數(shù)控銑床常見主軸伺服系統(tǒng)故障分析。當主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時，通常有三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報警內(nèi)容或報警信息；二是在主軸驅(qū)動裝置上用報警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動裝置的故障；三是主軸工作不正常，但無任何報警信息。主軸伺服系統(tǒng)常見故障如下。

1）外界干擾。由于受到電磁干擾、屏蔽和接地措施不良，主軸轉(zhuǎn)速指令信號或反饋信擾，使主軸驅(qū)動出現(xiàn)隨機和無規(guī)律性的波動。判別有無干擾的方法是，當主軸轉(zhuǎn)速指令為零時，主軸仍往復(fù)轉(zhuǎn)動，調(diào)整零速平衡和漂移補償也不能消除故障，則表明存在外界干擾。

2）過載。切削用量過大，或頻繁地正、反轉(zhuǎn)變速等均可引起過載報警，具體表現(xiàn)為主軸電動機過熱、主軸驅(qū)動裝置顯示過電流等報警。

3）主軸定位抖動。主軸的定向控制（也稱主軸定位控制）是將主軸準確停在某一固定位置上，以便在該位置進行刀具交換、精鏜退刀及齒輪換檔等，以下三種方式可實現(xiàn)主軸準作定向。①機械準停控制。由帶v形槽的定位盤和定位用的液壓缸配合動作。②磁性傳感器的電氣準?？刂啤０l(fā)磁體安裝在主軸后端，磁性裝置安裝在主軸箱上，其安裝位置決定了主軸的準停點，發(fā)磁體和磁性傳感器之間的間隙為1.5mm±0.5mm。③編碼器型的電氣準?？刂啤Ｍㄟ^在主軸電動機內(nèi)安裝或在機床主軸上直接安裝一個光電脈沖編碼器來實現(xiàn)準?？刂疲?/span>準停角度可任意設(shè)定。

數(shù)控銑床主軸定向控制實際上是在主軸速度控制基礎(chǔ)上增加一個位置控制環(huán)。為檢測主軸的置，需要采用磁性傳感器或位置編碼器等檢測元件。采用位置編碼器作為位置檢測元件時，由于安裝不方便，一般要通過一對傳動比為1:1的齒輪連接。當采用磁性傳感器作為位置檢測元件時，其磁性元件可直接裝在主軸上，而磁性傳感頭固定在主軸箱體上。為了減少干擾，磁性傳感頭和放大器之間的連接線需要屏蔽，且兩者的連接線越短越好。這兩種控制方案各有優(yōu)缺點，需根據(jù)機床的實際情況來選用。產(chǎn)生主軸定位抖動故障的原因為：上述準停均要經(jīng)過減速的過程，減速或增益等參數(shù)設(shè)置不當，均可引起定位抖動；采用位置編碼器作為檢測元件的準停方式時，定位液壓缸活塞移動的限位開關(guān)失靈，引起定位抖動；采用磁性傳感頭作為位置檢測元件時，發(fā)磁體和磁性傳感器之間的間隙發(fā)生變化或磁性傳感器失靈，引起定位抖動。

4）主軸異常噪聲及振動。首先要區(qū)別異常噪聲及振動發(fā)生在主軸機械部分還是在電氣驅(qū)動部分。

①電氣方面的可能原因。a、在現(xiàn)場調(diào)查振動或噪聲是在什么情況下發(fā)生的。振動或噪音如果是在減速過程中發(fā)生的，一般是再生回路的故障。此時，應(yīng)檢查該回路處的熔絲是否熔斷，晶體管是否損壞。如果是在快速轉(zhuǎn)動下發(fā)生的，則應(yīng)檢查反饋電壓是否正常。如果反饋電壓正常，可突然關(guān)閉電動機，觀察電動機在自由停轉(zhuǎn)過程中是否有異常噪聲。若有噪聲，則可以認定故障出在機械部分；否則，故障多數(shù)在印制電路板上。如果反饋電壓不正常，應(yīng)檢查振動周期是否與主軸的轉(zhuǎn)速有關(guān)。如果有關(guān)，則應(yīng)檢查主軸與主軸電動機連接是否合適，主軸及裝在交流主軸電動機尾部的脈沖發(fā)生器是否良好，檢查主軸機械部分是否良好；如果無關(guān)，則可能是速度控制回路的印制電路板接觸不良或主軸驅(qū)動裝置調(diào)整不當。b、檢查系統(tǒng)電源是否缺相或相序不對。c、主軸控制單元上的電源頻率開關(guān)（50Hz/60Hz切換）是否設(shè)定錯誤。d、控制單元上的增益電路是否調(diào)整不當。

