主轴驱动系统故障维修9例
例1．流量检测开关的故障维修
故障现象：一台配套SIEMENS SINUMERIK 810系统的数控磨床，出现故障报警F31“SPINDLE COOLANT CIRCUIT＂，指示主轴冷却系统有问题。
分析及处理过程：检查冷却系统并无问题，查阅PLC梯形图，这个故障是由流量检测开关B9.6检测出来的。检查这个开关发现已损坏，由于开关问题，导致报警错误；更换新的开关，故障消失。
例2．液压压力不稳的故障维修
故障现象：一台专用数控铣床，在零件批量加工过程中发生故障，每次故障都发生在零件已加工完毕，Z轴后移还没有到位时。加工程序中断，主轴停转，并显示F97号报警“SPINDLES PEED NOT OK STATION 2”，指示主轴有问题。
分析及处理过程：检查主轴系统并无问题。因其他问题也可导致主轴停转，于是用机外编程器监视PLC梯形图的运行状态，发现刀具液压卡紧压力检测开关F21.1在出现故障时瞬间断开，它的断开表示铣刀卡紧力不够，为安全起见，PLC使主轴停转。经检查发现液压压力不稳；调整液压系统压力使之稳定后，故障被排除。
例3．主轴刀具报警的故障维修
故障现象：一台配套OKUMA OSP700系统，型号为XHAD765的数控机床，出现“主轴刀具检测异常”报警，系统处于急停状态。
分析及处理过程：该故障多是由于系统认为主轴无刀时人为在主轴中插入了刀具；或在系统认为主轴有刀的状态下，人为取下了主轴刀具，再换操作方式后发生。而主轴传感器SQl0、SQll、SQl2出现故障的可能性较小。只要将方式切换回零方式，复位起动后，将主轴中刀具取下或插上，保持实际状态与系统内主轴刀具状态一致即可。
如果不是由于上述人为原因发生的故障，则要打开PLC数据或梯形图检查上述三开关信号ISPTCl、ISPTL、ISPTUl是否能正常接收，再依此检查开关有无故障。
按如上所述检查发现SQll开关插头进油接触不良，处理后正常。
例4．加工时主轴停转的故障维修
故障现象：一台配套FANUC OMC系统，型号为XH754的数控机床，镗孔加工过程中，主轴突然停转，而Z轴进给继续，机床亦无任何报警，造成刀具、工件损坏。
分析及处理过程：此故障出得奇怪，一时难以确定。为确认故障，将工件拆下，让机床空走程序，此故障出现的机率不等，有时长时间无故障，有时接连发生。为确定是否因干扰造成，将其他机床停下，将接地重新处理，故障依然存在。后又从与主轴控制相关的信号着手，检查PMC输入与梯形图中相关寄存器的状态。检查中发现，当故障出现时PMC→CNC信号G120.6(主轴停止)为高，未向CNC发出主轴停指令(G120.6低，主轴停)；再检查与主轴转向相关的G229.4、G229.5时，发现正常时G229.4高亮，主轴正转，故障出现时G229.4熄灭。
当主轴维持正转时，R728.4通过X04.5常闭R705.1，R728.4常开，X016.7常开，R728.0常闭，R728.5常闭，X016.1常开，X016.2常闭保持导通(高亮显示)继而保持G229.4导通，这些触点中只要有一个断开，正转就会停止：继续观察中发现，是X016.1短暂的闪烁导致R728.4断开，故怀疑X016.1有问题。X016.1为主轴刀具夹紧到位检测信号，将对应行程开关SQl2拆下打开检查，发现其弹簧片已快完全断裂。换新后，再开机检查，未再出现故障。
维修体会：此故障暴露了该机PMC控制设计上的一个小缺点，笔者认为如果在进给保持G121.5信号的控制上串联X016.1作为联锁信号，就可以避免主轴停而进给继续的情况，避免工件、刀具甚至机床损坏；同时，这样可增加一条信息显示作为故障指示，便于维修查找。对于X016.1损坏，PMC控制中给出了相应的报警但是该报警是延时后才发生，如果延时内X016.1触点又闭合，该报警就不会出现；本例中，开关X016.1就是由于弹簧片快断裂脱落，在振动影响下形成时通时断的情况。
