加工中心主轴准停控制及其常见故障分析.pdf

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1、2012年11月机床与液压NOV．2012第4JD卷第22期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．40No．22DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2012．22．046加工中心主轴准停控制及其常见故障分析黄登红(长沙航空职业技术学院，湖南长沙410124)摘要：以FANUC0i数控系统为例，介绍了加工中心典型的主轴准停控制装置配置情况及相应系统参数设置、主轴准停的PMC控制程序及相关信号，对主轴准停过程中各种形式的故障进行了归纳、总结，并给出典型主轴准停故障的分析案例，对加工中心的实际维护与维修具有指

2、导意义。关键词：加工中心；主轴准停；故障分析中图分类号：TH16文献标识码：B文章编号：1001—3881(2012)22—134—4主轴准停功能又称主轴定向功能，即当数控系统环，因此主轴位置反馈信号、一转信号等是主轴准停接收到准停命令(M19)时，主轴能停止在一个固定的必要条件。目前，加工中心上典型的主轴准停控制的方位或角度(可以通过参数修改)，并保持一定的装置有以下3种形式：力矩。主轴准停是加工中心自动换刀所必需的功能，(1)主轴电动机传感器实现主轴准停控制为保证正确自动换刀，主轴必须停止在某一固定位利用主轴电动机内装传感器发出的主轴

3、速度、主置，从而保证刀柄上的键槽与主轴的凸键对准，防止轴位置信号及主轴一转信号实现主轴准停控制，这种换刀时出现撞刀现象。另外，在精镗孔循环中，为不方式适用于主轴电动机与主轴直接连接或l：1传动的使刀尖划伤已加工的表面，切削完毕后主轴定向停场合，如图1所示。止，并在定向的反方向偏移一个微小量后返回。在加工中心自动换刀和精镗孔过程中，由于主轴准停失效UCNC主V而引发的故障比较常见。要解决好此类故障，维修人装置轴w放G员必须掌握主轴准停控制原理、常见故障的诊断方法大器及实际处理过程。由于加工中心目前普遍采用电气式JA7AJA7B准停控制方式，

4、下面以FANUC0i数控系统为例，介绍JYA2电气式准停控制的硬件配置及相应参数设定、主轴准停的PMC控制，并给出典型故障的分析和诊断方法。图1使用电机传感器实现主轴准停控制1主轴准停控制装置配置及相应系统参数设定这种控制方式要求电动机传感器为带有一转信号主轴准停基本过程为：当数控系统接收到准停命令时，主轴按规定的较低速度(定向速度)旋转，的传感器，如MZi、BZ、CZi等传感器。由CNC装置发出主轴准停信号，通过主轴放大器的JYA2进行主当检测到主轴一转信号后，继续旋转一个固定角度轴位置、速度及一转信号的反馈。相关参数的设定如(由系统参

5、数设定)后停止。可知，主轴在准停时，表1所示实际上是在主轴速度控制的基础上增加了一个位置表1使用电机传感器实现主轴准停控制的参数设定收稿日期：2011—10—1l作者简介：黄登红(1974一)，硕士，副教授，主要从事数控加工和设备维修研究。E—mail：hdh1974106@126．tom。第22期黄登红：加工中心主轴准停控制及其常见故障分析·135·(2)主轴传感器实现主轴准停控制参数的设定如表2所示。利用与主轴1：1连接的主轴传感器发出的主轴速度、主轴位置及主轴一转信号实现主轴准停控制，这种方式适用于主轴电动机与主轴之间有机械齿轮传动

6、的场合，如图2所示。电动机传感器可采用不带一转信号的传感器，如Mi系列等。由CNC装置发出主轴准停信号，通过主轴放大器的A2进行主轴电机闭环电流矢量控制，主轴位置、速度及一转信号的反馈则通过JYA3(主轴传感器为i位置编码器)或JYA4(主轴传感器为分离式txiBZ、ctiCZ或位置编码器S)进行。相关图2使用主轴传感器实现主轴准停控制表2使用主轴传感器实现主轴准停控制的参数设定(3)电动机传感器和外接一转检测元件(接近开关)实现主轴准停控制利用主轴外接一转信号开关(接近开关)发出的主轴一转信号和主轴电动机传感器发出的主轴速度和位置反馈信

7、号实现主轴准停控制，这种方式适用于主轴电动机与主轴之间有机械传动的场合，如图3所示。电动机传感器为不带一转信号的传感器，如Mi系列等。由CNC装置发出主轴准停信号，通过主轴放大器的JYA2进行主轴速度和位置控制，通过JYA3进行主轴一转信号的反馈。相关参数的设定图3主轴外接一转信号实现主轴准停控制如表3所示。表3主轴外接一转信号实现主轴准停控制的参数设定·136·机床与液压第40卷2主轴准停PMC控制图4为某加工中心主轴准停控制梯形图。主轴准停命令主轴准停超时报警辅助功能完成图4主轴准停控制梯形图准停命令信号(ORCMA)。该命令信号为“

8、1”故障现象是当执行主轴准停指令时，主轴能以定时，主轴以定向速度(可由系统参数4038设定，单向速度旋转，但不准停，一直旋转至超时报警。位为r／rain)旋转，当检测到主轴一转信号后，继续可能