數控機床的主軸驅動系統也就是主傳(chuán)動系統，它的性能直接決定了加工工件(jiàn)的表面質量，它結構複雜，機、電、氣聯動，故障率較高(gāo)，它的可靠(kào)性将直接(jiē)影響數控機床(chuáng)的安全和生産率。因此，在數控機床的維修和維護中，主軸驅(qū)動系統顯得很重(zhòng)要。 維修人員根據維修單，到(dào)現場進行(háng)故障詢問調查，确定(dìng)維修方案、拟定維修工作計劃、計劃工時(shí)和費用；通過查閱數控機床PLC的相關顯示界面和電路(lù)原理圖(tú)、數控系統和就變頻器說明書(shū)等維修資料，分析故障原因；使(shǐ)用通用工具及(jí)萬用(yòng)表，檢測判(pàn)斷故障部位，在機床現場快速排除故障，填寫維修記錄(lù)并交接驗收(shōu)。

主軸相關知識

數控機(jī)床主軸驅動系統是(shì)數控機床的大功率執行機構，其功能(néng)是接受數(shù)控系統(CNC)的S碼速度指令(lìng)及(jí)M碼輔助功能指令(lìng)，驅動主軸進行切削加工。它包括主軸驅動裝置、主軸電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構及主軸。通常(cháng)主軸驅動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應的機床(chuáng)是車床類；主軸驅動切削刀具旋轉的是銑削加工，所對應的機床是銑床類。

主軸系統分類及特點

全功能數(shù)控機床的主傳動系統大多采用無級變速(sù)。目前，無級變速系統根(gēn)據(jù)控制方式的不(bú)同主要有(yǒu)變頻主軸(zhóu)系統和伺服主軸系統兩種，一般采用直流或交流主軸電機，通過帶傳動帶動主軸旋(xuán)轉，或(huò)通過帶傳動和主軸箱内的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主(zhǔ)軸旋轉(zhuǎn)。另外根據(jù)主軸速(sù)度控制信号的不同可分為模拟量控制的主軸驅動裝置和串行數字控制的主軸驅動裝置兩類。模拟量控制的的主軸驅動裝置采用變頻器實現主軸電動機控制，有通用變頻器(qì)控制通用電機和專用變頻器控制專用電機兩種形式(shì)。目前大部分的經濟(jì)型機(jī)床均采用(yòng)數控系統模拟(nǐ)量輸出+變頻器+感應（異步）電機的形式(shì)，性價比很高，這時(shí)也可以将模拟主軸(zhóu)稱為變頻主軸。串行主軸驅動裝置一般(bān)由各數控公司自行(háng)研制并生産，如(rú)西門子公司的611系列，日本發那克公司的α系列等。

1、普(pǔ)通(tōng)籠型異步電動(dòng)機配齒(chǐ)輪變速箱

這是Z經濟的一種方(fāng)法主軸配置方式，但隻能實(shí)現(xiàn)有級調速，由于電動機始終工(gōng)作在額定轉速下，經齒輪減速後(hòu)，在主軸(zhóu)低速下輸出力矩大(dà)，重切削能力強，非常(cháng)适合(hé)粗加工和半精加工的要求(qiú)。如果加工産品比較單(dān)一，對主軸轉速沒有太高(gāo)的要求，配置在數控機床上也能起到很好的效果；它的缺點是噪音比較大，由于電機工作在工頻下，主軸轉速範圍不大，不适合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場(chǎng)合。

2、普通籠型異步電動機(jī)配簡易型變頻器

可(kě)以(yǐ)實現主軸的無級調速，主軸電動機隻(zhī)有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘(zhōng)以上才能有比較滿(mǎn)意的力矩輸出，否則，特别(bié)是車床很(hěn)容易出現堵轉的(de)情況，一般會采用兩擋齒輪(lún)或皮帶變速(sù)，但主軸仍然(rán)隻能工作在中高速範圍，另外因為(wéi)受到普通電動機Z高(gāo)轉速的限制，主軸的轉速範圍受到較大的限制。

這種方案适用于(yú)需要無級調速但對低速和(hé)高速都不要求的場合，例如(rú)數(shù)控鑽銑床。國内生産的簡易型變頻器較多。

3、通籠型異步電動機配通用變頻器

目前進口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調節，一般還具有無(wú)反饋(kuì)矢量控制功(gōng)能，會對電動機的低速特性有所改善，配合兩級齒輪(lún)變速，基本上可以滿足車床低(dī)速（100—200轉/分鐘）小加工餘量(liàng)的加(jiā)工，但同樣受(shòu)Z高電動機速度(dù)的限制。這是目前經(jīng)濟型數控機床比較常用的主軸驅動系統。

4、專用變頻電動機配通用變頻器

一般采(cǎi)用(yòng)有反饋矢量控制，低(dī)速甚至零速時都可(kě)以有較大的力矩輸出，有些還具(jù)有定向甚至分度(dù)進給(gěi)的功能，是非常有競争力(lì)的産品。以先馬YPNC系列變頻電動機為例，電壓：三相200V、220V、380V、400V可選；輸出功(gōng)率：1.5-18.5KW；變頻範圍(wéi)2-200Hz；（Z高(gāo)轉速r/min）；30min150%過載能力(lì)；支持V/f控制、V/f+PG（編碼器）控制(zhì)、無PG矢量控制、有PG矢量控制(zhì)。提(tí)供通用變頻器的(de)廠家以國外公司為主(zhǔ)，如：西門子、安川、富士、三菱、日立(lì)等。

中檔數控機床主要(yào)采用這種方案，主(zhǔ)軸傳動兩擋變速甚至僅一擋(dǎng)即可實現轉(zhuǎn)速在100—200r/min左(zuǒ)右時車、銑的重力切(qiē)削。一些有定向功能的還可以應用與要求精镗加工的數控镗銑床，若應用在加(jiā)工中心上，還不(bú)很理想，必須采用其他輔助機構完成定向換(huàn)刀的功能，而(ér)且也不能達到剛性攻(gōng)絲的要求。

安裝電(diàn)主軸的機床主(zhǔ)要用于精加(jiā)工和高速加(jiā)工，例如高速精密加工中心。另外，在雕刻機和有色金屬以及非金(jīn)屬材料(liào)加工機床(chuáng)上應(yīng)用較多，這些(xiē)機床由(yóu)于(yú)隻對主(zhǔ)軸高轉速(sù)有要求，因此，往往(wǎng)不用主軸驅動器。

就(jiù)電氣(qì)控制而言，機床主軸的(de)控制(zhì)是有别于機床伺服軸的。一般情況下，機床主軸的控制系統為速度控制系統，而機(jī)床伺服軸的控制系統(tǒng)為位置控制系統。換句話說，主軸編碼器一般(bān)情況下不是用于位置反饋的（也不是(shì)用于速(sù)度反饋的），而僅作為速度測量(liàng)元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數據，一(yī)般有(yǒu)兩個用途，其一是用于主軸轉速顯示；其二是用于主軸(zhóu)與伺服軸配合運行的(de)場合（如螺(luó)紋切削加工，恒線速加工，G95轉進給等(děng)）。

（來源：大牛數(shù)控技術）