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高速龙门加工中心的主轴系统的故障排除


1、故障现象:高速龙门加工中心,数控系统为FANLiC OM一该加工中心无论在MDI方式或AUTO方式,送人主轴速度指令,一按启动键,机床PLC立刻送出“主轴单元故障”的报警信息。观察电柜中主轴伺服单元的报警号为AL-12。

故障诊断:报警号AL-12,意为主轴单元逆变回路的直流侧有过电流发生。拆开机床主轴单元的前端控制板及中层的功率控制板,露出底层的两只150A的大功率IGBT晶体管模块。每只ICBT模块内封装着6个IGBT晶体管和6只阻尼二极管,组成两组三相全控桥,分别用来整流和逆变。用万用表按其管脚图测量,很快就发现其中一只晶体管模块中的ICBT管有短路现象。

2、故障已经查出,似乎只要外购一只晶体管模块换上,主轴单元就能修复。但不能这样简单地处理,重要的问题是要找出故障产生的根源。经向操作I询问故障过程,操作工说:当主轴箱移动到不同的位置时,主轴有时能正常工作,有时不能正常工作。尤其主轴箱沿机床的横梁(即r轴)移动时,在某些位置主轴能正常运行。为确定故障的发生与主轴箱的位置有何联系,爬到横粱上仔细观察主轴箱的运动情况,很快就找到r故障的原因。原来主轴箱作为机床的r轴沿着横梁移动,主轴电动机的动力线和反馈线是通过电缆拖链与电柜连接的,拖链随着主轴箱在横梁上移动。拖链的材质虽然是工程塑料的,但每节之间的连接销是金属的,当拖链中的电缆与拖链一起移动时,电缆的绝缘外皮与连接销摩擦,时间长久竟将绝缘皮磨破,露出了中间的金属线,当主轴移动到某个位置时,电缆中的金属线与金属的连接销相碰,连接销叉直接与机床的床身相碰,造成主轴电动机的动力线对地短路,机床主轴驱动单元的功率晶体管模块被击穿。这才是ICBT模块损坏的根本原因。

3、故障排除:更换晶体管模块,对磨破的电缆进行处理和更换,对拖链中电缆的固定方式进行改进,使电缆与连接销不再摩擦。经此次修复后未再发生过类似的故障。

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