主轴驱动装置及维修技术概括
主轴驱动装置及维修技术
转。
车削中心的主轴必须同时具有
高速旋转和低速定位两个功能。
• Cf轴：早期的车削中心，采用两个电机——主轴电机高 速旋转和伺服电机低速高精度定位。一个电机是异步变 频调速电机，另一个是同步伺服电机，这种结构在 FANUC系统被称之为Cf轴。其含义是用feed（进给）轴 电机控制C
• 数控机床主轴的速度是由数控加工程序中 的Ｓ指令控制的，要求能在较大的转速范 围内进行无级连续调速，减少中间传动环 节，简化主轴的机械结构，一般要求主轴 具备1∶（100～1000）的恒转矩调速范围 和1∶10的恒功率调速范围。
3．主传动要求有四象限的驱动 能力
• 数控机床要求主轴在正、反转动时均可进 行加减速控制，即要求主轴有四象限驱动 能力，并尽可能缩短加减速时间。
3.1 数控机床主轴驱动系统概述
• 伺服系统概述 • 对主轴驱动的要求 • 主轴驱动装置和主轴部件功率特性的匹配 • 数控机床主轴传动方式、特点及应用范围
一、伺服系统概述
1. 伺服系统是数控系统主要的子系统。如 果说CNC装置是数控系统的“大脑”， 是发布“命令”的“指挥所”，那么伺 服系统则是数控系统的“四肢”，是一 种“执行机构”。它忠实地执行由CNC 装置发来的运动命令，精确控制执行部 件的运动方向，进给速度与位移量。
分段无级变速图例
变速齿轮传动
１．分段无级变速（2）
• 分段无级变速特点 • 在带有齿轮变速的分段无级变速系统中，主轴
1．主轴驱动电机的机械特性分析(1)
• 直流电动机主轴 所需的转速。其调速范围与功率特性如图所示。
• 电机从最低转速至额定转速，是通过调节电枢 电压，保持励磁电流恒定的方法进行调节，属 于恒扭矩调速，起动力矩大，响应快，能满足 低速切削需要。
数控机床主轴驱动系统与维修
数控机床主轴驱动系统与维修数控机床是现代机械加工工业中不可或缺的设备。
数控机床主轴驱动系统是数控机床排产和加工主要特点之一，是数控机床核心部件之一，主要由主轴电机、主轴装置、传动联轴器、变换机构及传感器等部件组成。
在数控机床的加工过程中，主轴驱动系统的状态和运行状况影响着机床的生产效率、产品精度和稳定性。
本文将从数控机床主轴驱动系统的构成、工作原理及常见故障的检修等方面进行分析和介绍。
一、数控机床主轴驱动系统构成1.主轴电机一般数控机床都采用交流电机或直流电机作为其主轴电机。
随着科技的发展，越来越多的数控机床开始采用交流无刷电机或同步电机作为主轴电机，以满足高速、高精度、低噪声等性能指标。
2.主轴装置主轴装置由主轴头、轴承、主轴套、锁紧装置、紧固装置等部件组成。
主轴头是主轴驱动的重要组成部分，其性能好坏决定了机床加工能力和精度。
轴承是支撑主轴转动的重要部件，其质量和性能直接影响数控机床的加工精度和可靠性。
3.传动联轴器传动联轴器是数控机床主轴驱动系统的连接部件，其功能是把主轴电机传递的动力通过联轴器传到主轴上，使加工件达到所需的转速。
4.变换机构变换机构在数控机床主轴驱动系统中十分重要，它的主要作用是在不同加工工艺和工件程序时实现主轴转速的变速和变向。
5.传感器传感器作为主轴驱动系统中的测量和监控装置，主要用于测量主轴的转速、温度、振动、负载等参数，并传递给数控系统进行监控和调整。
二、数控机床主轴驱动系统工作原理数控机床主轴驱动系统的工作原理主要是通过主轴电机的旋转，使得主轴旋转起来，从而完成加工件的加工工作。
具体来说，数控机床主轴驱动系统的工作过程可分为几个步骤：1. 加工工件信息输入首先，操作人员将加工工件的相关信息输入至数控系统中，包括加工轮廓、加工工艺、加工精度、主轴转速等。
2. 主轴电机启动经过数控系统内部计算后，形成相应的电机控制信号，启动主轴电机，主轴电机产生的强烈动力带动主轴旋转。
FANUC主轴驱动系统的故障诊断与维修
轴系统相同，但驱动器为数字式。
驱动系统在攻螺纹、定位刚性、快速性与操作性能上有了较大的改进，其余性能与模拟式交流主轴系统相似。
3)A06B-07**系列交流主轴电动机与A 06-6059系列数字式交流主轴驱动器配套组成的交流主轴驱动系统系列产品。
