普通車（chē）床數（shù）控改造主軸電機控製設計及故障維修-數（shù）控（kòng）機床市場網

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普通車床數控改造主軸電機（jī）控製設計及故（gù）障維修

2022-2-17 來源：- 作者：-

摘要：普通車（chē）床數控改造要考慮主軸電機控製設計改造，有正轉、停轉和反轉控製，關鍵還要進行主軸（zhóu）停轉製（zhì）動（dòng），本文以典型案例論述主軸電機（jī）控製及製動設計、故障測試與維修方法（fǎ），對其他數控改造故障維（wéi）修均有借鑒意義。

關鍵詞：數控改造；主軸控製（zhì）；製動；故障；維修

普通車床數控改（gǎi）造具有（yǒu）很好的經濟社會效益，改造後用於職業技術學校加工製（zhì）造類專業實訓很實用（yòng），作者用 KND100i-D 數控係統對普通（tōng）車床進行了數控改造設計，數控係統執行 M03、M05 或 M04 指令則主軸正轉、停轉或反轉，也用 ZD-15 直（zhí）流電子製動器對主軸電機 M05 停轉進（jìn）行了製動設計改造。使用一年後曾出現故障，現有職業教育、本科教育（yù）相關教材等（děng）書（shū）籍並沒有論述相關故障維修，不少企業也很缺乏數控機床故障維（wéi）修人才，這也是職業（yè）技術教育加工製造類專業教學需（xū）要解決的問題，作者查閱文獻 [2][3][4][5]，進行了現場測試研究，解決了故障維修問題，今（jīn）做（zuò）介紹，具有推廣借鑒意（yì）義。

1、數控係統持續信號控製三相交流電機設計原理

KND100i-D 數（shù）控係統采用圖 1 所示持續信號控製主軸三相交流電機原理如下：圖 1(c) 數控係統執行（háng）M03，直流繼電器 J1 線圈帶電，J2、J3 不帶電，圖 1(b)中直流繼（jì）電器 J1 常開觸點閉合（hé），交流接觸器 KM1 線圈帶電，圖 1(a) 中直流繼電器 J1 常閉觸點斷開，交流接觸器主觸點 KM1 閉合，電機 M 正轉。

圖 1(c) 數控係統執行 M05 再執行潤滑指令（lìng） M32（M31 為停止潤滑（huá）指令），直流繼電器 J1、J2 線圈均不帶電，J3 線圈帶電（diàn），圖 1(b) 中直流繼電器 J1、J2 常開觸點均斷開，交流接觸器 KM1、KM2 線圈均不帶電，圖1(a) 中交流接觸器主觸點 KM1、KM2 均斷開，電機 M停轉。圖 1(a) 中 J3 常（cháng）開觸點閉合，電子製動器 ZD-15 C 點與 24V 接通，B1、B2 接通，圖 1(b) 交（jiāo）流接觸器線（xiàn）圈 KM3 帶電，圖 1(a) 中主觸點 KM3 閉合，電子製動器輸出直流（liú）電（diàn）壓至三相交流電機，致使電機製動至設置的時間後，B1、B2 斷開，電機停止（zhǐ）製動。

a）三相電（diàn）機正轉、反轉、停轉及製動主電路原理圖

b）控製電路原理圖 c）數控係統接口電路（lù）原（yuán）理圖

圖 1 數控係統（tǒng）持續信號控製三相電機原理圖

圖 1(c) 數控係（xì）統執行 M04，直流繼電器 J2線圈帶（dài）電（diàn），J1、J3 不帶（dài）電，圖 1(b) 中直流繼電器 J2 常開觸點閉合（hé），交流（liú）接（jiē）觸器 KM2 線圈帶電，圖 1(a) 中（zhōng）直流繼電器 J2 常閉觸點斷開，交流接觸器主觸點 KM2閉合（hé），電機 M 反轉。圖（tú） 1 所示數控改造（zào）後，加工（gōng）程序編製思路為：

