數(shù)控銑床常見主軸伺服系統(tǒng)故障分析。當(dāng)主軸伺服系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，通常有三種表現(xiàn)形式：一是在CRT或操作面板上顯示報(bào)警內(nèi)容或報(bào)警信息；二是在主軸驅(qū)動(dòng)裝置上用報(bào)警燈或數(shù)碼管顯示主軸驅(qū)動(dòng)裝置的故障；三是主軸工作不正常，但無(wú)任何報(bào)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(hào)或反饋信擾，使主軸驅(qū)動(dòng)出現(xiàn)隨機(jī)和無(wú)規(guī)律性的波動(dòng)。判別有無(wú)干擾的方法是，當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速指令為零時(shí)，主軸仍往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)整零速平衡和漂移補(bǔ)償也不能消除故障，則表明存在外界干擾。

2）過(guò)載。切削用量過(guò)大，或頻繁地正、反轉(zhuǎn)變速等均可引起過(guò)載報(bào)警，具體表現(xiàn)為主軸電動(dòng)機(jī)過(guò)熱、主軸驅(qū)動(dòng)裝置顯示過(guò)電流等報(bào)警。

3）主軸定位抖動(dòng)。主軸的定向控制（也稱主軸定位控制）是將主軸準(zhǔn)確停在某一固定位置上，以便在該位置進(jìn)行刀具交換、精鏜退刀及齒輪換檔等，以下三種方式可實(shí)現(xiàn)主軸準(zhǔn)作定向。①機(jī)械準(zhǔn)?？刂啤Ｓ蓭?/span>v形槽的定位盤和定位用的液壓缸配合動(dòng)作。②磁性傳感器的電氣準(zhǔn)?？刂?。發(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(zhǔn)停點(diǎn)，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(zhǔn)?？刂啤Ｍㄟ^(guò)在主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)安裝或在機(jī)床主軸上直接安裝一個(gè)光電脈沖編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)?？刂?，準(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。

數(shù)控銑床主軸定向控制實(shí)際上是在主軸速度控制基礎(chǔ)上增加一個(gè)位置控制環(huán)。為檢測(cè)主軸的置，需要采用磁性傳感器或位置編碼器等檢測(cè)元件。采用位置編碼器作為位置檢測(cè)元件時(shí)，由于安裝不方便，一般要通過(guò)一對(duì)傳動(dòng)比為1:1的齒輪連接。當(dāng)采用磁性傳感器作為位置檢測(cè)元件時(shí)，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(diǎn)，需根據(jù)機(jī)床的實(shí)際情況來(lái)選用。產(chǎn)生主軸定位抖動(dòng)故障的原因?yàn)椋荷鲜鰷?zhǔn)停均要經(jīng)過(guò)減速的過(guò)程，減速或增益等參數(shù)設(shè)置不當(dāng)，均可引起定位抖動(dòng)；采用位置編碼器作為檢測(cè)元件的準(zhǔn)停方式時(shí)，定位液壓缸活塞移動(dòng)的限位開關(guān)失靈，引起定位抖動(dòng)；采用磁性傳感頭作為位置檢測(cè)元件時(shí)，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(dòng)。

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

①電氣方面的可能原因。a、在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查振動(dòng)或噪聲是在什么情況下發(fā)生的。振動(dòng)或噪音如果是在減速過(guò)程中發(fā)生的，一般是再生回路的故障。此時(shí)，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(dòng)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(dòng)機(jī)，觀察電動(dòng)機(jī)在自由停轉(zhuǎn)過(guò)程中是否有異常噪聲。若有噪聲，則可以認(rèn)定故障出在機(jī)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(dòng)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(dòng)機(jī)連接是否合適，主軸及裝在交流主軸電動(dòng)機(jī)尾部的脈沖發(fā)生器是否良好，檢查主軸機(jī)械部分是否良好；如果無(wú)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(dòng)裝置調(diào)整不當(dāng)。b、檢查系統(tǒng)電源是否缺相或相序不對(duì)。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(cuò)誤。d、控制單元上的增益電路是否調(diào)整不當(dāng)。

②機(jī)械方面的可能原因。a、軸箱與床身的連接螺釘松動(dòng)。b、軸承預(yù)緊力不夠，或預(yù)緊螺釘松動(dòng)，游隙過(guò)大，是主軸產(chǎn)生軸向竄動(dòng)，這時(shí)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(dòng)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(dòng)平衡。e、齒輪有嚴(yán)重損傷，或齒輪嚙合間隙過(guò)大，應(yīng)更換齒輪或調(diào)整嚙合間隙。f、潤(rùn)滑不良。原因是潤(rùn)滑油不足，應(yīng)改善潤(rùn)滑條件，使?jié)?/span>滑油充足。g、主軸與主軸電動(dòng)機(jī)的連接帶過(guò)緊（移動(dòng)電動(dòng)機(jī)座調(diào)整），或連接主軸與電動(dòng)機(jī)的聯(lián)軸器故障。h、主軸負(fù)載太大。

③判斷方法。a、在減速過(guò)程中發(fā)生，一般是由驅(qū)動(dòng)裝置造成的，如交流驅(qū)動(dòng)中的再生回路故障。b、在恒轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生，可通過(guò)觀察主軸電動(dòng)機(jī)自由停機(jī)過(guò)程中是否有噪音和振動(dòng)來(lái)區(qū)別，如存在，則主軸機(jī)械部分有問(wèn)題。c、檢查振動(dòng)周期是否與轉(zhuǎn)速有關(guān)。如無(wú)關(guān)，一般是主軸驅(qū)動(dòng)裝置未調(diào)整好；如有關(guān)，應(yīng)檢查主軸機(jī)械部分是否良好，測(cè)速裝置是否不良。

5）主軸電動(dòng)機(jī)不轉(zhuǎn)。CNC系統(tǒng)至主軸驅(qū)動(dòng)裝置除了轉(zhuǎn)速模擬量控制信號(hào)外，還有使能控制信號(hào)，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(hào)輸出。②檢查使能信號(hào)娃否接通。通過(guò)CRT觀察I/O狀態(tài)，分析機(jī)床PLC梯形圖（或流程圖），以確定主軸的啟動(dòng)條件，如潤(rùn)滑、冷卻等是否滿足。③主軸驅(qū)動(dòng)裝置故障。④主軸電動(dòng)機(jī)故障。

6）主軸準(zhǔn)停功能故障與排除。主軸定向控制是將主軸準(zhǔn)確停在某一固定位置上。數(shù)控銑床主軸準(zhǔn)停以主軸編碼器實(shí)現(xiàn)，當(dāng)接收到主軸準(zhǔn)停指令時(shí)，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(hào)后，就準(zhǔn)確停在固定位置。

如果數(shù)控銑床主軸定向過(guò)程中無(wú)慢速旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，則該故障為系統(tǒng)硬件或軟件故障：如果主軸定向過(guò)程中有慢速旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，則系統(tǒng)得不到主軸位置編碼器的一轉(zhuǎn)信號(hào)，故障原因?yàn)橹鬏S位置編碼器或信號(hào)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(shí)，實(shí)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(shí)際轉(zhuǎn)速。在M19準(zhǔn)停時(shí)，主軸若一直緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)，說(shuō)明主軸已經(jīng)減速進(jìn)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(diǎn)），因此，可以判斷準(zhǔn)停功能故障多數(shù)是由脈沖傳感器引起的，進(jìn)而應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)以確診故障。應(yīng)首先檢查接插件和電纜無(wú)損壞或解除不良，必要時(shí)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(wèn)題，則需對(duì)傳感器進(jìn)行檢修或更換。