该系列主轴驱动系统为FANUC公司20世纪80年代中期开发的交流主轴改进型产品，主要配套的系统有FANUCll、FANUC0、FANUCl5等。
该系列产品可分为S系列(标准型)、P系列(广域恒功率调速)、H系列(高速润滑脂)、VH系列(高速油雾润滑)、HV系列(高电压输入)等几个系列。
产品一般与A06-6059系列数字式交流主轴驱动器配套使用，其中，S系列为常用产品，在数控机床上使用最广。
该系列产品主电动机采用了电磁心定子直冷的冷却型式，与早期的主轴驱动系统相比，提高了输出功率与转速，减小了系统的体积与重量；驱动器采用了更先进的控制技术和电子元器件，进一步提高了系统的性能。
驱动系统功能强、可靠性好，在数控机床上得到了广泛应用，是数控机床维修过程中常见的主轴驱动系统之一。
4)FANUC α/ai系列主轴驱动系统，它是FANUC公司的最新产品，其中αi系列主轴驱动系统为本世纪初开发的最新数控机床主轴驱动系统系列产品，是α系列的改进型。
α/αi系列产品共有标准型α/αi系列、广域恒功率输出型αP/αPi系列、经济型αC/αCi系列、中空型(αT /αTi系列、强制冷却型αL/αLi系列、高电压输入型α(HV)/α(HV)i系列、高电压输入广域恒功率输出型αP(HV)/αP(HV)i系列、高电压输入中空型αT(HV)/αT(HV)i系列、高电压输入强制冷却型αL(HV)/αL(HV)i系列等产品。
其中αLi系列最高输出转速为20000r/min、α(HV)i系列最大额定输出功率可达l00kW，可满足绝大多数数控机床的主轴要求。
该系列产品的主要特点如下：①通过绕组转换功能，进一步增加了高速输出范围，缩短了加/减速时间，对于αPi系列，其恒功率输出范围比α系列扩大了1.5倍。
第四章 主轴驱动系统的故障诊断与维修概要
第五章数控机床主轴驱动系统与维修数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，因此，在数控机床的维修和维护中，主轴驱动系统显得很重要。
本章主要内容：——介绍数控机床主轴驱动系统组成及特点、分类等；——介绍了通用变频器及典型系统变频主轴的连接线路、相关参数等；——简介了通用变频主轴、伺服主轴的主要故障及处理方法，并介绍了一些维修实例。
5．1 概述数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构，其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令，驱动主轴进行切削加工。
它包括主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。
通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工，所对应的机床是车床类；主轴驱动切削刀具旋转的是铣削加工，所对应的机床是铣床类。
5.1.1 数控机床对主轴驱动系统的要求机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别。
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置作往复运动。
数控机床通常通过主轴的回转与进给轴的进给实现刀具与工件的快速的相对切削运动。
在20纪60-70年代，数控机床的主轴一般采用三相感应电动机配上多级齿轮变速箱实现有级变速的驱动方式。
随着刀具技术、生产技术、加工工艺以及生产效率的不断发展，上述传统的主轴驱动已不能满足生产的需要。
现代数控机床对主轴传动提出了更高的要求：1、调速范围宽并实现无极调速为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量。
特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和各种材料的加工要求，对主轴的调速范围要求更高，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节，简化主轴箱。
