机床主轴的概念及主轴编码器的安装与故障诊断(车床)
车床的主轴原理
车床的主轴原理车床的主轴是车床的重要组成部分，它负责接纳工件和刀具，并通过转动实现切削加工。
主轴的设计原理涉及到结构、材料和传动方式等方面，下面将详细介绍车床主轴的原理。
一、结构原理车床主轴通常由主轴头、主轴箱和主轴承等部分构成。
1. 主轴头：主轴头是连接工件或刀具的部件，一般由主轴头齿轮、主轴头管和主轴头盖组成。
主轴头齿轮通过与传动装置相连接，实现主轴头的转动。
主轴头管是主轴头的外壳，起到保护主轴头齿轮和主轴头盖的作用。
主轴头盖安装在主轴头管上方，可以固定主轴头齿轮。
2. 主轴箱：主轴箱是支撑主轴和主轴头的部分，它通常包括床身、强度杆和导轨等结构。
床身是车床主体的一部分，用于支撑主轴箱和床身上的其他部件。
强度杆是一种连接主轴箱和床身的力传递部件，可以增强主轴箱的刚性。
导轨是主轴箱内部的传动部件，它可导引主轴头的运动。
3. 主轴承：主轴承是支撑和限制主轴转动的部件，它通常由一对前后两个支撑轴承组成，可以保证主轴的稳定性和精度。
在车床中，常见的主轴承包括滚动轴承和滑动轴承。
滚动轴承由滚针、滚珠和滚子等组成，能够承受较大的负荷和转速。
滑动轴承则采用润滑油膜的方式，减少轴承的摩擦和磨损。
二、材料原理车床主轴通常采用高强度、高耐磨的合金钢材料制成，以确保其承受较大的切削力和转速。
主轴头齿轮、主轴头管和主轴头盖等部件通常采用铸铁、铸钢或铝合金等材料制成。
主轴箱和强度杆等部件也采用高强度的钢材料制造，以确保主轴的稳定性和刚性。
三、传动方式原理车床主轴的传动方式可以分为直线传动和斜齿轮传动两种。
1. 直线传动：直线传动是指主轴和传动带或齿轮直接相连，通过传动带或齿轮的转动实现主轴的转动。
这种传动方式简单、结构紧凑，但传动效率相对较低。
2. 斜齿轮传动：斜齿轮传动是指主轴通过齿轮传动来实现转动。
其中，主轴头齿轮与传动装置相连，通过齿轮的啮合来转动主轴。
这种传动方式传动效率高、传动稳定，适用于大转矩和高速度的工况。
数控机床主轴编码器安装结构优化设计及改进
数控机床主轴编码器安装结构优化设计及改进数控机床主轴编码器是用于测量主轴转速和位置的重要传感器装置。
它的安装结构对机床的性能和精度有着重要影响，因此需要进行优化设计和改进。
本文将针对数控机床主轴编码器的安装结构进行深入探讨，提出优化设计和改进方案，以提高数控机床的加工精度和稳定性。
一、安装结构的重要性数控机床主轴编码器的安装结构是指主轴编码器与主轴之间的连接部分，它直接影响到编码器的测量精度和稳定性。
在传统的安装结构中，主轴编码器通常安装在主轴的端部，通过套筒和螺纹连接固定。
由于主轴的高速旋转和工件的切削力，这种安装结构容易受到振动和冲击，从而影响编码器的测量精度和稳定性。
二、优化设计方案针对传统的安装结构存在的问题，可以采取以下优化设计方案：1. 采用软接触连接通过采用弹性材料作为连接件，如弹簧或橡胶垫，可以有效减小主轴编码器受到的振动和冲击，提高其测量精度和稳定性。
2. 采用非接触连接利用磁力或光电传感器等非接触式连接方式，可以避免传统安装结构中的接触磨损和机械松动等问题，提高编码器的使用寿命和测量精度。
3. 优化固定方式采用多点固定或加大固定螺栓的直径和数量，可以提高主轴编码器的固定稳定性，减小受力点，从而减小振动和冲击对编码器的影响。
三、结构改进方案在优化设计的基础上，还可以进行结构改进，通过改变主轴编码器的安装位置和方式，提高其测量精度和稳定性。
具体可以采取以下改进方案：1. 将编码器安装在主轴的轴向和径向上通过将编码器分别安装在主轴的轴向和径向上，可以同时测量主轴的转速和位置，提高测量精度和稳定性。
3. 采用动态平衡技术对主轴编码器及其安装结构进行动态平衡设计和校正，可以减小其不平衡对测量精度的影响，提高其稳定性和可靠性。
以上优化设计和改进方案，将有望提高数控机床主轴编码器的测量精度和稳定性，从而提高机床的加工精度和稳定性。
还可以减小故障率，延长使用寿命，降低维护成本，提高机床的整体性能和竞争力。
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护
SCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界2011年8月第23期科技视界Science &Technology Vision1伺服系统简介1.1伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称随动系统。
在数控机床中,伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节,是数控机床的“四肢”。