对很多故障，借助PMC梯形图及各寄存器进行查找往往能起到较好的效果。
例5．主轴编码器报警的故障维修
故障现象：一台配套FANUC OMC系统，型号为XH754的数控机床，主轴编码器出现“1001Spindle Alarm”、“409 Servo Alarm(serialerr)”报警。
分析及处理过程：主轴伺服数码管显示“AL-42”，维修资料提示为主轴编码器一转信号未产生。检查编码器电缆正常；将主轴编码器拆下，拆开发现其玻璃光栅上有一层油雾，用无水酒精清洗晾于，安装后开机，故障消失；将主轴定向重新调整后，投入正常生产。
例6.主轴伺服驱动单元损坏的故障维修
故障现象：一台配套FAGOR 8025MG系统，型号为XK5038-1的数控机床某天开机，主轴报警，显示器显示“Saxis not ready”(主轴没准备好)。
分析及处理过程：打开主轴伺服单元电箱，发现伺服单元无任何显示。用万用表测主轴伺服驱动BKH电源进线供电正常，而伺服单元数码管无显示，说明该单元损坏。检查该单元供电线路，发现供电线路实际接线与电气图不符。该单元通电起动时，KM5先闭合，2~3s后，KM6闭合，将电阻R短接。电阻与扼流圈L的作用是在起动时防止浪涌电流对主轴单元的冲击。
实际接线中三只电阻却接成了三相并联形式，起不到保护作用，导致通电时主轴单元被损坏，同时三只电阻因长期通电烧糊。
按电气图重新接线，更换新主轴单元后，机床恢复正常。
例7．主轴伺服驱动单元损坏的故障维修
故障现象：一台配套FAGOR 8025MG系统，型号为XK5038-1的数控机床，梅雨季节某天开机，主轴伺服电箱放炮，显示器显示“Saxis not ready”报警。
分析及处理过程：打开主轴电箱，闻到一股焦味，电箱底散落有黑色碎片，拆下主轴伺服单元，发现功率晶体管模块炸裂，损坏严重，估计难以修复。经在用户中了解证实该主轴单元损坏率较高，换同型号已无意义，更换新型号价格又偏高，遂决定用变频器对主轴单元进行改造。
改造后的主轴单元，接线简化，功能不变，主轴起停柔和，满足了生产要求，另外改造后的机床干扰反而大大减少，工作效率大大提高。
例8．主轴不能换档的故障维修
故障现象：一台配套FAGOR 8025MG系统，型号为XK5038-1的数控机床，随着气温升高，操作工反映主轴换档时间变长，液压站油温升高后，主轴无法换到高速档(1000r/min以上)。从操作面板看，高速档灯不亮，主轴手动钮闪亮，提示点动主轴；按点动钮，主轴转动，高速档灯依旧不亮，主轴手动钮继续提示点动。
分析及处理过程：高速档灯不亮说明要么换档机构不能换档，要么PLC收不到高速档在位感应器信号。考虑到听不见齿轮换档声响，决定先检查换档机构。打开主轴箱盖，见换档齿轮落在低速档，手动方式输入1200r/min转速听见换档电磁阀动作，而换档齿轮不动，用手拔，拔不动，估计存在卡死现象。将换档摆动缸拆下，再拨动换档齿轮，上下灵活，无问题：再拧摆动缸轴端齿轮，无法拧动，打开检查发现其矩形密封断裂，形成泄漏，同时断裂密封卡在叶片与缸体之间，将其卡死。此缸为进口件，一时找不到配件，后与橡胶厂联系，用硅橡胶自制了一组密封换上，使用至今正常。
例9．Z轴过载报警的故障维修
故障现象：某厂一台新机床，系统为FANUC-OMC，生产中出现430号报警，Z轴电动机发热；将机床停机半小时后再开机，报警消失，可接着再工作一阵，故障依旧。
分析及处理过程：根据故障现象，估计Z轴过载，而伺服出故障的可能较小。通过CRT观察Z轴负载，发现Z轴停止时为40％左右，移动时达80％以上。为区分是电气故障还是机械故障，将Z轴电动机联轴器拆下，让机械脱开，再运行故障不再出现；停机用手拧Z轴丝杆，发现费劲，故确定为机械问题。将Z轴导轨镶条略微调松后，Z轴负载明显下降，停止时为20％左右，移动时为40％左右，故障排除。
