱动系统长期可靠连续运行，防患于未然，应进行日常检查和定期检查。注意以下的作业项目。

5.4.1 日常检查

通电和运行时不取去外盖，从外部目检变频器的运行，确认没有异常情况。通常检查以下各点。 ① 运行性能符合标准规范。 ② 周围环境符合标准规范。 ③ 键盘面板显示正常。

④ 没有异常的噪声、振动和气味。 ⑤ 没有过热或变色等异常情况。 5.4.2 定期检查 定期检查时，应注意事项。

① 维护检查时，务必先切断输入变频器（R、S、T）的电源。

② 确定变频器电源切断，显示消失后，等到内部高压指示灯熄灭后，方可实施维护、检查。

③ 在检查过程中，绝对不可以将内部电源及线材，排线拔起及误配，否则会造成变频器不工作或损坏。 ④ 安装时螺丝等配件不可置留在变频器内部，以免电路板造成短路现象。 ⑤ 安装后保持变频器的干净，避免尘埃，油雾，湿气侵入； 特别注意：

即使断开变频器的供电电源后，滤波电容器上仍有充电电压，放电需要一定时间。为避免危险，必须等待充电指示灯熄灭，并用电压表测试，确认此电压低于安全值（≤25VDC），才能开始检查作业。

l 对于≤22kW变频器断开电源后经过5分钟，对≥30kW经过10分钟，并确认充电指示器熄灭，测量缎子P－N间直流电压低于25V，才能开始开盖检查作业。 此处注意危险 l 非专业维修人员不能进行检查和更换部件等工作。(作业时应取下手表÷戒指等金属物品，作业时使用带绝缘的工具。) l 防止电动机和设备事故。

表5-4：检查一览表。 检查部分 检查项目 检查方法 判断标准 1) 确认环境温度、湿度、振动和有无灰1) 用目测和仪器测量 1) 符合技术规范 周围环境 尘、气体、油雾、水等。 2) 不能放置 符合技术规范 需要时都能显示，没有异常。 1）依据目视、听觉2）1）、2）、3) 、4) 、拧紧 3）、4）、5）5)没有异常 依据目视 2) 周围没有放置工具等异物和危险品？ 2) 依据目视 电压 键盘显示面板 主电路、控制电路电压正常否？ 1) 显示看得清楚吗？ 2) 缺少字符吗？ 1) 没有异常声音，异常振动吗？ 框架盖板等结构 2) 螺栓等（紧固件）没松吗？ 3) 没有变形损坏吗？ 4) 没有由于过热而变色吗？ 5) 没有沾着灰尘、污损吗？ 1) 螺栓等没有松动和脱落吗？ 公用 或由于过热和老化而变色吗？ 3) 没有附着污损、灰尘吗？ 导体导1) 导体没有由于过热而变色和变形等？ 1）、2）依据目测 线 2) 电线护层没有破裂和变色吗？ 依据目测 没有损伤 1）、2）没有异常 1）拧紧 1）、2）、3）没有异常。 注意铜排变色不表示特性有问题。 1）、2）没有异常 用万用表等测量 1）、2）均用目测 2) 机器、绝缘体没有变形、裂纹、破损2）、3）依据目视 端子排 没有损伤吗？ 主 电 路 1) 没有漏液、变色、裂纹和外壳膨胀吗？ 1）、2）依据目测 容器 吗？ 3) 按照需要测量静电容量 滤波电2) 安全阀没出来吗？阀体没有显著膨胀3）根据维护信息判断寿3）静电容量≥初始值命或用静电容量测量测×0.85 定电容量。 1) 没有由于过热产生异味和绝缘体开裂1）依据嗅觉或目视2）1）没有异常 电阻器 吗？ 2) 没有断线吗？ 变压器、没有异常的振动声和异味吗？ 电抗器 电磁接1) 工作时没有振动声音吗？ 触器 2) 接触点接触良好吗 控制控制印1) 螺丝和连接器没有松动吗？ 电路 刷电路2) 没有异味和变色吗？ 器

4) 电容器没有漏液和变形痕迹吗？ 1） 依据听觉 2） 依据目视 1） 拧紧 2） 依据嗅觉或目视 4） 目视并根据维护信息1）、2）、3）、4）没有异常 1）、2）没有异常 依据目视或卸开一端的2）电阻值在±10％标连接，用万用表测量 称值以内 依据听觉、目视、嗅觉 没有异常 板连接3) 没有裂缝、破损、变形、显著锈蚀吗？ 3） 依据目视

判断寿命 冷却系统 扇 1）没有异常声音振动吗？ 2）螺栓等没有松动吗？ 冷却风3）没有由于过热而变色吗？ 1） 依据听觉、视觉、或1） 平稳旋转 用手转一下（必须切断电2） 、3）没源） 2） 拧紧 3） 依据目视、并按维护信息判断寿命 通风道 散热片和进气、排气口没有堵塞和附着异物依据目视 吗？ 没有异常 有异常 注意：污染的地方，请用化学上中性的清扫布擦拭干净。用电气清除器除去灰尘等。