因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能,所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。
1.2伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统,它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较,利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。
所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,并且始终处于过渡过程状态。
在运动过程中实现了力的放大。
伺服系统必须有一个不断输入能量的能源,外加负载可视为系统的扰动输入。
2直流主轴伺服系统从原理上说,直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别,但因为数控机床高速、高效、高精度的要求,决定了直流主轴驱动系统具有以下特点:2.1调速范围宽。
2.2直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式,可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。
2.3主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统,能将转子产生的热量迅速向外界发散。
2.4直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。
2.5主轴控制性能好。
2.6纯电气主轴定向准停控制功能。
3交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下:3.1振动和噪声小3.2采用了再生制动控制功能3.3交流数字式伺服系统控制精度高3.4交流数字式伺服系统用参数设定(不是改变电位器阻值)调整电路状态4主轴伺服系统的常见故障形式4.1当主轴伺服系统发生故障时,通常有三种表现形式4.1.1是在操作面板上用指示灯或CRT 显示报警信息;4.1.2是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态;4.1.3是主轴工作不正常,但无任何报警信息。
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
主轴编码器的工作原理及常见故障分析摘要：本文介绍了主轴编码器在数控车床上的作用、工作原理以及常见故障和解决方法。
关键词：数控车床主轴编码器数控故障一、主轴编码器的作用和工作原理主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1∶1地同步传动。
数控车床的车螺纹加工时，为了满足切削螺距的需要，要求主轴每转一周，刀具准确地移动一个螺距（导程）。
系统通过主轴编码器的反馈脉冲信号实现主轴旋转与进给轴的插补功能，完成主轴位置脉冲的计数与进给同步控制。
此外，主轴编码器还可实现恒线速度切削控制。
光电脉冲发生器的原理如图1所示。
在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹a、b、c，a与b之间的距离应保证当条纹a与漏光盘上任一条纹重合时，条纹b应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
图1 光电脉冲发生器的原理图灯泡发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹a与漏光盘条纹重合时，条纹b与另一条纹错位1/4周期，因此 a、b两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
脉冲发生器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹c重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器一般与主轴采用1∶1齿轮传动且采用同步带连接，编码器为1024脉冲／转，经过系统４倍频电路得到4096个脉冲。
其信号及连接如图2所示。
二、主轴编码器常见故障及处理1.不执行螺纹加工的故障及处理系统工作原理：数控车床螺纹加工的工作原理是主轴旋转与ｚ轴进给之间的插补。
数控机床主轴系统故障诊断与维修