目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1∶100，恒功率调速范围也可达1∶30，一般过载1.5倍时可持续工作达到30min。
主轴变速分为有级变速、无级变速和分段无级变速三种形式，其中有级变速仅用于经济型数控机床，大多数数控机床均采用无级变速或分段无级变速。
主轴驱动系统常见故障处理与维护
主轴驱动系统常见故障处理与维护1. 引言主轴驱动系统是现代机械设备中常用的一个关键系统，负责提供动力和控制主轴的旋转速度。
然而，由于长时间使用或操作不当，主轴驱动系统可能会发生各种故障。
本文将介绍主轴驱动系统常见故障的处理方法和日常维护注意事项。
2. 常见故障处理与维护2.1 主轴不转或转速异常2.1.1 故障现象主轴在工作中停止转动或转速异常，影响了设备的正常运行。
2.1.2 处理方法•检查主轴驱动系统的电源是否正常连接，确保电源供应无误。
•检查主轴驱动系统中的电机驱动模块是否损坏，如损坏需要更换。
•检查主轴驱动系统的传感器是否损坏或失效，如有需要修复或更换。
•检查主轴驱动系统的控制器是否存在程序错误，如有需要重新编程或修复。
•检查主轴驱动系统的传动部件是否存在松动或磨损，如有需要紧固或更换。
2.1.3 维护注意事项•定期检查主轴驱动系统的电源连接情况，确保连接牢固。
•注重主轴驱动系统的传感器的维护和保养，定期清洁和校准。
•定期检查主轴驱动系统的控制器的程序，如有需要修复或更新。
•定期检查主轴驱动系统的传动部件的紧固度和磨损情况，如有需要进行维护和更换。
2.2 主轴噪音过大2.2.1 故障现象主轴运行时产生过大噪音，影响了设备的正常工作。
2.2.2 处理方法•检查主轴驱动系统的轴承是否损坏或缺乏润滑，如有需要更换轴承或添加润滑剂。
•检查主轴驱动系统的传动带是否紧固正确，如有需要调整传动带的张紧度。
•检查主轴驱动系统的齿轮传动部分是否存在松动或磨损，如有需要紧固或更换。
2.2.3 维护注意事项•定期检查主轴驱动系统的轴承的润滑情况，如有需要添加润滑剂。
•定期检查主轴驱动系统的传动带的张紧度，如有需要调整传动带的紧度。
•定期检查主轴驱动系统的齿轮传动部分的紧固度和磨损情况，如有需要进行维护和更换。
2.3 主轴温度过高2.3.1 故障现象主轴在工作中温度过高，可能导致设备停机或烧坏主轴。
2.3.2 处理方法•检查主轴驱动系统的冷却装置是否正常工作，如有需要修复或更换。
主轴驱动装置及维修技术概述
•变频器的实际输出电流超过了电动机额定电流且超过参 数L1—02设定的时间（即变频器内的电子热保护动作）。 产生故障的可能原因有：电动机额定电流参数E2—01设定 不当；电动机负载过重；电动机绕组匝间短路。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•安川G5S变频器控制回路接线端子图
•开关量输入端子功能 (出厂)
•模拟量输入端子功能
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•变频器输出端子功能 (出厂)
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•2.1.2 数控车床主轴调速变频器的应用
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•SSCK—20 数 控 车 床
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•安川G5变频器主电路原理图
•变频器输入接线实际使用注意事项:
•① 根据变频器输入规格选择正确的输入电源。 •② 变频器输入侧采用断路器(不宜采用熔断器)实现保护,其断 路器的整定值应按变频器的额定电流选择而不应按电动机的额定 电流来选择。 •③ 变频器三相电源实际接线无需考虑电源的相序。 •④ 1 和 2用来接直流电抗器(为选件),如果不接时,必须把 1 和 2 短接(出厂时, 1 和 2用短接片短接)。 •⑤ 指示灯HL不仅作为直流电压的显示,而且维修作为变频器是 否有电标志。
主轴驱动装置及维修技 术概述
