關于三菱交流伺服主軸電動機飛車故障的維修

皮益雄 黃小華 王芳成

(宜昌經緯紡機有限公司，湖北宜昌 443001)

筆者公司有一臺LGMazak公司生產的數控車，其型號為 QT－200，系統為日本 MAZATROL FUSION M640系統，CNC控制器、伺服驅動器、伺服電動機都是三菱生產。此機床經常出現主軸電動機飛車報警，即機床主軸不受控。其故障現象是:機床在開機工作30 min左右后，出現主軸速度時快時慢，主軸電動機也抖動厲害，主軸負載表也顯示負載很高。同時，系統出現021報警，主軸伺服驅動器LED顯示23報警號。查機床手冊，其報警號的解釋為:主軸速度誤差過大，即在規定的時間內，指令速度和電動機速度誤差值持續超過規定值。

通過對報警號分析，可能是主軸電動機速度反饋出現故障。為排除是否是機械故障，手動盤主軸皮帶，發現主軸與電動機轉動很輕松，沒有出現異響，并且主軸軸承也運行良好。可以排除機械引起的故障。為確認故障原因，決定修改機床主軸參數SP038。打開主軸參數，將參數SP038由0000改為8000，即開啟開環控制。電動機進行開環控制，啟動主軸時要注意:主軸在開環控制下時，主軸速度不要增大或減少過快，否則容易出現事故。修改參數后關機再開機，慢慢提高或降低主軸速度時，機床運行1 h以上，由此確定，故障出現在反饋電路上。

此臺數控車主軸與電動機是通過V型皮帶相連，所以主軸有兩個編碼，一個是安裝在電動機尾端，叫PLG，用于檢測電動機實際轉速;另一個安裝在主軸機械側，叫“同期編碼器”，用于準確獲得主軸的實際位置、轉速，對主軸進行定位和攻絲。筆者將“同期編碼器”與另一臺同型號、運行正常的數控車的編碼器進行交換，開機還是出現以上故障。所以，可以排除是“同期編碼器”故障。

PLG是由磁傳感器通過檢測安裝在電動機尾端的檢測齒輪產生A相、B相信號，再由信號放大電路將信號放大，傳送到伺服驅動器，形成閉環控制。A相、B相信號波形相差90°，當電動機正轉時，A相超前B相90°;當電動機反轉時，B相超前A相90°。如圖1所示，檢測齒輪安裝精度要求齒輪徑向跳動小于0.02 mm，采用熱壓配合，安裝、固定齒輪。

因此分析故障可能出現在PLG上，用示波器觀察PLG的A相、B相與G之間的波形，發現機床在正常工作時，A相、B相波形都是穩定的正弦波;當A相、B相波形的頻率變得不穩定時，機床出現故障，說明PLG有問題。通過對A相、B相波形分析，發現波形相位很穩定，說明驅動器到PLG電壓很穩定。將PLG的PCB電路板更換后，開機試驗一會兒，故障還是沒有排除。由于PLG是通過一個磁傳感器將信號傳到PCB電路板，信號再通過PCB電路板處理后傳到伺服驅動器。我們把磁傳感器探頭拆下，發現磁傳感器探頭表面有些磨損，這就可能導致傳感器發出錯誤的信號。考慮到PLG在出廠前已由廠家調整好的，所以直接換一個磁傳感器探頭，再用示波器觀察A相和B相波形，主軸在旋轉時，A相和B相波形很穩定，持續觀察1 h以上，主軸再也沒有出現以上故障。

在安裝磁傳感器時一定要做到以下幾點:

(1)由于傳感器是精密元件，所以在安裝時要注意傳感器的檢測面不能受過大外力，檢測面和檢測齒輪上不要附著異物。

(2)安裝座固定好之后，確認傳感器檢測面與檢測齒輪外圈之間的間隙是否在0.15±0.01 mm的范圍內，如超出范圍則須調整。

(3)間隙調整完成后，在螺絲上涂抹螺絲膠，然后擰緊，固定傳感器。

公司小巨人數控車的主軸電動機由于沒有C軸功能，也不需要像加工中心那樣在換刀時主軸進行定向。所以主軸電動機上的PLG沒有Z相。Z相主要是檢測電動機的一轉脈沖。在機床C軸和主軸定向出現問題時，也可以采用以上方法判斷故障。