数控机床主轴系统故障诊断与维修蒋培军;雷楠南【摘要】主要研究了FANUCOi mate MD系统模拟主轴及串行主轴控制方式,并根据不同的主轴控制方式介绍了主轴故障维修的流程及方法.列举了主轴常见故障及可能原因,针对每种故障原因提供了检查方法及故障排除措施.【期刊名称】《三门峡职业技术学院学报》【年(卷),期】2016(015)003【总页数】5页(P144-148)【关键词】模拟主轴;串行主轴;故障;维修【作者】蒋培军;雷楠南【作者单位】三门峡职业技术学院机电工程学院,河南三门峡472000;三门峡职业技术学院机电工程学院,河南三门峡472000【正文语种】中文【中图分类】TG659FANUC数控系统主轴控制方式主要有模拟量控制与串行控制两种。
如经济型数控机床主轴控制通常采用变频调速控制；数控铣、加工中心主轴控制通常采用交流主轴驱动器来实现主轴串行控制。
FANUC0i mate MD系统主轴串行控制通常配置专用的FANUC交流伺服驱动器及伺服电机来实现。
数控机床主轴故障一般分为机械故障与电气故障两类。
因为同一故障现象既有可能是电气故障引起又有可能是机械故障引起，所以在主轴故障分析时，首先要确定故障类别（机械故障或电气故障），然后再进一步查找故障点。
本文主要研究由电气故障导致的主轴故障现象，不管主轴控制是采用变频器控制还是采用FANUC公司的专用主轴驱动器控制，对于主轴控制系统而言其维修均分为电路板级维修和芯片级维修。
但在生产实践中，对最终用户而言，主要是进行电路板维修，也就是快速进行电路板故障诊断与维修处理[1]。
1.1 通用变频器调速系统故障诊断与维修FANUC0i mate MD系统主轴控制接口有JA40和JA41两个。
其中，JA40接口用于模拟量控制，JA41接口用于串行主轴控制。
在主轴采用模拟量控制时，最常用的是通过变频器控制三相异步电动机实现，所以又称为模拟主轴。
模拟主轴控制系统在硬件连接方面主要是数控系统与变频器及三相异步电动机的接线，以配备FANUC0i mate MD系统的亚龙559数控装调实训设备为例来介绍，接线图如图1所示。
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
主轴编码器的工作原理及常见故障分析作者：王建国王银洲来源：《职业·中旬》2013年第02期摘要：本文介绍了主轴编码器在数控车床上的作用、工作原理以及常见故障和解决方法。
关键词：数控车床主轴编码器数控故障一、主轴编码器的作用和工作原理主轴编码器采用与主轴同步的光电脉冲发生器，通过中间轴上的齿轮1∶1地同步传动。
数控车床的车螺纹加工时，为了满足切削螺距的需要，要求主轴每转一周，刀具准确地移动一个螺距（导程）。
系统通过主轴编码器的反馈脉冲信号实现主轴旋转与进给轴的插补功能，完成主轴位置脉冲的计数与进给同步控制。
此外，主轴编码器还可实现恒线速度切削控制。
光电脉冲发生器的原理如图1所示。
在漏光盘上，沿圆周刻有两圈条纹，外圈为圆周等分线条，例如：1024条，作为发送脉冲用，内圈仅1条。
在光栏上，刻有透光条纹A、B、C，A与B之间的距离应保证当条纹A与漏光盘上任一条纹重合时，条纹B应与漏光盘上另一条纹的重合度错位1/4周期。
在光栏的每一条纹的后面均安置光敏三极管一只，构成一条输出通道。
图1 光电脉冲发生器的原理图灯泡发出的散射光线经过聚光镜聚光后成为平行光线，当漏光盘与主轴同步旋转时，由于漏光盘上的条纹与光栏上的条纹出现重合和错位，使光敏管受到光线亮、暗的变化，引起光敏管内电流大小发生变化，变化的信号电流经整流放大电路输出矩形脉冲。
由于条纹A与漏光盘条纹重合时，条纹B与另一条纹错位1/4周期，因此 A、B两通道输出的波形相位也相差1/4周期。
脉冲发生器中漏光盘内圈的一条刻线与光栏上条纹C重合时输出的脉冲为同步（起步，又称零位）脉冲。
利用同步脉冲，数控车床可实现加工控制，也可作为主轴准停装置的准停信号。
数控车床车螺纹时，利用同步脉冲作为车刀进刀点和退刀点的控制信号，以保证车削螺纹不会乱扣。
主轴编码器一般与主轴采用1∶1齿轮传动且采用同步带连接，编码器为1024脉冲／转，经过系统４倍频电路得到4096个脉冲。
数控机床主轴编码器安装结构优化设计及改进
数控机床主轴编码器安装结构优化设计及改进数控机床主轴编码器是数控机床上至关重要的部件之一，它直接影响到数控机床的加工精度和效率。
随着数控机床在各个行业的广泛应用，对数控机床主轴编码器的要求也越来越高。
对数控机床主轴编码器安装结构进行优化设计及改进是十分必要的。
本文将就数控机床主轴编码器安装结构进行优化设计及改进进行探讨。