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
2020年4月14日星期二
•数控机床主轴驱动装置源自•模拟量主轴驱动装置（变频器）
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•串行数字主轴驱动装置
•2.1 模拟量控制的驱动装置及维修技术
•2.1.1 通用变频器的组成及端子功能
CNC机床主轴装置及维护方案研究
CNC机床主轴装置及维护方案研究简介本文档旨在研究CNC机床的主轴装置及维护方案。
主轴是CNC机床的核心组成部分，对于机床的运转和加工质量起着重要作用。
因此，了解主轴的结构和功能，并制定有效的维护方案，对于保障机床的正常运行和延长设备使用寿命具有重要意义。
主轴装置主轴是CNC机床上用于驱动刀具的旋转轴。
根据不同的机床类型和加工需求，主轴的结构和特点会有所差异。
常见的主轴装置包括直线主轴、平行主轴和刀库主轴等。
主轴通常由电机、主轴轴承和主轴主体组成。
主轴功能主轴具有如下功能：1. 刀具驱动：主轴通过旋转驱动刀具进行工件的加工。
2. 传动力矩：主轴需要传输和承受加工所需的力矩。
3. 转速调节：主轴的转速可以根据加工需求进行调节，以控制加工过程中的切削速度和进给速度。
4. 稳定性：主轴的稳定性对于保证加工精度和表面质量至关重要。
维护方案为了保证主轴的正常运行和延长使用寿命，制定有效的维护方案是必要的。
以下是一些常见的维护事项：1. 轴承润滑：定期检查和更换轴承润滑剂，保证轴承的正常润滑。
2. 清洁保养：定期清洁主轴和主轴周围的灰尘和杂物，防止污染和损坏。
3. 检查定位精度：定期检查主轴的定位精度，如有偏差及时进行调整。
4. 定期保养：定期对主轴进行维护保养，如紧固螺丝、润滑部件等。
总结CNC机床主轴装置及维护方案的研究对于保障机床的正常运行和延长使用寿命具有重要意义。
了解主轴的结构和功能，并制定合理的维护方案是必要的。
通过定期的保养和维修，可以提高机床的工作效率和加工质量，减少故障发生的可能性。
电主轴维修技术介绍
电主轴维修技术介绍电主轴是机床上的关键部件之一，用于驱动切削刀具进行工件的加工。
随着机床的高速化和精度要求的提高，对电主轴的要求也越来越高。
如果电主轴发生故障或损坏，将会导致机床无法正常运转，造成生产损失。
因此，电主轴的维修技术显得尤为重要。
本文将介绍电主轴维修的相关技术。
1.维修前的准备工作在进行电主轴维修之前，首先需要进行一系列的准备工作。
包括对电主轴进行系统性的检查，分析出问题所在以及可能的原因；准备相关的维修工具和设备；有经验的维修人员参与，并按照维修记录进行操作。
2.电主轴拆卸电主轴拆卸是维修工作的第一步，但也是最关键的一步。
应当按照正确的拆卸顺序和方法进行，避免对电主轴产生二次损伤。
在拆卸过程中，需要使用专用工具和设备，以维护人员的安全。
3.检查电主轴零部件拆卸下来的电主轴部件一般需要进行详细的检查。
包括检查轴承、轴套、齿轮等关键零部件是否有磨损、破损或其他问题。
通过仔细的观察和测量，可以确定零部件是否需要进行更换或修复。
4.零部件修复和更换在检查出有问题的零部件后，需要对其进行修复或更换。
修复的方法可以包括研磨、镀铬、焊接等。
对于无法修复的零部件，需要及时更换，确保电主轴的正常运转。
5.轴承润滑和装配维修过程中，润滑是十分重要的一环。
正确的轴承润滑可以减少磨损和摩擦，延长电主轴的使用寿命。
在装配过程中，需要按照严格的操作规范和顺序进行，确保每个零部件都能正确配合，没有松动或卡顿现象。
6.电主轴功能测试在维修完成后，需要进行电主轴的功能测试。
测试的项目可以包括各种工作状态下的电主轴转速、换向、刚性等指标。
通过测试，可以确保电主轴的正常运转，并且符合机床的要求。
总之，电主轴维修技术在机床维修中占据着重要的地位。
只有掌握了电主轴维修的相关技术，才能确保电主轴的正常运转，保证机床的生产效率和加工质量。
因此，企业和维修人员应加强对电主轴维修技术的学习和掌握，以提高维修效率和质量。
主轴驱动系统故障诊断与维修
项目2 主轴驱动系统故障诊断与维修一、实训要求1.了解主轴驱动系统的工作原理。
