本，而且不影響數(shù)控機床的原有特性，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，介紹了量板應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，有時采取變通應急的方法使數(shù)控機床恢復工作，這樣既保證設備的正常運行，又縮短了機床的停工臺時，節(jié)約了維修費用。
例一：設備概況：機床型號：CH097（長城機床廠生產(chǎn)）數(shù)控車床故障現(xiàn)象：主軸電機運轉(zhuǎn)有時反應遲鈍診斷：根據(jù)操作者所述，該機床出現(xiàn)故障有一段時間，時好時壞，故障出現(xiàn)時，主軸電機不轉(zhuǎn)，大概過十幾秒左右主軸開始運轉(zhuǎn)。并能持續(xù)到整個零件加工完成，整個過程中無報警號產(chǎn)生。
首先，在OG狀態(tài)下，啟動主軸，偶爾也出現(xiàn)主軸運轉(zhuǎn)遲緩現(xiàn)象，根據(jù)PLC程序檢相應輸入輸出點。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，主軸可以運轉(zhuǎn)，這說明系統(tǒng)的測量板可能損壞，通過與其它機床的測量板互換得到了證實。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，于是采用如下應急檢PLC程序，找多余PLC的輸出點，經(jīng)過找Q2.4未用，修改PLC程序PB3段，在輸出點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，主軸功能恢復正常。改進后的線路如圖二：城機床廠生產(chǎn)）數(shù)控車床故障現(xiàn)象：主軸電機短路診斷：機床正常工作時，由于主軸電機動力線破損，造成主軸模塊和電源模塊同時損壞，將主軸電機線絕緣處理后，拆下主軸模塊和電源模塊用同型號機床中的模塊代換，機床工作正常，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算（功率選擇根據(jù)X、Z軸電機功率西門子驅(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)電機功率等參數(shù)，結(jié)合該機床使用情況，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，保證電機低速時的恒扭矩。
2、模擬量輸人控制電機的速度和旋轉(zhuǎn)的方向。
3、抗干擾能力強，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，主軸電機仍用原來以上兩項費用共計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)號設定值參數(shù)7113適用電機，選擇恒轉(zhuǎn)矩電機。73100-5/0-10V選擇，選擇0- V，極性可逆有效。809電機容量，先進磁通矢量控制。814電機極九，先進磁通矢量控制。83290電機額定電壓，設置應小于290.相關(guān)參數(shù)設置：模擬量不與變頻連接，單獨調(diào)試變頻器主軸電機，根據(jù)變頻器和主軸電機，根據(jù)變頻器使用手冊輸人相關(guān)參數(shù)并使變頻器與電機的參數(shù)自動優(yōu)化，試運轉(zhuǎn)主軸電機。
以上參數(shù)設定后，進行96號參數(shù)“自動調(diào)整設定/狀態(tài)”的調(diào)整，讓變頻器自動測量電機，使變頻器與電機匹配更好。
變頻器與主軸電機調(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，試運轉(zhuǎn)主軸電機，適當調(diào)整系統(tǒng)參數(shù)使主軸轉(zhuǎn)速線性*佳即可。
注意事項：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>，在進行變頻器和主軸電機的聯(lián)機調(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，減少變鐸器的傳導和輻射干擾。
2、控制線采用屏蔽線，電機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。