1. 现有安装结构存在的问题目前，一些数控机床主轴编码器的安装结构存在着一些问题，主要包括以下几点：(1) 安装难度大：目前一些数控机床主轴编码器的安装需要拆卸主轴，安装过程繁琐，需要专业的维修人员进行操作，给维修和更换带来了困难。
(2) 安装精度不高：由于安装结构设计不合理，存在着安装不到位的情况，导致主轴编码器的安装精度不高，影响数控机床的加工精度。
(3) 维修更换困难：由于安装结构不合理，一旦主轴编码器出现故障，需要进行更换或维修时，需要拆卸大量的部件，增加了维修和更换的难度和成本。
2. 安装结构优化设计及改进的方向针对上述问题，对数控机床主轴编码器安装结构进行优化设计及改进，主要应从以下几个方面入手：(1) 简化安装步骤：通过重新设计安装结构，简化安装步骤，减少安装过程中需要拆卸的部件，降低安装难度，提高安装效率。
基于上述方向，可以提出以下具体的安装结构优化设计及改进方案：(1) 采用专门设计的安装夹具：设计一种专门的安装夹具，可以在不拆卸主轴的情况下完成主轴编码器的安装，简化安装步骤，降低安装难度。
(2) 使用高精度定位装置：采用高精度的定位装置，如激光定位等技术，确保主轴编码器的安装位置准确，提高安装精度。
(3) 设计可拆卸式安装结构：设计可拆卸式安装结构，使主轴编码器更换和维修更加方便，降低维修和更换的难度和成本。
4. 结语数控机床主轴编码器安装结构的优化设计及改进，对提高数控机床的加工精度和效率具有重要意义。
通过简化安装步骤、提高安装精度和方便维修更换，可以大幅提升数控机床主轴编码器的安装质量和安装效率，进一步提高数控机床的加工精度和稳定性。
项目二主轴故障诊断与维修
项目二：主轴故障诊断与维修――主轴编码器、变频器、主轴转向的故障诊断与维修实训时间及地点：第八周第九周，第一实验楼101实训目的：了解数控机床主轴编码器、变频器的功能和主轴转向的故障诊断与维修实训内容：主轴编码器、变频器、主轴转向的故障诊断与维修实训步骤：一、主轴编码器工作原理：由一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。
由于A、B两相相差90度，可通过比较A相在前还是B相在前，以判别编码器的正转与反转，通过零位脉冲，可获得编码器的零位参考位。
作用：主要控制机床主轴的转速，正反转，和主轴定位二、主轴变频器工作原理：变频器必须有以下性能：（1）宽调速范围，且稳速精度高；（2）低速运行时，有较大力矩输出；（3）加减速时间短；（4）过载能力强；（5）快速响应主轴电机快速正反转以及加减速。
其中变频器与数控装置的联系通常包括：（1）数控装置给变频器的正反转信号；（2）数控装置给变频器的速度或频率信号，可以通过通讯给定或模拟给定；（3）变频器给数控装置的故障等状态信号。
所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。
通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。
该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。
三、主轴故障：一般轴的故障有以下几种：1.轴走位精度失准。
2.轴回位报警（超程或回零报警包括不能回位或直接报警）。
3.轴走位部分距离精度失准，其他位置完好。
4.轴行进到一定位置卡死。
5.轴持续一个方向走位精准，反向位移失准后持续反向不失准。
解除方法（对应）：1.检查滚珠是否有脱落，或间隙变大！ 2.检查限位器开关是否卡异物抱死，每个轴都有3个限位器，前后各一，后面附带回零限位器，有的机床没回零功能就没有，限位器是弹跳的，风枪吹净后抱拆下用手上下回压，不行就换新的。
【精品】数控机床故障诊断与维修
【关键字】精品数控机床故障诊断与维修实训报告系别：班级：姓名：学号：实训时间：实训内容项目一主轴传动系统的毛病维修与保养任务一变频主轴常见毛病维修与保养任务二伺服主轴常见毛病与保养项目二进给传动系统的毛病维修与保养任务一超程毛病维修任务二进给系统电气毛病维修项目三数控系统的毛病维修与保养任务一数据传输与备份任务二机床无法回参考点毛病维修任务三参数设置项目四数控机床电气控制毛病维修与保养任务一数控车床电气毛病排除与保养项目五数控机床的安装与调试任务一滚珠丝杆的安装与调试任务二编码器的安装任务三数控机床性能调试项目一主轴传动系统的毛病维修与保养一实训目的1 了解变频主轴的组成2 熟悉主轴的机械机构及变频器的接线，主要参数意义及设置方法3 能够进行变频主轴常见毛病维修二实训设备THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置图1-1 THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置本装置由数控车床系统交流伺服模块、变频调速模块、冷却控制模块、刀架控制模块、变压器、网孔板、其它辅助功能模块和十字滑台等组成，通过此设备进行项目训练，能检验学生的团队协作能力，计划组织能力、交流沟通能力、职业素养和安全意识等。
