调速特点是速度环的输出是电流环的输入，可以根据速度 指令电压和转速反馈电压的差值及时控制电动机的转矩。在 速度差值大时，转矩大，速度变化快，转速尽快达到给定值， 当转速接近给定值时，转矩自动减小，避免超调
第一节 主轴驱动系统故障诊断
第一节 主轴驱动系统故障诊断
2.主电路
数控机床直流主轴电动机由于功率较大，切要求正、反转 及停止迅速，驱动装置采用三相桥式反并联逻辑无环流可逆 变调速系统，在制动时，除了缩短制动时间，还能将主轴旋 转的机械能转变成电能送回电网。还利用逻辑电路，使一组 晶闸管工作时，另一组的触发脉冲被封锁，切断两组之间流 通的电流
位置环（外环）：输入信号为CNC的指令和位置检测器反馈的位置 信号
速度环（中环）：输入信号为位置环的输出和测速发电机经反馈网 络处理信号
电流环（内环）：输入信号为速度环的输出信号和经电流互感器得到 的电流信号
第四章 伺服系统故障诊断
在三环系统中，位置环的输出是速度环的输入；速度环的输出是电 流环的输入；电流环的输出直接控制功率变换单元，这三个环的反馈信 号都是负反馈
分析诊断：急停（电阻能耗制动）；正常停机（回馈制 动）。在任何时候不允许正、反两组同时工作，有火花说 明逆变电路有故障。
第一节 主轴驱动系统故障诊断
例：某加工中心主轴在运转时抖动，主轴箱噪声增大，影 响加工质量。经检查主轴箱和直流主轴电动机正常，把检 查转到主轴电机的控制系统。测得的速度指令信号正常， 而速度反馈信号出现不应有的脉冲信号，问题出在速度检 测元件上，经检查，测速发电机碳刷完好，但换向器因碳 粉堵塞，而造成一绕组断路，使测得的反馈信号出现规律 性的脉冲，导致速度调节系统调节不平稳，使驱动系统输 出的电流忽大忽小，从而造成电动机轴的抖动。用酒精清 洗换向器，彻底消除碳粉，即可排除故障
交流主轴电动机：有1PH5和1PH6两个系列（3~100kW）及配套的 6SC650、6SC611A系列的主轴驱动模块
第一节 主轴驱动系统故障诊断
二、主轴伺服系统的故障形式及诊断方法
主轴伺服系统发生故障时，有三种表现形式： 1、在CRT或操作面板上显示报警内容或报警信息 2、在主轴驱动装置上用报警灯或数码管显示故障 3、无任何故障报警信息
7、主轴电动机不转：CNC是否有速度信号输出；使
能信号是否接通、CTR观察I/O状态、分析 PLC梯形图以确定主轴的启动条件（润滑、 冷却）；主轴驱动故障；主轴电机故障
第一节 主轴驱动系统故障诊断
三、主轴直流驱动的故障诊断
1.控制电路
控制回路采用电流反馈和速度反馈的双闭环调速系统，内 环是电流环，外环是速度环。
第一节 主轴驱动系统故障诊断
一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率范围宽 伺服主轴要求：有进给控制和位置控制 主轴变速形式：电动机带齿轮换档（降速、增大传动比、增大
主轴转矩）；电动机通过同步齿带或皮带驱动 主轴（恒功率、机械传动简单）
第一节 主轴驱动系统故障诊断
一、常用主轴驱动系统介绍
FANUC公司主轴驱动系统
第一节 主轴驱动系统故障诊断
第一节 主轴驱动系统故障诊断
例：某加工中心采用直流主轴电动机、逻辑无环可逆调速 系统。当用M03指起动时有“咔、咔”的冲击声，电动机 换向片上有轻微的火花，起动后无明显的异常现象；用 M05指令使主轴停止时，换向片上出现强烈的火花，同时 伴“叭、叭”的放电声，随即交流回路的保险丝熔断。火 花的强烈程度和电动机转速成正比。但若用急停方式停止 主轴，换向片上没有任何火花。
第一节 主轴驱动系统故障诊断
四、主轴交流驱动的故障诊断
（一）6SC650系列主轴交流驱动系统
第一节 主轴驱动系统故障诊断
磁性传感器主轴准停装置
1.磁性传感器 2.发磁体 3.主轴 4.支架 5.主轴箱
第一节 主轴驱动系统故障诊断
4、主轴转速与进给不匹配:当进行螺纹切削或用每转进
给指令切削时，会出现停止进给、主轴仍然运 转的故障。主轴有一个每转一个脉冲的反馈信 号，一般为主轴编码器有问题。可查CRT报 警、I/O编码器状态或用每分钟进给指令代替
第一节 主轴驱动系统故障诊断
主轴伺服系统常见故障有：
1、外界干扰：屏蔽和接地措施不良时，主轴转速或反
馈信号受电磁干扰，使主轴驱动出现随 机和无规律的波动。判别方法，使主轴 转速指令为零再看主轴状态
2、过载：切削用量过大，频繁正、反转等均可引起过载
报警。具体表现为电动机过热、主轴驱动装置 显示过电流报警等
第9章 伺服系统故障诊断
第一节 主轴驱动系统
主轴驱动系统、故障形式、故障诊断
第二节 进给伺服系统
进给驱动系统、伺服系统结构形置的维护、位置检测的故障诊断
第四章 伺服系统故障诊断
伺服：工作台（电机）的运动速度和距离完全按CNC的指令
行动，准确无误
控制办法：三环结构
主要采用交流主轴驱动系统，有S、 H 、P三个系列（1.5~37 1.5~22 3.7~37 kW）
主要特点：
1）采用微处理控制技术 2）主回路采用晶体管PWM逆变器 3）具有主轴定向控制、数字和模拟输入
第一节 主轴驱动系统故障诊断
SIEMENS公司主轴驱动系统
直流主轴电动机：有1GG5、1GF5、1GL5和1GH5四个系列及配套的 6RA24、6RA27系列驱动装置（晶闸管）
第一节 主轴驱动系统故障诊断
3、主轴定位抖动
主轴准停用于刀具交换、精镗退刀及齿轮换档等场合， 有三种实现形式： 1）机械准停控制（V形槽和定位液压缸）
2）磁性传感器的电气准停控制 （图） 3）编码器型的准停控制（准停角度可任意） 上述准停均要经减速的过程，如果减速或增益等参数设 置不当；限位开关失灵；磁性传感器间隙变化或失灵都会 引起定位抖动
5、转速偏离指令值：主轴实际转速超过所规定的范围时
要考虑，电机过载、CNC输出转速的模拟量没 有达到与转速指令对应值、测速装置有故障、 主轴驱动装置故障
第一节 主轴驱动系统故障诊断
6、主轴异常噪声及振动：电气驱动故障（如果是在
减速过程中发生或振动周期与转速无关）； 主轴机械故障（如果发生在恒转速自由停车 时或振动周期与转速有关）