2.掌握交流变频器的操作方法。
3.能对变频器进行参数设置及故障排除。
4.能分析和排除主轴常见故障。
二、实训设备4台FANUC 0i Mate-md数控维修铣床，2台GSK980TD数控维修车床，7台数控电气维修实验台。
三、实训必备知识1. 主轴驱动系统的工作原理及接线图2-1 GSK980TDA数控车主轴驱动变频器接线图图2-2 FANUC 0I MA TEMD数控铣主轴驱动变频器接线图 变频器的原理根据公式：n=60f/p 可知交流异步电机的转速与电源频率 f 成正比与电机的极对数成反比，因此，改变电机的频率可调节电机的转速。
通常我们为了保证在一定的调速范围内保持电动机的转矩不变，在调节电源频率 f 时，必须保持磁通Φ不变，由公式U≈E=4.44fWKΦ可知，Φ∝U/f 所以改变频率 f 时，同时改变电源电压U，可以保持磁通Φ不变。
目前大部分变频器都采用了上述原理。
用同时改变f和U 的方法来实现电机转速n的调速控制，并使得输出扭矩在一定范围内保持不变。
注：电机的极对数与转速V，U，W代表三相电机的每一相，电机内部共有3组线圈，每一组就是一相，出来两个线头，3相共出6个线头，分别按照一定的接法接到三相电源上。
一组线圈或一相包含多个线圈，但不会是单数的，因为它要组成南北两个极，而且在电机内部是对称的，例如图1，其中一相V,有两个线圈一个在上部一个在下部，两个线圈是串联的，通电时就产生两个磁极，图2的V相有4个线圈，也串联在一起，也是对称的，但它有4个极，这个图只是告诉大家线圈在电机内部的方位，和所谓的磁极对数。
第一个图每一相有南北两个极，就是一对磁极，磁极对数是1，通常叫它2极电机，转速最快。
极数越少，转速越快，对啊。
因为交流电的频率是50Hz,是指每一相1秒钟方向往返50次，三相不是同时往返，有一个次序的问题，但时间间隔是相同的，书本上说的是空间角度相差120度。
数控机床主轴驱动系统维修技术
数控机床主轴控制功能
※实现主轴速度控制：CNC速度控制、PMC速度控制及特殊S码控制 ※实现主轴位置控制：主轴定位控制、主轴定向准停控制及伺服主轴控制 ※主轴功能控制：主轴自动换挡功能、主轴刚性攻丝功能及主轴CS轴功能 ※主轴辅助功能控制：主轴刀具松开/加紧控制、主轴冷却及润滑控制
数控车床主轴驱动系统组成
主轴驱动器
主轴电动机
主轴传动机构
主轴组件
主轴信号检测装置
主轴辅助控制装置
数控铣床或加工中心主轴驱动系统组成
驱动装置
主轴电动机
主轴传动机构
主轴组件
主轴信号检测装置
主轴辅助控制装置
一、数控机床主轴组件组成及装调
车床主轴组件 铣床主轴组件 带换挡主轴组件 电主轴
立式铣床/加工中心主轴组件的装配与调整
（三）FANUC系统主轴模块及功能连接
α主轴模块
αi主轴模块
αi-B主轴模块
主轴模块工作原理
DC Link：主轴模块主电路输入端子 STATUS：主轴模块状态显示窗口 （绿色LED）为主轴模块控制电路电源指 示
ALM（红色LED）为主轴模块故障指示 ERR（黄色LED）为主轴模块错误指示 “— —”不闪表示主轴模块启动就绪 “— —”闪烁表示主轴模块未启动就绪或 异常
10000-10000r/min
βi I 12 / 8000
系列号
感应异步电动机
电动机允许的最高转速
8000-8000r/min
输出功率
12- 11KW
2.FANUC系统串行主轴电动机内部组成
定子部件
转子部件
前后端盖（热敏电阻）
内装传感器
电动机风扇
主轴传动系统的故障维修与保养培训
保养周期与内容
保养周期
主轴传动系统应按照规定的周期进行 保养，通常为工作小时数或工作天数 ，具体周期根据设备制造商的推荐而 定。
保养内容
保养内容包括检查传动部件的磨损情 况、清洁润滑系统、更换磨损零件、 检查电气元件等，确保主轴传动系统 的正常运行。
日常维护要点
每日检查
定期清洁
每天对主轴传动系统进行外观检查，检查 是否有异常声音、振动或泄漏，以及检查 润滑系统是否正常工作。
定期清洁主轴传动系统及其周围环境，清 除灰尘和杂物，保持设备整洁。
紧固螺丝
记录与报告
定期检查并紧固主轴传动系统的螺丝和固 定件，确保其牢固可靠。