三变频主轴常见毛病维修与保养1．变频器的功能、连接与调试1）变频器操作面板说明图1-2 变频器操作面板2）端子接线操作说明图1-3 变频器接线端子图3）参数设置方法（1）恢复参数为出厂值（2）变更参数的设定值（3四伺服主轴常见毛病维修与保养1伺服驱动系统1)本装置采用FANUC公司的伺服驱动系统，具有如下特点：（1）供电方式为三相200V-240V供电。
（2）智能电源管理模块，碰到毛病或紧急情况时，急停链生效，断开伺服电源，确保系统安全可靠。
（3）控制信号及位置、速度等信号通过FSSB光缆总线传输，不易被干扰。
（4）电机编码器为串行编码信号输出。
图1-4 驱动连接图项目二进给传动系统的毛病维修与保养一实训目的1 能对急停、超程电路进行分析与维修2 熟悉接线定义，会正确测量3 能够进行参数调试及设置4 能够对进给部分的故障进行分析和处理二实训设备THWLBF-1 型数控车床维修技能实训考核装置三超程故障维修对于FANUC 0i mate-TC数控系统，急停信号的输入点定义为X8.4，与24V 进行常闭连接；参考点信号输入点定义为X9.0（X轴）和X9.1（Z轴），与24V进行常闭连接；限位信号输入点可以根据实际情况进行定义，与PMC程序中的点对应，与24V进行常闭连接。
机床主轴常见的故障以及解决方法
机床主轴常见的故障以及解决方法机床主轴指的是机床上带动工件或刀具旋转的轴。
机床主轴通常由主轴、轴承和传动件(齿轮或带轮)等组成。
实际应用中主要有两类高速主轴1.具有零传动的高速电主轴：这类主轴因采用电机和机床主轴一体化的结构，并经过精确的动平衡校正，因此具有良好的回转精度和稳定性，但对输出的扭矩和功率有所限制。
2.以变频主轴电机与机械变速机构相结合的主轴：这类主轴输出的扭矩和功率要大得多，但相对来说回转精度和平稳性要差一点，因此对于这类主轴来说，如何正确地设计机床主轴及其组件对机床加工精度的影响是至关重要的。
数控机床主轴常见的故障以及解决方法1.不带变频的主轴不转故障原因以及处理方法：①机械传动故障引起：检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡。
②供给主轴的三相电源缺相或反相：检查电源，调换任两条电源线。
③电路连接错误：认真参阅电路连接手册，确保连线正确。
④系统无相应的主轴控制信号输出：用万用表测量系统信号输出端，若无主轴控制信号输出，则需更换相关IC元器件或送厂维修。
⑤系统有相应的主轴控制信号输出，但电源供给线路及控制信号输出线路存在断路或是元器件损坏：用万用表检查系统与主轴电机之间的电源供给回路，信号控制回路是否存在断路；是否存在断路；各连线间的触点是否接触不良；交流接触器，直流继电器是否有损坏；检查热继电器是否过流；检查保险管是否烧毁等。
2.带变频器的主轴不转故障原因以及处理方法：①机械传动故障引起：检查皮带传动有无断裂或机床是否挂了空挡。
②供给主轴的三相电源缺相：检查电源，调换任两条电源线。
③数控系统的变频器控制参数未打开：查阅系统说明书，了解变频参数并更改。
④系统与变频器的线路连接错误：查阅系统与变频器的连线说明书，确保连线正确。
⑤模拟电压输出不正常：用万用表检查系统输出的模拟电压是否正常；检查模拟电压信号线连接是否正确或接触不良，变频器接收的模拟电压是否匹配。
⑥强电控制部分断路或元器件损坏：检查主轴供电这一线路各触点连接是否可靠，线路有否断路，直流继电器是否损坏，保险管是否烧坏。
数控机床主轴常见故障及故障分析和解决方法
数控机床主轴常见故障及故障分析和解决方法1.主轴噪音过大主轴噪音过大是主轴故障中比较常见的一种情况，可能是由于以下原因引起。
（1）轴承损坏：主轴的轴承由于长时间使用、润滑不良或配合尺寸过紧等原因，使得轴承损坏，进而引起噪音。
（2）圆整度不好：主轴内的精密配合面被磨损或磨削不均匀，导致轴承的跳动和摩擦，从而产生噪音。
（3）主轴安装不牢固：主轴与机床床身连接的螺纹松动或损坏，也会造成主轴噪音。
解决方法：（1）更换轴承：定期检查轴承的磨损情况，及时更换损坏的轴承。
（2）重新磨削：将主轴内精密配合面重新磨削，保证光洁度和配合尺寸的精确性。
（3）检查螺纹连接：定期检查主轴与机床床身连接的螺纹线程，如有松动或损坏，及时修复或更换。
2.主轴过热或过冷主轴过热或过冷都会影响机床的正常工作，可能是由以下原因引起。
（1）润滑不良：主轴润滑系统的润滑油不足或质量不合格，无法有效降低主轴的温度。
