數控機床的主軸驅動係統也就是主傳動係統，它的（de）性能（néng）直（zhí）接決定了加工工件的表麵質量，它結構複雜，機、電、氣聯動，故障率較高，它的可靠性將直接影響數（shù）控機床的安全和生產（chǎn）率。因此，在數控機床的維修和維（wéi）護中，主軸驅動係統顯得很（hěn）重要。 維修人員根據維修單，到現場進行故障詢問調查，確定維修方案、擬定維修工作計劃、計劃工時和費用；通過查閱數控機床（chuáng）PLC的相關顯（xiǎn）示界麵和電路原理圖（tú）、數控係統和就變頻器說明書等（děng）維修資料，分析故障原因；使（shǐ）用通用工具及萬用表，檢測判斷故障部位，在機床現場快速排除故障，填寫維修記錄並交接驗收。

主軸相關（guān）知識

數控機床主軸驅動係統是數控機床的大（dà）功率執行機構（gòu），其功能（néng）是接受數控係統(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能（néng）指令，驅動主軸進行切削加工。它包（bāo）括主軸驅動裝置、主軸電動機、主軸位（wèi）置檢測裝置、傳動機構（gòu）及主軸。通常主軸驅動被（bèi）加工工（gōng）件（jiàn）旋轉的是車削加（jiā）工，所對應的機床是車床類；主軸驅（qū）動切削刀具旋轉的是銑削加（jiā）工，所對應的（de）機（jī）床是銑床類。

主軸係統分類及特點

全功能數控機床的主（zhǔ）傳動係統（tǒng）大多采用無級變速。目前，無級（jí）變速係統根據控（kòng）製方式的不同主要有變頻主軸係統和伺服（fú）主軸係統（tǒng）兩種，一般采用直流（liú）或交流主軸電（diàn）機，通過帶傳動帶動主軸旋（xuán）轉，或通過帶傳動和主軸（zhóu）箱（xiāng）內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。另外根據主軸（zhóu）速度控製信號的（de）不同可分為模擬量控製的主軸（zhóu）驅動裝置和串行數字控製的主軸驅動裝（zhuāng）置兩（liǎng）類（lèi）。模擬量控（kòng）製的的主軸驅（qū）動裝置（zhì）采用變頻器實現（xiàn）主（zhǔ）軸電動機控製，有通用變頻器控（kòng）製通用電機和專用變（biàn）頻器控製專用電機兩種形式。目前大部分（fèn）的經濟型機床均采用數控係統模擬量輸出+變頻器（qì）+感應（異步）電機的形式，性價比很（hěn）高，這時也可以將模擬主軸稱（chēng）為變頻主軸。串行主軸驅（qū）動裝置一般由各數（shù）控公司自（zì）行研製並生產，如西門子公司（sī）的611係列，日本發那克公司的α係列等。

1、普通籠型異步（bù）電（diàn）動機配齒輪變（biàn）速箱

這是Z經濟（jì）的一（yī）種方法主軸配（pèi）置方式，但隻能實現有級調速，由於電動機始終工（gōng）作在額定轉速下，經齒輪減速後，在主軸低速下輸（shū）出力矩大，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。如果加工產品比較單一，對主軸轉速沒有太高的要求，配置在數控機床上也能起到很好的效果；它（tā）的缺點是噪音比較大，由（yóu）於電機（jī）工作在工頻下，主軸轉速範圍不大（dà），不適合有色金屬和（hé）需要頻繁變換主（zhǔ）軸速度的加（jiā）工場合。

2、普通籠型異步電動機配（pèi）簡易型變頻（pín）器

可以實現主軸的無級調速，主軸（zhóu）電動機隻有工作在約500轉/分鍾以上才能（néng）有比較滿意（yì）的（de）力矩輸出，否則，特（tè）別是車（chē）床很（hěn）容易出現堵轉的情況，一般會采（cǎi）用兩擋齒輪（lún）或皮帶變速，但主軸仍然隻能工作在中高速範圍，另（lìng）外（wài）因為受到普通電動機Z高轉速（sù）的限製，主軸的轉速範圍受到較大的限（xiàn）製。

這種方案適用於需要（yào）無級調速但（dàn）對（duì）低速和高速都不要求（qiú）的場合，例如數控鑽銑床。國內生產的簡易型變頻器較多。

3、通籠型異步電動（dòng）機配（pèi）通用變頻（pín）器

目前進口的通用（yòng）變頻器，除了（le）具有U/f曲線調節，一般還具有（yǒu）無反饋矢（shǐ）量控製功能，會對電動機的（de）低速特性有所改善，配合兩級齒輪變速，基本上可以滿足車床低速（100—200轉（zhuǎn）/分（fèn）鍾（zhōng））小加工（gōng）餘量的加工，但（dàn）同樣受Z高電動機（jī）速度的限製。這（zhè）是目前經（jīng）濟型數（shù）控機床比較（jiào）常用的主軸（zhóu）驅（qū）動係統（tǒng）。

4、專用變頻電動機配通用變頻器

一般采（cǎi）用有反饋矢量控（kòng）製（zhì），低速甚至零速時都可以有較大的力矩輸出，有（yǒu）些還具有定（dìng）向甚至分度進（jìn）給的功能，是非常有（yǒu）競爭力的產品。以先馬YPNC係列變頻電動機為例，電壓：三相200V、220V、380V、400V可選；輸出功率（lǜ）：1.5-18.5KW；變頻範圍（wéi）2-200Hz；（Z高轉速r/min）；30min150%過載能力；支持V/f控製（zhì）、V/f+PG（編碼器）控製、無PG矢量控製、有PG矢量控製。提供通用變（biàn）頻器（qì）的廠家以國外公（gōng）司為（wéi）主，如：西門子（zǐ）、安川、富士、三菱、日立等。

中檔數控機床主要采用這種方案，主軸（zhóu）傳（chuán）動兩（liǎng）擋變速甚（shèn）至僅一擋即（jí）可實現轉（zhuǎn）速在（zài）100—200r/min左右時（shí）車、銑的重力切削。一些有定向功能的還（hái）可以應用與要求精鏜加（jiā）工（gōng）的數控鏜銑床，若應用在加工中（zhōng）心上，還不很（hěn）理想，必（bì）須采（cǎi）用其他輔助機構完成定向換刀的功（gōng）能，而（ér）且也不（bú）能達到剛性攻絲的要求。

安裝電主軸的機床主要用於精加工和高速加（jiā）工，例如（rú）高速精密加工中心。另外，在（zài）雕（diāo）刻機和有色金（jīn）屬以及非金屬材料加工機床上應用較（jiào）多，這些機床由（yóu）於隻對主軸高轉速有要求（qiú），因此，往往不用主軸驅動器。

就電氣控製而言，機床主軸的控製是有別於（yú）機床伺服軸的。一般情況下，機床主軸的控製係統為速度（dù）控（kòng）製係統，而（ér）機床伺服軸（zhóu）的控（kòng）製係統為位置控製係統。換句話說，主軸編碼器一般情（qíng）況下不是用於位置反饋（kuì）的（也不是用於速度反饋的），而僅作為速度測量元件（jiàn）使用，從主軸編碼器上所獲取的數據，一般有（yǒu）兩個（gè）用途，其一是用於主軸轉速顯示；其（qí）二是用於主軸與伺服軸配合運行的場合（如（rú）螺紋切削（xuē）加（jiā）工，恒線速加工，G95轉進給等）。

（來源：大牛數控技術）