对日常维护情况进行记录，发现异常情况 及时报告，以便及时处理和预防潜在故障 。
润滑油的选用与更换
选用合适的润滑油
根据主轴传动系统的要求选择合适的 润滑油，确保润滑效果良好且不会对 设备造成损害。
主轴传动系统的故障维修与保养 培训
目录
• 主轴传动系统概述 • 主轴传动系统故障诊断与维修 • 主轴传动系统的保养与维护 • 主轴传动系统故障维修案例分析 • 安全注意事项
01
主轴传动系统概述
主轴传动系统的定义与组成
定义
主轴传动系统是机床中用于传递 动力，实现主轴旋转和进给运动 的系统。
组成
主轴、传动带、轴承、齿轮、润 滑系统等。
总结词
主轴轴承损坏是常见的故障之一，需要定期检查和保养。
详细描述
主轴轴承损坏可能是由于长时间运转、润滑不足或轴承质量不佳等原因引起的。维修时需要拆卸轴承，检查轴承 的磨损情况，更换损坏的轴承，并确保轴承的润滑良好。保养方面，需要定期检查轴承的润滑情况，及时添加润 滑油或更换润滑脂，以延长轴承的使用寿命。
数控机床主轴驱动系统的故障诊断与维修
任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础
6.1.2 主轴伺服系统常见故障形式及诊断方法
1．数控机床主轴伺服系统无报警信息的故障 一般分为三种：主轴转速与指示值不符 、主轴异常噪声及振动 、
外界干扰。解决方案如下：
1
2
3
检查CNC装置模拟量 输出是否有问题，如 有问题则检查模拟量 输出电缆线连接是否 松动。如果模拟量输 出正常，则检查CNC 装置和变频器模拟量 的参数是否正常。
过大，重新考虑机床负载条件
长时间切削条件恶劣
调整切削参数，改善切削条件，
检查直流主轴电机的线圈电阻不 检查直流主轴电机的线圈电阻是 确保电阻正常，用干燥的压缩空
正常，换向器太脏
否正常，换向器是否太脏
气吹干净
动力线连接不牢固 励磁线连接不牢固 驱动器的控制励磁电源存在故障
检查动力线是否连接牢固 检查励磁线连接是否不牢固 也就是检查励磁电压是否正常
首先要区别异常噪声 及振动发生在主轴机 械部分还是在电气驱 动部分。如无关，一 般是主轴驱动装置未 调整好；如有关，应 检查主轴机械部分是 否良好，测速装置是 否不良。
判别有无干扰的方法 是：当主轴转速指令 为零时，主轴仍往复 转动，调整零速平衡 和漂移补偿也不能消 除故障。
任务6.1 数控机床主轴驱动系统基础
现停止进给，主轴仍继续运转的故障。 主轴电动机不转，CNC系统至主轴驱动装置除了转速模拟量控制信号外，
还有使能控制信号，一般为DC+24V继电器线圈电压。 转速偏离指令值，当主轴转速超过技术要求所规定的范围时，要考虑：.
电动机是否过载、主轴驱动装置是否故障等。
任务6.2 直流主轴驱动系统
6.2.1 直流主轴驱动原理
或主轴伺服，也可以不要驱动器。
浅谈数控机床主轴维修与维护
浅谈数控机床主轴维修与维护作为机床中的关键型的零部件的主轴部件，在机床的正常运作中起着重要的作用，作为机床运动的执行者，它起着传递运动和扭矩、承受切削力和驱动力等荷载的作用。
由于在机床中主轴是直接带动工件或者具体刀具进行旋转切削的主要工具，因此，机床主轴的精度直接影响着加工工件的精度、表面的粗糙度，和对加工工具的切削效率。
标签：主轴精度数控机床维护保养引言从普通机床发展到数控机床，对于机械加工工业和机床制造工业是一场革命。
在工业生产中，数控机床能否达到加工精度高、产品质量稳定、提高生产效率的目标，这不单单是取决于机床本身的精度和性能，很大程度上是与操作者在生产中能否对数控机床进行正确的维护保养和使用有密切相关。
本论文主要以实际工作中，通过数控机床容易发生的故障，讲述维护维修的注意的事项和具体方法。
一、主轴部件数控机床主轴部件是影响机床加工精度的主要部件，要求主轴部件具有与本机床工作性能相适应的高回转精度、刚度、抗振性、耐磨性、和低的温升，其结构必须很好的解决刀具和工具的装夹、轴承的配置、轴承间隙调整和润滑密封等问题。
主轴的结构根据数控机床的规格、精度采用不同的主轴轴承。
二、数控主轴故障的维修技巧，主軸故障的诊断方法一般采用直观法和振动法。
在诊断前应仔细分析其机械结构，同时还应把各因素综合考虑。