（2）冷却系统故障：冷却系统中的水箱、水泵、冷却管道等因故障导致无法正常工作，无法及时散热。
（3）进给速度过快：加工时进给速度过快，使得主轴负荷过大，从而产生过热现象。
解决方法：（1）检查润滑系统：确保润滑油的供给符合要求，及时更换润滑油。
（2）检查冷却系统：定期检查冷却系统的水泵、水管等是否正常工作，确保冷却系统正常运行。
（3）调整进给速度：根据加工要求和主轴的负荷情况，合理调整主轴进给速度，控制主轴温度在合理范围内。
3.主轴振动过大主轴振动过大会影响加工精度和表面质量，可能是由以下原因引起。
（1）主轴不平衡：主轴内部刀具或零件分布不均衡，使得主轴在高速旋转时产生不平衡力。
（2）轴承磨损：主轴的轴承由于长时间使用、润滑不良或配合尺寸过紧等原因，轴承磨损导致振动。
（3）主轴与机床床身连接不牢固：主轴与机床床身连接的螺纹松动或配合尺寸不合适会造成振动。
解决方法：（1）动平衡调整：定期对主轴进行动平衡调整，使得主轴内的刀具或零件均匀分布，减小振动。
主轴编码器的工作原理及常见故障分析
：
， ９ Ｉ
・ ｗ
Ｋ
码 器
主轴 位 置 编 码 器 信 号 及 接 线
产 生 故障 的 原 因 ：
作为发送 脉冲用 ，内圈仅 １ 条 。在 光 栏 上 ， 刻 有 透 光 条 纹
Ａ、Ｂ、Ｃ ，Ａ与Ｂ 之 间 的距 离 应 保 证 当条 纹 Ａ 与 漏 光 盘 上 任 一
灯 泡 发 出 的 散 射 光 线 经 过 聚 光 镜 聚 光 后 成 为 平 行 光
线 ， 当漏 光 盘 与 主 轴 同步 旋 转 时 ， 由 于漏 光 盘 上 的 条 纹 与
光 栏 上 的条 纹 出现 重 合 和 错 位 ， 使 光 敏 管 受 到 光 线 亮 、 暗
的变 化 ， 引起 光 敏 管 内 电流 大 小 发 生 变 化 ， 变 化 的 信 号 电 保 证 重 复 切 削 不 乱 扣 ，数 控 系 统 在 接 收主 轴 编 码 器 中 的 一 流 经 整 流放 大 电路 输 出 矩形 脉 冲 。 由于 条纹 Ａ 与漏 光 盘 条 纹 转信 号 后 才开 始 螺 纹 切削 的 计算 。 重 合 时 ，条 纹Ｂ 与 另 一条 纹 错 位 １ ／ ４ 周 期 ， 因此 Ａ、Ｂ 两 通 道 产 生 故 障 原 因 及 处 理 ： 当 系 统 得 到 的 一 转 信 号 不 稳 输 出 的波 形 相位 也 相 差 １ ／ ４ 周期。 时 ， 就 会 出现 “乱 扣 ”现 象 。产 生 故 障 的原 因是 主 轴 编 码 脉 冲 发 生 器 中漏 光 盘 内圈 的一 条 刻 线 与光 栏 上 条 纹Ｃ 重 器 的 连 接 不 良 、主 轴 编 码 器 的一 转 信 号 或 信 号 电缆 不 良、 合 时输 出的脉 冲 为 同步 （ 起 步 ，又 称 零位 ）脉 冲 。利用 同步 主 轴 编 码 器 内部 有 脏 东 西 或 编 码 器 本 身不 良。如 果 以上 故 脉 冲 ，数 控车 床 可 实现 加 工控 制 ，也 可 作 为主 轴准 停装 置 的 障排 除后 系 统还 乱 扣 ，则 需 要 检查 系 统 或主 轴 放 大器 。 准 停信 号 。数 控 车床 车 螺 纹 时 ，利 用 同步脉 冲 作为 车 刀进 刀 ３ ． 螺 纹加 工 出现螺 距 不 稳 故障 及 处理 点和退 刀 点的控 制信 号 ， 以保证 车 削螺纹 不 会乱 扣 。 系 统 工作 原理 ：数 控车 床 螺 纹 加 工 时 ，主 轴 旋转 与 ｚ 轴 主 轴 编 码 器 一般 与 主轴 采用 １：１ 齿 轮 传 动 且 采 用 同步 进 给 时进 行 插 补 控 制 ， 即主 轴 转 一 周 ，ｚ 轴进 给 一 个 螺 距 或 带 连 接 ，编 码 器 为 １ ０ ２ ４ 脉 冲 ／转 ， 经 过 系 统 ４倍 频 电路 得 个 导程 。 ￣ Ｕ ４ ０ ９ ６ 个 脉 冲 。其 信 号 及 连接 如 图２ 所示。 产 生 故 障 原 因如下 。 （ １ ）如 果 产 生 螺 距 误 差 是 随 机 的 ： 产 生 故 障 的 可 能 原 二 、 主 轴 编码 器 常 见故 障及 处 理
数控机床主轴总结
数控机床主轴总结引言数控机床是一种集机械、电子、液压、气动、计算机等多种技术为一体的高精度自动化设备，广泛应用于各个制造行业。
其中，主轴是数控机床的核心部件之一，负责提供驱动力和转速，承担加工负荷，直接影响加工质量和效率。
本文将对数控机床主轴进行总结，包括主轴的定义、分类、性能指标、主要故障及解决方法等内容。
一、主轴的定义和分类主轴是数控机床中负责转动刀具或工件的轴，通常由电机、轴承、冷却装置和弹性装置等部件组成。
根据不同的加工需求和机床结构，主轴可以分为以下几类：1.切削主轴：用于转动刀具进行切削加工，通常包括刀具锥孔、换刀装置和冷却装置等附件。