N0010 M31 J3 繼電（diàn）器線圈斷電

N0020 M03 主軸正轉

N0030 G91 相對編程（或絕對編程）

N0040 ……………（零件（jiàn）加工程序）

……… ………

N0100 M05 主軸停（tíng）轉（zhuǎn）

N0110 M32 主（zhǔ）軸抱閘（zhá）製動後鬆開主軸

N0120 M02 加工程序結（jié）束

2、數控車床主軸控（kòng）製故障測試與維修

如圖 1 所示普通車床（chuáng）數控改造後，使用效果很好，自動（dòng）化程度和生產效率均大（dà）大提高了，但使用一年後出現了故障，今論述維修。

2.1 數控係統（tǒng）執行 M03 主軸不（bú）正轉

按操作麵板上的主軸正轉鍵，依次觀（guān）察圖 1 所示(c)(b)(a) 區域（yù）繼電器和交流接觸器帶電動作情況，發（fā）現(c) 圖所示區域直流繼電器 J1 線圈帶電觸點動作（zuò）發出響聲，J2、J3 直流（liú）繼電器觸（chù）點（diǎn）均不（bú）動作（zuò），也不發出響聲，說明故障不在 (c) 圖區（qū）域。再看 (b) 圖所示區域，按主（zhǔ）軸（zhóu）正轉鍵（jiàn），交流接觸器 KM1 觸點不動作，沒有發出聲音，說明其線圈沒帶（dài）電或損壞，仔細檢查發現（xiàn）其線圈（quān）接線脫落，重新接好恢複正常。

這就（jiù）是按區域找故障維修法，如按主軸正轉鍵，J1直流繼電器線圈不（bú）帶電，觸點不動作，則故障在 (c) 區域；如果（guǒ） J1 直流繼電器線（xiàn）圈帶（dài）電，觸點動作；KM1 交流接觸器（qì）線圈也帶電觸點動作；但電機不轉則故障在 (a) 圖所示區域。這就（jiù）是分（fèn）區域檢查故障的方法。

2.2 曾（céng）出現數控係統執行 M03 主軸時轉時（shí）不轉（zhuǎn）故障（zhàng）

按操作麵（miàn）板上的主軸正轉鍵（jiàn），依次（cì）觀察圖 1 所示 (c)(b)(a) 圖所示區域的直流繼電器或交流接觸器帶電動作情況（kuàng）？發現 (c) 圖所（suǒ）示區域直流繼電器 J1 觸（chù）點也（yě）時常（cháng）動作發出響聲，則其線圈時帶電時不帶電；再觀察交流（liú）接觸器（qì） KM1 的觸點也是時常動作發出響聲，則是其線圈時（shí）帶電時不帶電，致使電機時轉時不轉。

所以先從 (c) 圖所示區域（yù）找原因，按數（shù）控係統操作麵板（bǎn）上主軸反轉（zhuǎn）鍵，則直流繼電器 J2、交流接觸（chù）器（qì） KM2也（yě）存在類似情況，致使電機時反轉時（shí）不轉，測試 24V直流電源是 16.5V，換一個（gè）好的直流（liú）電源，故障排除，電（diàn）機（jī）運轉很正常。

繼續（xù）找原因，該數控車床開始加工鑄鋁件，是塑性（xìng）材料，為帶狀鐵（tiě）屑，後來加工鑄鐵件（jiàn）為脆性材料，鐵屑為粉末狀，不（bú）少粉末狀鐵屑進入了直（zhí）流電源，影響了其性能，輸出電壓降低了，出現主軸時轉時不轉故障。安裝一個吸塵（chén）器，把粉末狀鐵屑吸走，再沒有（yǒu）出現類似故（gù）障。

2.3 數控係（xì）統執行（háng） M05、M32 後主（zhǔ）軸不製（zhì）動

按操（cāo）作麵板上的潤滑鍵（即 M32 功能鍵），觀察（chá）圖 1 所示 (c)(b)(a) 哪（nǎ）個區域繼電器或交流接觸器帶電動作情況？發現 (c) 圖所示區域直流繼電器 J3 線圈帶電觸點動作發出響聲，J1、J2 直流（liú）繼電器觸（chù）點均不動作，也不發出響聲，說明故障不（bú）在 (c) 圖區域。

再（zài）看 (b) 圖所示區域，按潤滑鍵，交流接觸器 KM3觸點不動作，檢查 B1、B2 接線正確，再檢查 (a) 圖所示區域，發現（xiàn）直流繼電器常開觸點 J3 接線脫落，重新接好後，故障消失，製動正常了（le）。

3、結語

本文論述（shù）的（de）普通車床數控改造主軸控製及製動設計，使用效果很好，分（fèn）區域檢查故障的方法具有思路清晰、檢查直觀等優（yōu）點，對其他設備數控化改造電機製動均有借鑒意義（yì），該設計和分區域檢查故障的方法（fǎ），對提高職業技術教育加工製造類專業的（de）教學質量也有指導意（yì）義。

作者（zhě）：李春勤葛平海劉世忠

來源： 1. 山東省日照市科技中等專業學校實訓部；

2. 山東五征集團（tuán）有限（xiàn）公司人力資源部；

3. 山東（dōng）省（shěng）日照市科技中等專業學校數控技術係

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