在维修技巧方面应注意以下几点：1、注意零件的拆装顺序主轴维修必须打开主轴箱，拆卸主轴部件。
因为数控的主轴结构复杂、零部件较多，拆下的零部件应按顺序编号，然后再逐件进行清洗、检测，更换失效零件。
主轴选择，品质保障，安装复原时，要遵循拆卸的反顺序。
2、拆卸用专用拔销器主轴箱顶盖的拆卸要用拔销器。
顶盖上面有两个定位销。
一般用户没有专用拔销器，可自制一个的专用工具，从而把定位销拔出。
3、波形弹簧组装主轴部件组装时，波形弹簧必须先恢复到拆卸前的压缩状态。
这时用拉马压缩可能有困难，可制作专用工具完成压缩。
4、数控主轴部件常见的故障与排除方法数控主轴的回转精度直接影响到工件的加工精度。
数控主轴驱动系统的故障诊断与维修
备件
为确保维修工作的顺利进 行，应准备一些常用的备 件，如电源模块、控制板 等。
维修步骤与注意事项
故障诊断
首先使用诊断仪器对数控主轴驱动系 统进行检测，确定故障类型和位置。
02
安全措施
在维修过程中，应采取必要的安全措 施，如关闭电源、释放储能电容等。
01
03
拆卸与更换
根据诊断结果，拆卸有故障的部件并 进行更换或修复。
数控主轴驱动系统的故障 诊断与维修
• 引言 • 数控主轴驱动系统故障诊断 • 数控主轴驱动系统维修 • 数控主轴驱动系统预防性维护 • 结论
01
引言
数控主轴驱动系统的重要性
数控机床的核心部分
数控主轴驱动系统是数控机床的核心 部分，负责实现高精度加工，提高生 产效率和产品质量。
加工过程的稳定性
数控主轴驱动系统的正常运行是保证 加工过程稳定性的关键，一旦出现故 障，将直接影响生产效率和产品质量 。
预防故障的发生。
状态监测
03
通过各种传感器和检测设备实时监测设备的运行状态，及时发
现异常情况。
预防性维护实施步骤
制定维护计划
根据设备的运行状况和使用情况，制定合理 的预防性维护计划。
准备维护工具和备件
确保具备所需的维护工具和备件，以备不时 之需。
执行维护操作
按照维护计划和操作规程进行设备的检查、 维修和更换。
设备故障的减少有助于保证生产的连 续性和稳定性，从而提高生产效率。
延长设备使用寿命
预防性维护有助于减少设备的磨损和 老化，从而延长设备的使用寿命，降 低更换和维修成本。
预防性维护策略
定期检查
01
按照规定的周期对设备进行全面检查，包括外观、性能和安全
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2．变频器控制回路功能及端部接线
安川G5S变频器控制回路接线端子图
开关量输入端子功能 (出厂) 模拟量输入端子功能
变频器输出端子功能 (出厂)
2.1.2 数控车床主轴调速变频器的应用
—20 数 控 车 床
—20数控车床主轴驱动装置的接线图
变频器到的信号(通过系统的):
6．外部端子3—8异常信号输入故障3—8（ 3—8）
当变频器的多功能输入端参数（H01—H06）设定 为20—2F时，该输入端为外部异常报警输入控制。 故障原因可能是：外部控制故障；变频器输入端 子输入电路故障。
7．变频器本身硬件或软件故障
（ ）：面板操作器接触不良。 （ ）：的读/写出现异常，用户软件不良或硬件 故障。
ＣＸ１Ａ/ＣＸ１Ｂ：交流２００ｖ输入/输出
ＣＸ２Ａ/ＣＸ２Ｂ：均为ＤＣ＋２４Ｖ输出
ＪＸ１Ｂ：模块之间连接接 口Ｓ１ Ｓ２：再生制动电阻的选择 3：主电源控制信号的连接器 4： 急停信号连接器
Ｌ１ Ｌ２ Ｌ３：三相交流２００Ｖ输 入
3系统α系列电源模块的连接
（4）过电压故障（ ） 变频器的直流主回路直流电压超过检测标准值（一般为 800V）报警。产生故障的可能原因有：变频器交流输入 电压过高；电动机减速时间设定过短；变频器制动单元 故障；变频器内部电压监控电路不良。
（5）瞬时停电检查中（ ） 变频器运行过程中检测出电源瞬间掉电报警。机床断电再 重新上电操作可以解除该故障。
2.2 串行数字控制的主轴驱动装置及维修技术
2.2.1 电源模块及维修技术
1. 电源模块原理及作用(系统α系列)
2系统α系列电源模块的端子功能
状态指示窗口（ＳＴＡＴＵＳ）： ＰＩＬ（绿色）表示电源模块控制电源工作 ＡＬＭ（红色）表示电源模块故障 －－表示电源模块未启动 ＯＯ表示电源模块启动就绪 ＃＃表示电源模块报警信息
