關(guān)于三菱交流伺服主軸電動(dòng)機(jī)飛車(chē)故障的維修

皮益雄 黃小華 王芳成

(宜昌經(jīng)緯紡機(jī)有限公司，湖北宜昌 443001)

筆者公司有一臺(tái)LGMazak公司生產(chǎn)的數(shù)控車(chē)，其型號(hào)為 QT－200，系統(tǒng)為日本 MAZATROL FUSION M640系統(tǒng)，CNC控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電動(dòng)機(jī)都是三菱生產(chǎn)。此機(jī)床經(jīng)常出現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)飛車(chē)報(bào)警，即機(jī)床主軸不受控。其故障現(xiàn)象是:機(jī)床在開(kāi)機(jī)工作30 min左右后，出現(xiàn)主軸速度時(shí)快時(shí)慢，主軸電動(dòng)機(jī)也抖動(dòng)厲害，主軸負(fù)載表也顯示負(fù)載很高。同時(shí)，系統(tǒng)出現(xiàn)021報(bào)警，主軸伺服驅(qū)動(dòng)器LED顯示23報(bào)警號(hào)。查機(jī)床手冊(cè)，其報(bào)警號(hào)的解釋為:主軸速度誤差過(guò)大，即在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，指令速度和電動(dòng)機(jī)速度誤差值持續(xù)超過(guò)規(guī)定值。

通過(guò)對(duì)報(bào)警號(hào)分析，可能是主軸電動(dòng)機(jī)速度反饋出現(xiàn)故障。為排除是否是機(jī)械故障，手動(dòng)盤(pán)主軸皮帶，發(fā)現(xiàn)主軸與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)很輕松，沒(méi)有出現(xiàn)異響，并且主軸軸承也運(yùn)行良好。可以排除機(jī)械引起的故障。為確認(rèn)故障原因，決定修改機(jī)床主軸參數(shù)SP038。打開(kāi)主軸參數(shù)，將參數(shù)SP038由0000改為8000，即開(kāi)啟開(kāi)環(huán)控制。電動(dòng)機(jī)進(jìn)行開(kāi)環(huán)控制，啟動(dòng)主軸時(shí)要注意:主軸在開(kāi)環(huán)控制下時(shí)，主軸速度不要增大或減少過(guò)快，否則容易出現(xiàn)事故。修改參數(shù)后關(guān)機(jī)再開(kāi)機(jī)，慢慢提高或降低主軸速度時(shí)，機(jī)床運(yùn)行1 h以上，由此確定，故障出現(xiàn)在反饋電路上。

此臺(tái)數(shù)控車(chē)主軸與電動(dòng)機(jī)是通過(guò)V型皮帶相連，所以主軸有兩個(gè)編碼，一個(gè)是安裝在電動(dòng)機(jī)尾端，叫PLG，用于檢測(cè)電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速;另一個(gè)安裝在主軸機(jī)械側(cè)，叫“同期編碼器”，用于準(zhǔn)確獲得主軸的實(shí)際位置、轉(zhuǎn)速，對(duì)主軸進(jìn)行定位和攻絲。筆者將“同期編碼器”與另一臺(tái)同型號(hào)、運(yùn)行正常的數(shù)控車(chē)的編碼器進(jìn)行交換，開(kāi)機(jī)還是出現(xiàn)以上故障。所以，可以排除是“同期編碼器”故障。

PLG是由磁傳感器通過(guò)檢測(cè)安裝在電動(dòng)機(jī)尾端的檢測(cè)齒輪產(chǎn)生A相、B相信號(hào)，再由信號(hào)放大電路將信號(hào)放大，傳送到伺服驅(qū)動(dòng)器，形成閉環(huán)控制。A相、B相信號(hào)波形相差90°，當(dāng)電動(dòng)機(jī)正轉(zhuǎn)時(shí)，A相超前B相90°;當(dāng)電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，B相超前A相90°。如圖1所示，檢測(cè)齒輪安裝精度要求齒輪徑向跳動(dòng)小于0.02 mm，采用熱壓配合，安裝、固定齒輪。

因此分析故障可能出現(xiàn)在PLG上，用示波器觀察PLG的A相、B相與G之間的波形，發(fā)現(xiàn)機(jī)床在正常工作時(shí)，A相、B相波形都是穩(wěn)定的正弦波;當(dāng)A相、B相波形的頻率變得不穩(wěn)定時(shí)，機(jī)床出現(xiàn)故障，說(shuō)明PLG有問(wèn)題。通過(guò)對(duì)A相、B相波形分析，發(fā)現(xiàn)波形相位很穩(wěn)定，說(shuō)明驅(qū)動(dòng)器到PLG電壓很穩(wěn)定。將PLG的PCB電路板更換后，開(kāi)機(jī)試驗(yàn)一會(huì)兒，故障還是沒(méi)有排除。由于PLG是通過(guò)一個(gè)磁傳感器將信號(hào)傳到PCB電路板，信號(hào)再通過(guò)PCB電路板處理后傳到伺服驅(qū)動(dòng)器。我們把磁傳感器探頭拆下，發(fā)現(xiàn)磁傳感器探頭表面有些磨損，這就可能導(dǎo)致傳感器發(fā)出錯(cuò)誤的信號(hào)?？紤]到PLG在出廠前已由廠家調(diào)整好的，所以直接換一個(gè)磁傳感器探頭，再用示波器觀察A相和B相波形，主軸在旋轉(zhuǎn)時(shí)，A相和B相波形很穩(wěn)定，持續(xù)觀察1 h以上，主軸再也沒(méi)有出現(xiàn)以上故障。

在安裝磁傳感器時(shí)一定要做到以下幾點(diǎn):

(1)由于傳感器是精密元件，所以在安裝時(shí)要注意傳感器的檢測(cè)面不能受過(guò)大外力，檢測(cè)面和檢測(cè)齒輪上不要附著異物。

(2)安裝座固定好之后，確認(rèn)傳感器檢測(cè)面與檢測(cè)齒輪外圈之間的間隙是否在0.15±0.01 mm的范圍內(nèi)，如超出范圍則須調(diào)整。

(3)間隙調(diào)整完成后，在螺絲上涂抹螺絲膠，然后擰緊，固定傳感器。

公司小巨人數(shù)控車(chē)的主軸電動(dòng)機(jī)由于沒(méi)有C軸功能，也不需要像加工中心那樣在換刀時(shí)主軸進(jìn)行定向。所以主軸電動(dòng)機(jī)上的PLG沒(méi)有Z相。Z相主要是檢測(cè)電動(dòng)機(jī)的一轉(zhuǎn)脈沖。在機(jī)床C軸和主軸定向出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，也可以采用以上方法判斷故障。