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?？刂?。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?。通過在主軸電動機內(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)準停控制，準停角度可任意設定。

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，則應檢查反饋電壓是否正常。如果反饋電壓正常，可突然關閉電動機，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，應檢查振動周期是否與主軸的轉(zhuǎn)速有關。如果有關，則應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，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（50Hz/60Hz切換）是否設定錯誤。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、軸承預緊力不夠，或預緊螺釘松動，游隙過大，是主軸產(chǎn)生軸向竄動，這時應調(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，應重新做動平衡。e、齒輪有嚴重損傷，或齒輪嚙合間隙過大，應更換齒輪或調(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。如無關，一般是主軸驅(qū)動裝置未調(diào)整好；如有關，應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)設定的速度或PMC設定的速度慢速旋轉(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，進而應對其進行檢測以確診故障。應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。