—20数控车床主轴驱动装置的实际接线图
2.1.3变频器功能参数的设定及操作
1.安川变频器的编程器的操作面板
2. 操作键的功能
3. 数控车床变频控制功能设定与操作
控制模式选择功能码的设定与具体操作
控制功能码的设定与具体操作
变频器矢量控制及自动调整操作步骤
2.1.4 变频器报警代码及维修技术
第2章 主轴驱动装置及维修技术
主轴速度控制信号:
系统速度输出代码地址为: F172173.3 16/16i、18/18i、系统速度输出代码地址为: F3637.3
数控机床主轴驱动装置
模拟量主轴驱动装置（变频器） 串行数字主轴驱动装置
2.1 模拟量控制的驱动装置及维修技术
2.1.1 通用变频器的组成及端子功能
2．电流故障报警 （1）过电流故障（ ） 变频器的瞬时输出电流超过了变频器额定电流的 200%。产生故障的可能原因有：加速时间设定过 短；控制的电压补偿设定过高；电动机短路；变 频器输出侧短路；电流检测电路不良。 （2）输出侧对地短路故障（ ） 变频器输出侧的瞬时接地电流超过了变频器额定 电流的50%。产生故障的可能原因有：电动机侧对 地短路；变频器电流检测电路不良。 （3）输出侧短路故障（ ）
(1)变频器故障输入信号（19~20） (2)主轴速度到达信号（26~27） (3)主轴零速信号（25~27）
变频器到机床侧的信号:
(1)主轴速度表的信号 (2)主轴负载表的信号
到变频器的信号:
(1)主轴正转信号（1~11）、主轴反转信号(2~11) (2)系统4)主轴电动机速度模拟量信号(13~17) (5)主轴点动信号（7~11）
1．电压故障报警
（1）主回路低电压故障1（ ） 变频器主回路的直流电压低于参数L2—05标准设定值 （190V）。产生故障的可能的原因有:变频器的三相 交流输入电压过低；变频器内部熔断器F1熔断；变频 器的整流块损坏；变频器的电压监控电路不良。 （2）控制回路低电压故障2（ ） 变频器控制电路的电压(辅助电源输出24V、5V)过低报 警。产生故障的可能原因有:控制电路本身故障；变频 器电压监控电路不良。 （3）浪涌电压保护回路故障3（ ） 产生故障的可能原因有:变频器交流输入出现浪涌电压
5．功能参数设定错误报警
01：变频器容量设定不当。 02：参数设定不当（参数设定超过设定范围）。 03：多功能输入设定不当（多功能输入有2个以上相同 的值）。 06：控制方式参数选择错误（参数A1—02设定与变频器 实际控制方式不符）。 10：参数设定不当（最高频率、基本频率、中间频率、 最低频率之间设定矛盾）。 首先进行变频器初始化操作．如果故障解除，则为变频 器参数设定不当．如果故障还存在，则需更换变频器．
④ 1 和 2用来接直流电抗器(为选件),如果不接时,必须把 1 和 2 短接(出厂时, 1 和 2用短接片短接)。 ⑤ 指示灯不仅作为直流电压的显示,而且维修作为变频器是否有 电标志。
变频器输出接线实际使用注意事项：
① 输出侧接线须考虑输出电源的相序。 ②实际接线时,决不允许把变频器的电源线接到变频器的输出端。 ③一般情况下,变频器输出端直接与电动机相连,无需加接触器 和热继电器。
3．散热板片过热故障（ ）
变频器散热片的温度超过了L8—02的设定值（出 厂值为95℃）。产生故障的可能原因有：变频器 的散热风扇损坏；散热片的通风道堵塞；参数 L8—02设定过低（误设定）；变频器周围温度过 高不4．（ 良电如 。动电机箱过电载风故扇障故1障（）；）变频器温度检测电路
变频器的实际输出电流超过了电动机额定电流且 超过参数L1—02设定的时间（即变频器内的电子 热保护动作）。产生故障的可能原因有：电动机 额定电流参数E2—01设定不当；电动机负载过重；
1．变频器主电路工作原理及接线
安川G5变频器主电路原理图
变频器输入接线实际使用注意事项:
① 根据变频器输入规格选择正确的输入电源。
② 变频器输入侧采用断路器(不宜采用熔断器)实现保护,其断路 器的整定值应按变频器的额定电流选择而不应按电动机的额定电 流来选择。
③ 变频器三相电源实际接线无需考虑电源的相序。