本，而且不影響數(shù)控機(jī)床的原有特性，使一些維修和購買周期長且價格高的教控備件所產(chǎn)生的矛盾得到解決。本文通過對西門子數(shù)控系統(tǒng)量板局部損壞應(yīng)急修理和西門子主軸驅(qū)動用變鐸器代換的全過程描述詳細(xì)，介紹了量板應(yīng)急處理的方法和變頻器代替主軸模塊的原及代換中出現(xiàn)問題的解決。
數(shù)控系統(tǒng)和伺服模塊損壞后，在通常情況下采用更換模塊來解決現(xiàn)場的突發(fā)故障。但是，在備件缺乏的情況下，有時采取變通應(yīng)急的方法使數(shù)控機(jī)床恢復(fù)工作，這樣既保證設(shè)備的正常運(yùn)行，又縮短了機(jī)床的停工臺時，節(jié)約了維修費(fèi)用。
例一：設(shè)備概況：機(jī)床型號：CH097（長城機(jī)床廠生產(chǎn)）數(shù)控車床故障現(xiàn)象：主軸電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)有時反應(yīng)遲鈍診斷：根據(jù)操作者所述，該機(jī)床出現(xiàn)故障有一段時間，時好時壞，故障出現(xiàn)時，主軸電機(jī)不轉(zhuǎn)，大概過十幾秒左右主軸開始運(yùn)轉(zhuǎn)。并能持續(xù)到整個零件加工完成，整個過程中無報(bào)警號產(chǎn)生。
首先，在OG狀態(tài)下，啟動主軸，偶爾也出現(xiàn)主軸運(yùn)轉(zhuǎn)遲緩現(xiàn)象，根據(jù)PLC程序檢相應(yīng)輸入輸出點(diǎn)。經(jīng)檢，刀架夾緊開關(guān)、主軸夾緊壓力開關(guān)、尾架開關(guān)等均正常，并且Q100.6已輸出為1，于是檢主軸模塊，測模擬量輸人端56和14，電壓為3.5V（視系統(tǒng)主軸設(shè)定轉(zhuǎn)速不同而不同>，但是，X431插頭使能信號65腳無12V電壓，短接X431插頭的65和9兩端，主軸可以運(yùn)轉(zhuǎn)，這說明系統(tǒng)的測量板可能損壞，通過與其它機(jī)床的測量板互換得到了證實(shí)。該測量板型號為：6FXH214BA02.接線原理如圖一：由于該測量板主軸模擬ftE常，并且其它兩軸功能均正常，只是主使能信號不良，并且該測量板價格在萬元以上，于是采用如下應(yīng)急檢PLC程序，找多余PLC的輸出點(diǎn)，經(jīng)過找Q2.4未用，修改PLC程序PB3段，在輸出點(diǎn)Q100：6后面插人Q2.4.將原使能信號線在主軸模塊處拆除，將Q2. 4輸出引至主軸模塊X431的65，經(jīng)過以上改動后，主軸功能恢復(fù)正常。改進(jìn)后的線路如圖二：城機(jī)床廠生產(chǎn)）數(shù)控車床故障現(xiàn)象：主軸電機(jī)短路診斷：機(jī)床正常工作時，由于主軸電機(jī)動力線破損，造成主軸模塊和電源模塊同時損壞，將主軸電機(jī)線絕緣處理后，拆下主軸模塊和電源模塊用同型號機(jī)床中的模塊代換，機(jī)床工作正常，明伺服及數(shù)控系統(tǒng)均正常，該電源模塊型號為：6SC61122VA01，主軸模塊型號為：6SC6113OHAOO，可以用相應(yīng)的611A模塊代換，但是經(jīng)過詢價，兩模塊總價在五萬元左右，并且供貨周期較長，影響車間的正常生產(chǎn)，為此，我們采取了用變頻器代替的方案：經(jīng)過對伺服鐘功率的計(jì)算（功率選擇根據(jù)X、Z軸電機(jī)功率西門子驅(qū)動規(guī)劃手冊），采用6SNU451AA010AA1（10/25KW）電源模塊供給伺服軸，接線方式與6SC系列模塊完全相同；對于變頻器，根據(jù)電機(jī)功率等參數(shù)，結(jié)合該機(jī)床使用情況，我們擬采用矢量變頻器改造。
