FANUC 主軸驅(qū)動系統(tǒng)的故障診斷與維修

       FANUC公司生產(chǎn)的主軸驅(qū)動系統(tǒng)，主要可以分為直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)與交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)兩大類。
       直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)通常用于20世紀(jì)80年代以前的數(shù)控機(jī)床上，多與FANUC 5、6、7系統(tǒng)配套使用。此類機(jī)床由于其使用時間己較長，一般都到了故障多發(fā)期，但由于當(dāng)時數(shù)控機(jī)床的價格通常都比較昂貴，在用戶中屬于大型、精密、關(guān)鍵設(shè)備，保養(yǎng)、維護(hù)通常都較好，因此在企業(yè)中繼續(xù)使用的情況比較普遍，維修過程中遇到的也較多。
      在交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)方面，F(xiàn)ANUC公司作為全世界最早開發(fā)交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的廠家之一，自1980年成功開發(fā)交流主軸系統(tǒng)以來，已經(jīng)生產(chǎn)了多個系列的交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品。作為數(shù)控機(jī)床維修中的常見產(chǎn)品，主要有以下幾種：     1)A06B—10**(AC Model 1-40)系列交流主軸電動機(jī)與A06B-6044系列交流主軸驅(qū)動器配套組成的模擬式交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)系列產(chǎn)品。該系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)為FANUC公司80年代初期的常用產(chǎn)品，主要配套的系統(tǒng)有FANUCll、FANUC0、FANUC 6等。    該系列產(chǎn)品驅(qū)動器主回路采用PWM控制、大功率晶體管驅(qū)動的型式，輸出功率范圍為1.5~37kW。驅(qū)動器采用了微處理器數(shù)字控制技術(shù)，帶有速度、方向、起停控制信號接口與D/A轉(zhuǎn)換器、實際轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩信號輸出、電氣主軸定向準(zhǔn)停(附加功能)等功能。驅(qū)動器具有良好的響應(yīng)特性，在整個速度范圍內(nèi)工作平穩(wěn)、振動和噪聲較小，其中5.5kW以上的驅(qū)動器采用了回饋制動技術(shù)，可有效節(jié)能。           主軸電動機(jī)全封閉的結(jié)構(gòu)型式，硅鋼片直接空氣冷卻，結(jié)構(gòu)緊湊，可以在浮塵、切削液飛濺的場合安全、可靠地工作。2)A06B-10“(ACModell-40)系列交流主軸電動機(jī)與A06-6055系列數(shù)字式交流主軸驅(qū)動器配套組成的數(shù)字式交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)系列產(chǎn)品。該系列產(chǎn)品所使用的主軸電動機(jī)與模擬式交流主軸系統(tǒng)相同，但驅(qū)動器為數(shù)字式。驅(qū)動系統(tǒng)在攻螺紋、定位剛性、快速性與操作性能上有了較大的改進(jìn)，其余性能與模擬式交流主軸系統(tǒng)相似。
          3)A06B-07**系列交流主軸電動機(jī)與A06-6059系列數(shù)字式交流主軸驅(qū)動器配套組成的交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)系列產(chǎn)品。該系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)為FANUC公司20世紀(jì)80年代中期開發(fā)的交流主軸改進(jìn)型產(chǎn)品，主要配套的系統(tǒng)有FANUCll、FANUC0、FANUCl5等。該系列產(chǎn)品可分為S系列(標(biāo)準(zhǔn)型)、P系列(廣域恒功率調(diào)速)、H系列(高速潤滑脂)、VH系列(高速油霧潤滑)、HV系列(高電壓輸入)等幾個系列。產(chǎn)品一般與A06-6059系列數(shù)字式交流主軸驅(qū)動器配套使用，其中，S系列為常用產(chǎn)品，在數(shù)控機(jī)床上使用最廣。
        該系列產(chǎn)品主電動機(jī)采用了電磁心定子直冷的冷卻型式，與早期的主軸驅(qū)動系統(tǒng)相比，提高了輸出功率與轉(zhuǎn)速，減小了系統(tǒng)的體積與重量；驅(qū)動器采用了更先進(jìn)的控制技術(shù)和電子元器件，進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的性能。驅(qū)動系統(tǒng)功能強(qiáng)、可靠性好，在數(shù)控機(jī)床上得到了廣泛應(yīng)用，是數(shù)控機(jī)床維修過程中常見的主軸驅(qū)動系統(tǒng)之一。
        4)FANUC α/ai系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)，它是FANUC公司的最新產(chǎn)品，其中αi系列主軸驅(qū)動系統(tǒng)為本世紀(jì)初開發(fā)的最新數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動系統(tǒng)系列產(chǎn)品，是α系列的改進(jìn)型。
        α/αi系列產(chǎn)品共有標(biāo)準(zhǔn)型α/αi系列、廣域恒功率輸出型αP/αPi系列、經(jīng)濟(jì)型αC/αCi系列、中空型(αT/αTi系列、強(qiáng)制冷卻型αL/αLi系列、高電壓輸入型α(HV)/α(HV)i系列、高電壓輸入廣域恒功率輸出型αP(HV)/αP(HV)i系列、高電壓輸入中空型αT(HV)/αT(HV)i系列、高電壓輸入強(qiáng)制冷卻型αL(HV)/αL(HV)i系列等產(chǎn)品。其中αLi系列最高輸出轉(zhuǎn)速為20000r/min、α(HV)i系列最大額定輸出功率可達(dá)l00kW，可滿足絕大多數(shù)數(shù)控機(jī)床的主軸要求。
         該系列產(chǎn)品的主要特點如下：
①通過繞組轉(zhuǎn)換功能，進(jìn)一步增加了高速輸出范圍，縮短了加/減速時間，對于αPi系列，其恒功率輸出范圍比α系列擴(kuò)大了1.5倍。
②采用了最新的定子直接冷卻方式，進(jìn)一步減小了電動機(jī)外型尺寸，提高了輸出功率和轉(zhuǎn)矩。
③通過精密的鋁合金轉(zhuǎn)子和嚴(yán)格的動平衡，使電動機(jī)在高速時振動級達(dá)到了V3級。
④可以選擇不同的排風(fēng)方向，盡可能減小機(jī)床熱變形，同時通過最優(yōu)的冷卻通道設(shè)計，進(jìn)一步改善了冷卻性能。
⑤根據(jù)不同的使用要求，主電動機(jī)可以選用兩種不同類型的內(nèi)裝式位置/速度測量裝置。即：具有A/B兩相輸出的Mi型編碼器與具有A/B兩相輸出及零脈沖輸出的Mzi型編碼器，以滿足不同用戶的使用要求。
        αi系列產(chǎn)品與α系列相比，其主要性能在以下兩個方面作了改進(jìn)：
①通過使用高速繞組，提高了高速區(qū)的輸出功率，解決了α系列在高速區(qū)域(8000-12000r/min)輸出功率下降的問題。
②廣域恒功率輸出型(αPi系列)的電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速由750r/min降至為500r/min，使恒功率調(diào)速范圍擴(kuò)大了1.5倍(從1:10.6提高到1:16)。
         FANUC α/αi系列數(shù)字式主軸驅(qū)動系統(tǒng)(驅(qū)動器型號為A06-6078/6072系列)一般與FANUC 0C、FANUC l5、FANUC l6/18/20等系列數(shù)控系統(tǒng)配套使用。