數控機床主軸系統結構及其故障診斷方法探析

摘 要：數控機床主軸系統具有復雜性的特點，因此導致數控機床主軸系統故障的原因也是非常復雜的。鑒于此，要想有效的診斷數控機床主軸系統的故障，相關維修人員首先便需要明確的掌握數控機床主軸系統的結構，與此同時，也需要加強相關維修技術的學習，只有這樣才能有效的解決數控機床主軸系統的故障。本文首先分析了數控機床主軸系統的結構特點，繼而結合具體案例分析了解決數控機床主軸系統故障的方法，以期為相關維修人員的工作提供方法借鑒。

關鍵詞：數控機床;主軸系統結構;故障診斷方法

通過深入的研究數控機床主軸系統，我們可以發現在工業領域中應用的數控機床主軸系統和傳統的機床主軸系統存在著明顯的區別。在我國社會迅速發展的大背景下，數控機床從業人員必須努力的提升自身的綜合素質，才能更好的適應全新的工作形勢。為此，數控機床從業人員需要努力的研究和分析數控機床主軸系統的結構，并努力的學習與數控機床主軸系統相關的維修技術，從而更輕松的完成數控機床主軸系統的維修工作。筆者在文章中結合了具體案例對數控機床主軸系統經常會出現的故障以及與之對應的檢修方法進行了細致分析。

1、數控機床主軸系統結構及其特點

近年來，數控車床被廣泛的應用到了制造型工廠的零部件制造之中，通過數控車床的合理使用能夠完成種類繁多零部件的批量生產。經過大量的調查研究，筆者發現現階段在制造型工廠中使用最為普遍的數控車床主要有數控車床、數控銑床以及加工中心三類。為盡可能的提高數控機床的智能化水平，并進行高精度、高效率的零部件加工，數控車床的主軸控制系統也采取了極具特色的結構。

通過深入的研究和分析數控機床主軸系統的機械結構，我們可以發現其主要具有以下幾個特點：首先數控機床主軸系統的主軸為空心。其次，主軸前端主要是結合了短圓錐法蘭盤結構和卡盤體。再次，主軸的后端可以用來安裝回轉油缸。最后，齒輪轉動、同步帶轉動等都屬于其傳動的形式。

通過深入的研究和分析數控機床主軸系統的電氣結構，我們可以發現其主要具有以下幾個特點：首先，驅動器主要是進行主軸電動機和數控裝置的連接。其次，光電脈沖編碼器主要用于主軸轉速的檢測。最后，回轉油缸液壓控制回路主要是用于卡盤卡爪的控制。

2、數控機床主軸系統故障特點及其診斷方法

2.1數控機床主軸系統故障特點

根據系統故障的特點進行劃分，主軸系統故障主要由機械故障和電氣故障兩方面組成。在大量的調查研究中，筆者發現對于機械部分而言，最常見的故障部位便是那些經常進行旋轉運動和直線運動的部件。因此，檢修人員在檢查故障時應當從這些部件著手檢查。主軸系統的電氣部分主要包括主軸電動機、準停裝置、數控裝置、主軸轉速檢測裝置等。在這些部位當中準停裝置、數控裝置的故障率較高，為此，檢修人員在檢修過程中應當重點檢修這些部位。

2.2故障診斷方法

通常情況下，數控機床主軸系統的機械故障非常容易發現，而電氣故障則很難進行診斷。因此，檢修人員在檢修過程中可以首先檢查數軸機床主軸系統是否存在機械故障，當確定不存在機械故障之后，在檢查電氣部分的故障。在檢修過程中，檢修人員首先便應當明確機床的主軸部件結構，并逐一檢查每個部件是否能夠正常運行。通常情況下，數控機床主軸故障是由機械動作失靈而導致。因此，先對數控機床主軸系統的機械部分進行檢查，在此之后再進行電氣部分的檢查往往可以更輕松地完成檢修工作。

3、故障診斷實例

（1）搭載SINUMERIK810T系統的數控機床，在起動主軸旋轉過程中出現了7006報警，即無法實現自動加工。在檢修過程中可以遵循以下思路進行故障的分析和處理：首先該故障表示主軸存在問題，然而在查看主軸之后筆者發現主軸已經開始運行，而屏幕上檢查主軸的轉速卻顯示為零，因此出現報警。但通過細致的觀察主軸可以發現，其已經在旋轉過程中而且轉速也并不存在問題。此時筆者便考慮主軸轉速反饋系統可能存在問題。眾所周知，主軸編碼器是在同步帶轉動的基礎上完成工作的，因此，筆者對主軸轉速反饋系統進行了檢查，在詳細檢查之后，筆者發現同步帶出現了斷裂的現象，也正因如此，主軸編碼器無法實現與主軸同步旋轉，這也是導致該故障的主要原因。要想解決這一故障只需對同步帶進行更換即可解決故障。在更換同步帶之后，故障果然消除。

（2）搭載SINUMERIK840D系統的數控銑床，機床在工作過程中出現了主軸轉速有時快速旋轉而有時卻旋轉很慢的現象。在檢修過程中檢修人員可以遵循以下思路進行故障的分析和處理：導致這一現象出現的原因可能有以下幾個方面：首先，可能是主軸驅動裝置長時間缺乏維護優化。因此，主軸驅動裝置在工作過程中出現了無法正常運行的情況。而這臺機床經常進行維護和優化，因此這種情況基本可以排除。其次，有可能是其他干擾因素導致的主軸轉速不穩定的現象，但在觀察中發現機床的其他部分并未出現故障，因此這一情況基本也可以排除。再次，有可能是因為轉速反饋回路出現了故障。為此，在檢查過程中，筆者首先檢查了編碼器的連接電纜，在檢查過程中，筆者發現編碼器電纜插頭出現了松動的現象，因此，這可能便是導致主軸電動機無法穩定運轉的原因。為此，筆者將主軸編碼器電纜連接插頭進行了固定，在完成固定工作之后，主軸轉速便恢復了平穩狀態，故障排除。

為了高效率、高水平的完成數控機床的檢修工作，檢修人員在檢修過程中應當時刻保持清醒的頭腦，并結合相應的結構有序的進行故障分析，只有這樣才能切實的解決各種故障。

結束語：

總之，數控機床當中包含著許多新興的技術，因此，倘若數控機床出現了故障了情況，那么很難精準的把握故障出現的原因以及故障出現的部位。因此，為了高效率、高質量的完成數控機床主軸系統的檢修工作，檢修人員便需要熟悉的掌握數控機床主軸系統的結構，只有這樣才能在檢修過程中更高效、更精確的把握故障出現的部位以及故障出現的原因，也只有這樣才能采取有效的方法排除故障。本文首先分析了數控機床主軸系統的結構特點，繼而結合具體案例分析了解決數控機床主軸系統故障的方法，希望本文的研究可以為相關維修人員的工作提供方法借鑒，從而有效的提升維修人員的維修水平。

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作者簡介：

霍志偉，（1983.08--）男，漢族，遼寧彰武人，本科，講師，研究方向：智能制造應用、數控技術。