②機械方面的可能原因。a、軸箱與床身的連接螺釘松動。b、軸承預(yù)緊力不夠，或預(yù)緊螺釘松動，游隙過大，是主軸產(chǎn)生軸向竄動，這時應(yīng)調(diào)整軸承后蓋，使其壓緊軸承端而，然后擰緊鎖緊螺釘。c、軸承拉毛或損壞，應(yīng)更換軸承。d、主軸部件上動平衡不好，如大、小帶輪平衡不好，平衡塊脫落或移位等造成失衡，應(yīng)重新做動平衡。e、齒輪有嚴重損傷，或齒輪嚙合間隙過大，應(yīng)更換齒輪或調(diào)整嚙合間隙。f、潤滑不良。原因是潤滑油不足，應(yīng)改善潤滑條件，使?jié)?/span>滑油充足。g、主軸與主軸電動機的連接帶過緊（移動電動機座調(diào)整），或連接主軸與電動機的聯(lián)軸器故障。h、主軸負載太大。

③判斷方法。a、在減速過程中發(fā)生，一般是由驅(qū)動裝置造成的，如交流驅(qū)動中的再生回路故障。b、在恒轉(zhuǎn)速時產(chǎn)生，可通過觀察主軸電動機自由停機過程中是否有噪音和振動來區(qū)別，如存在，則主軸機械部分有問題。c、檢查振動周期是否與轉(zhuǎn)速有關(guān)。如無關(guān)，一般是主軸驅(qū)動裝置未調(diào)整好；如有關(guān)，應(yīng)檢查主軸機械部分是否良好，測速裝置是否不良。

5）主軸電動機不轉(zhuǎn)。CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動裝置除了轉(zhuǎn)速模擬量控制信號外，還有使能控制信號，一般為DC24V繼電器線圈電壓。①檢查CNC系統(tǒng)是否有速度控制信號輸出。②檢查使能信號娃否接通。通過CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機床PLC梯形圖（或流程圖），以確定主軸的啟動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足。③主軸驅(qū)動裝置故障。④主軸電動機故障。

6）主軸準停功能故障與排除。主軸定向控制是將主軸準確停在某一固定位置上。數(shù)控銑床主軸準停以主軸編碼器實現(xiàn)，當接收到主軸準停指令時，主軸按規(guī)定的方向以系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定的速度或PMC設(shè)定的速度慢速旋轉(zhuǎn)，數(shù)控系統(tǒng)得到主軸編碼器的一轉(zhuǎn)信號后，就準確停在固定位置。

如果數(shù)控銑床主軸定向過程中無慢速旋轉(zhuǎn)動作，則該故障為系統(tǒng)硬件或軟件故障：如果主軸定向過程中有慢速旋轉(zhuǎn)動作，則系統(tǒng)得不到主軸位置編碼器的一轉(zhuǎn)信號，故障原因為主軸位置編碼器或信號電闌故障、主軸放大器或系統(tǒng)故障。

數(shù)控銑床主軸旋轉(zhuǎn)時，實際轉(zhuǎn)速顯示值由脈沖傳感器提供，脈沖數(shù)反映主軸的實際轉(zhuǎn)速。在M19準停時，主軸若一直緩慢轉(zhuǎn)動，說明主軸已經(jīng)減速進入爬行轉(zhuǎn)速，而沒行接收到脈沖傳感器的零位脈沖（參考點），因此，可以判斷準停功能故障多數(shù)是由脈沖傳感器引起的，進而應(yīng)對其進行檢測以確診故障。應(yīng)首先檢查接插件和電纜無損壞或解除不良，必要時再檢查傳感器的固定螺栓和連接器上的螺釘否良好、緊固。如杲?jīng)]有發(fā)現(xiàn)問題，則需對傳感器進行檢修或更換。