2.旋转主轴：用于转动工件进行镗削、磨削等加工，通常包括工件卡盘和旋转装置等附件。
3.混合主轴：同时具备切削和旋转功能，适用于多功能数控机床。
二、主轴的性能指标主轴的性能指标直接决定了数控机床的加工能力和精度水平。
以下是常见的主轴性能指标：1.最大转速：主轴能够达到的最高转速，通常以转/分钟（rpm）为单位。
最大转速越高，表示主轴的加工能力越强。
2.最大转矩：主轴能够提供的最大转矩，通常以牛·米（Nm）为单位。
最大转矩越大，表示主轴的切削能力越强。
3.加速度：主轴能够快速加速或减速的能力，通常以g为单位。
加速度越高，表示主轴能够快速实现工艺要求的转速变化。
4.动态精度：主轴运转时的加工精度，通常以微米（μm）为单位。
动态精度越高，表示主轴在高速转动时仍能保持较高的加工精度。
三、主轴的故障及解决方法在数控机床使用过程中，主轴可能会发生故障，以下是常见的主轴故障及解决方法：1.主轴振动：主轴振动导致加工精度下降，可能是由于轴承磨损或安装不稳定等原因引起。
解决方法包括更换轴承、调整安装精度等。
2.主轴过热：主轴长时间运转导致温度过高，可能是由于润滑不良、冷却装置故障等原因引起。
解决方法包括加强润滑、修复冷却装置等。
3.主轴轴承损坏：主轴轴承长时间使用导致磨损、损坏，可能是由于润滑不良、负载过重等原因引起。
(ZJ)主轴定位介绍
大家在学习数控车床技术的时候，都已经知道大部分数控车床或加工中心上都有主轴定位（或叫主轴定向）功能，现在为能更清楚地了解该功能，笔者在这里就就数控车床主轴定位的分类、原理、调整方法、及常见故障等方面展开讨论。
主轴定位：通常主轴只是进行速度控制，但在一些特殊的情况下也需要对主轴进行位置控制。
例如：在加工中心上进行自动换刀时、镗孔加工中因工艺要求而需要让刀时，以及车床在装卡工件等时都需要主轴准确的停在一个特定的位置上。
这就是我们通常所说的主轴定向功能。
主轴定向功能就是NC发出定向命令，通过主轴上的位置传感器上的一转信号使主轴停止在一个确定的位置上，并向伺服电机位置环一样提供一定的保持力矩。
定位与定向是两个概念主轴定向是一点定位，而定位是任何角度主轴定向是对主轴位置的简单控制，可以选来作为位置信号的元件有：外接接近开关与电机速度传感器。
主轴位置编码器。
电机或内装主轴的内置传感器。
而根据使用的位置信号的不同参数设置也有区别。
数控车床主轴定位有两种，一种是靠伺服主轴电机自身构成C轴，主轴电机和主轴靠同步带连接（1：1）构成全闭环，可以CS轮廓插补，定位，刚性功丝。
另一种可以在主轴上加一个伺服电机用齿轮传动组成C轴造成主轴定位故障的原因主要来自下面三个方面：1、主轴定位检测传感器位置安装不正确，无法检测到主轴状态，造成定位时主轴来回摆动。
2、主轴速度控制单元参数设置有误，使主轴定位产生误差或抖动。
3、主轴停止回路调整不当，会使主轴在定位点附近摆动。
对于前两种原因引起的故障，可通过调整定位传感器的安装位置或修改控制单元有关参数消除。
对于第三类原因引起的故障，只需调整主轴回路定位电位器即可排除。
加工中心主轴一般只能定向，不能定位，追求是用于换刀，镗孔时定向。
靠仅主轴尾端有一副检测元件（如光电开关，霍尔元件等），检测到定向信号后，主轴伺服电机会电磁锁紧定位（这类伺服电机一般编码器线数不高，定位精度低，但转速高），如果主轴定位不准确，可能会损坏刀库和主轴头。
数控机床编码器故障分析与诊断
均 要 相 差 ０１ ． ｍｍ左 右 ，而 且 有 固定 的规 律 。 根 据
（ ）故障诊断 数控车床端面加工时，表面 出 ３ 现振纹的原 因很多，在机械方面 有刀具 、丝杠、主 轴等部件 的安装不良、机床的精 度不足等都可能产 生以上问题 。但该机床为周期性出现 ，且有一定规 律 ，根据通常的情况 ，应与主轴的位置检测系统有 关，但仔 细检查机床主轴各部分 ，却未发现任何不 良。仔细观察振纹与 轴 的丝杠螺距相对应 ，因此
下面通过几个实例对此进行分析。
上应用广泛的位置检测装置 。编码器的故障与伺服 系统故障交错在一起 ，故障诊断难度很大。经过研 究，总结出了编码器的五种典型故障 ，并阐述 了其 故障分析与诊断的过程 。 检测装置是半闭环、闭环伺服系统的重要组成
部 分 ，它 的作 用 是检 测 执 行 元件 的 位 置和 速 度 ，进
（ ）故障诊断 经检查 ，该机 床在手动方式 ３ 下工作正常 ，参考点减速速度 、位置环增益设置正
确 ，测量编码器＋ Ｖ电压正 常，回参考点的动作过 ５
上 显示 ，而精编码器则可显示某一坐标上 的ｍｍ位
及０１ ． ｍｍ根据报警信息，精编码器有１个码道 ，每 ６
一
程正确。因此 ，可以初步判定故障是 由于编码器零