對于變頻器的要求是：1、能夠通過選擇以矢量控制方式控制電機(jī)，保證電機(jī)低速時的恒扭矩。
2、模擬量輸人控制電機(jī)的速度和旋轉(zhuǎn)的方向。
3、抗干擾能力強(qiáng)，對外干擾小，超低噪音。
經(jīng)過對比各品牌變頻器性價比，采用曰本三菱矢置變頻器FRA54015K―CH（15KW）代替元主軸模塊，主軸電機(jī)仍用原來以上兩項(xiàng)費(fèi)用共計(jì)2萬7千元左右。
由于主軸位置編碼器裝在主軸的尾部，并且直接與系統(tǒng)連接，因此可以不用改動。
實(shí)施：將原電源模塊拆下，安裝新的電源模塊和變頻器，由于新的電源塊和變頻器體積較小，可以直接裝在電箱里，并且新的電源模塊不需要重新打安裝孔。改造前的連接原理簡圖如圖三：連接與調(diào)試：變頻器與主軸電機(jī)連接好后，即可通電調(diào)試，首先數(shù)控系統(tǒng)控制信號和參數(shù)號設(shè)定值參數(shù)7113適用電機(jī)，選擇恒轉(zhuǎn)矩電機(jī)。73100-5/0-10V選擇，選擇0- V，極性可逆有效。809電機(jī)容量，先進(jìn)磁通矢量控制。814電機(jī)極九，先進(jìn)磁通矢量控制。83290電機(jī)額定電壓，設(shè)置應(yīng)小于290.相關(guān)參數(shù)設(shè)置：模擬量不與變頻連接，單獨(dú)調(diào)試變頻器主軸電機(jī)，根據(jù)變頻器和主軸電機(jī)，根據(jù)變頻器使用手冊輸人相關(guān)參數(shù)并使變頻器與電機(jī)的參數(shù)自動優(yōu)化，試運(yùn)轉(zhuǎn)主軸電機(jī)。
以上參數(shù)設(shè)定后，進(jìn)行96號參數(shù)“自動調(diào)整設(shè)定/狀態(tài)”的調(diào)整，讓變頻器自動測量電機(jī)，使變頻器與電機(jī)匹配更好。
變頻器與主軸電機(jī)調(diào)試結(jié)束后，將數(shù)控系統(tǒng)的使能信號以模擬量接入變頻器，試運(yùn)轉(zhuǎn)主軸電機(jī)，適當(dāng)調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)使主軸轉(zhuǎn)速線性*佳即可。
注意事項(xiàng)：整個改造過程，*為關(guān)鍵的是變頻器對數(shù)控系統(tǒng)的干擾，包括對伺服軸的干擾。這是整個改造成敗的關(guān)鍵。變頻器與數(shù)控系統(tǒng)未連接（使能和模擬量均未接>，在進(jìn)行變頻器和主軸電機(jī)的聯(lián)機(jī)調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)變頻器對伺模塊有干擾，有時X軸，有時Z軸驅(qū)動模塊的數(shù)碼顯示不正常，須通過系統(tǒng)操作面板的復(fù)位鍵消除，為此，我們采取了以下措施：電源的輸入端（見變頻器控制電路），限制電源上的諧波，減少變鐸器的傳導(dǎo)和輻射干擾。
2、控制線采用屏蔽線，電機(jī)動力線與變頻器的連接采用培裝電纜，并且屏蔽層在兩端接地。同時使用短粗線進(jìn)行地線連接。
3、數(shù)控系統(tǒng)與變頻器的連接盡可能隔離。
4、檢電箱中接觸器的滅弧功能是否正常，凡是交流接觸器采用R―C抑制器有發(fā)熱和鼓包的均予以更換。
采取以上措施后，干擾徹底消除，變頻器與數(shù)控系統(tǒng)連接后工作正常，連續(xù)使用半年無故障。