检 查 ，发 现Ｚ 编 码 器 外 壳有 被 撞 而 变 形 的 情 况 ， 轴
行信号处理并发送反馈信号 ，构成半闭环 、闭环控 制 。脉冲编码器是一种旋转式脉冲发生器 ，能把机
械转角转化成脉冲 ，有增量式与绝对式两类 ，既可
测量角位移又可测量速度 ，是一种在半闭环控制的
数 控 机床 上 应 用广 泛 的位 置 检测 装 置 。 作 为 检 测 元件 的 脉 冲 编码 器 ，一旦 出现 故 障 ，
数控机床主轴故障维修
数控机床主轴故障维修1. 引言数控机床主轴是数控机床的核心部件，主要用于驱动工件加工，并决定了机床的加工能力和精度。
然而，由于长时间运转或其他原因，主轴可能会出现故障，影响机床的正常工作。
本文将重点介绍数控机床主轴的常见故障及其维修方法。
2. 主轴故障类型主轴故障主要包括以下几种类型：2.1 轴承故障轴承是支撑主轴旋转的关键部件，常见的轴承故障包括磨损、松动、缺油等。
轴承故障会导致主轴运转不稳或产生异常声音。
维修时需要检查轴承的状态，并及时更换磨损的轴承或补充润滑油。
2.2 主轴温度过高主轴温度过高是常见的故障现象，可能是由于摩擦产生的过热或润滑不良导致。
维修时需要检查主轴的润滑系统，并清洁或更换润滑油。
此外，还需要检查主轴的冷却系统是否正常运行，必要时进行清洗或维修。
2.3 主轴偏心主轴偏心是指主轴旋转时产生的轴心不平衡现象，会导致加工件偏心或振动。
维修时需要使用专业的设备进行动平衡校准，调整主轴的轴心位置和重量分布，以保证主轴的稳定运行。
2.4 主轴电机故障主轴电机故障可能是由于电机损坏或电路问题导致，会导致主轴无法正常运转。
维修时需要检查电机的状态和电路连接，必要时更换损坏的电机或修复电路问题。
3. 主轴故障维修方法3.1 故障诊断在维修主轴故障之前，首先需要进行故障诊断，确定故障的具体类型和原因。
可以通过观察主轴的运行状态、听取异常声音、测量主轴的温度等方式来判断故障类型。
3.2 维修步骤一般来说，主轴故障的维修步骤如下：1.关闭机床电源，并确保主轴停止旋转。
2.拆卸主轴罩，检查轴承的状态和润滑情况。
3.如发现轴承磨损或缺油，及时更换轴承或补充润滑油。
4.检查主轴的冷却系统，清洁或维修冷却系统。
5.使用专业的动平衡设备进行主轴的动平衡校准。
6.检查主轴电机和电路连接，修复或更换损坏的部件。
7.组装主轴罩，并重新启动机床进行测试。
3.3 维护与预防为了减少主轴故障的发生，维护和预防工作十分重要。
《数控机床故障诊断与维修》第四章主轴驱动系统故障诊断与维修
项目描述
随着SPWM变频调速系统的发展，部分数控机床主轴驱动采用 通用变频器控制。所谓“通用”包含着两方面的含义：一是可以和 通用的笼型异步电动机配套应用；二是具有多种可供选择的功能， 可应用于各种不同性质的负载。变频器故障是常见的数控机床主轴 系统故障之一。
任务二 变频器故障诊断与维修
知识链接
（1）安川变频器的常见故障。 （2）主轴通用变频器常见报警及故障处理。
任务二 变频器故障诊断与维修
一、安川变频器控制的主轴在换刀时出现旋转
1.故障分析
任务实施
（1）通过查询安川变频器对输入信号的干扰资料，初步确认故障 原因与线路有关。 （2）再次检查机床的主轴驱动器、刀架控制的原理图与实际接线， 可以判定在线路连接、控制上两者相互独立，不存在相互影响。 （3）进一步检查变频器的输入模拟量，屏蔽电缆布线与屏蔽线连接， 发现该电缆的布线位置与屏蔽线均不合理。
本项目包括FANUC主轴系统的连线、主轴驱动单元参数设置、 FANUC α系列主轴的常见故障诊断方法和FANUC直流主轴驱动系统 常见故障诊断及处理。
项目描述
通过本项目的学习，学生应达到相应的能力目标，包括能够根 据电气原理图连接FANUC α主轴驱动系统；能够设定驱动单元参数 ；能够诊断常见的FANUC α主轴系统故障，并作相应处理；能够诊 断常见的FANUC直流主轴系统故障，并作相应处理。
2.故障处理
（1）切断驱动器电源，将设定端S1置“TEST”。 （2）接通驱动器电源。 （3）按组合键【MODE】、【UP】、【DOWN】和【DATASET】。 （4）当显示器由全暗变为“FFFFF”后，松开全部键, 并保持1 s以上。 （5）按组合键【MODE】和【UP】，使参数显示“FC-22”。 （6）按软键【DATASET】1 s以上，显示器显示“GOOD”，标准参数写入完成。 （7）切断驱动器电源，将S1（SH）重新置“DRIVE”。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
矿产
矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。