數控機床(Chuang)的主軸驅動系統也就是主傳動(Dong)系統，它的性(Xing)能直[Zhi]接決定了加工工件的表(Biao)面質量，它[Ta]結構[Gou]複雜，機、電、氣聯動，故障率較高，它的可靠(Kao)性将直接影響數控(Kong)機床的安全和(He)生産率。因此，在數控機床(Chuang)的維(Wei)修和維[Wei]護中[Zhong]，主(Zhu)軸驅動系統顯得很重要。 維修[Xiu]人員根據維修單，到[Dao]現場(Chang)進行[Hang]故障詢(Xun)問調查，确定[Ding]維修[Xiu]方案、拟[Ni]定維修工[Gong]作(Zuo)計劃、計劃工時[Shi]和費用；通過查[Cha]閱(Yue)數控機床PLC的相關顯示界面和電路[Lu]原理圖(Tu)、數控系統和就變頻器說明書[Shu]等維修資料，分(Fen)析故障原因；使用通用工具及[Ji]萬用(Yong)表，檢測判斷故障部[Bu]位，在機床現場[Chang]快速排除故障，填寫(Xie)維修記錄并交接驗收。

主軸相關知識

數控機床主軸(Zhou)驅動系統是數控機床的大功率(Lü)執行(Hang)機構，其功能[Neng]是(Shi)接受數控系統(Tong)(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅動主軸[Zhou]進行切(Qie)削加工。它包括主(Zhu)軸驅[Qu]動裝置、主軸(Zhou)電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構[Gou]及主軸。通常主軸驅[Qu]動被加工工件旋轉(Zhuan)的是車削加工，所對應的機床是車床類；主軸驅動切削刀具旋[Xuan]轉的是銑削加工，所對應的機(Ji)床是銑[Xi]床類。

主軸系統分類及特點

全功能數控機床的主[Zhu]傳動系統大多采用無級變速。目前，無級變(Bian)速系統根據控制方式的不同主要有[You]變頻主軸(Zhou)系(Xi)統和伺服主[Zhu]軸系統兩種，一般采用直[Zhi]流或[Huo]交流主軸電機，通過帶傳動帶(Dai)動主[Zhu]軸旋(Xuan)轉，或[Huo]通過帶傳動和主軸箱内的減[Jian]速齒輪(以獲得更大[Da]的轉矩)帶動(Dong)主軸旋轉。另外根據主軸速(Su)度控制信[Xin]号的不同可分為模[Mo]拟量控制的主(Zhu)軸驅動裝置和(He)串[Chuan]行數字控制(Zhi)的主軸驅動裝[Zhuang]置兩類。模拟量(Liang)控制的的主軸[Zhou]驅動裝置采用變頻[Pin]器實現主軸電動機控制，有通用[Yong]變頻器[Qi]控制通用電機(Ji)和[He]專用變頻器控制專用(Yong)電機兩種形式。目前大部分的經濟(Ji)型機(Ji)床均采用數控系統模拟量輸出+變頻[Pin]器+感應（異步）電機的形式[Shi]，性價比很高(Gao)，這時[Shi]也[Ye]可以将模拟主軸[Zhou]稱為變頻主軸。串行主軸驅動裝置一般由各數控公司自行研制并生産，如[Ru]西門(Men)子公司[Si]的611系列，日本[Ben]發那克公司[Si]的α系列等(Deng)。

1、普通籠型異步電(Dian)動機配齒輪變速箱

這是Z經濟的一種方(Fang)法主軸配置方式，但(Dan)隻能實現[Xian]有級調速，由于電[Dian]動機始終工作在額定轉速下，經齒(Chi)輪減速[Su]後，在主軸低速下輸出力矩大(Da)，重切削能力強(Qiang)，非常[Chang]适合粗加工(Gong)和半精加工的要[Yao]求。如果加工産品[Pin]比較單一，對(Dui)主軸轉[Zhuan]速沒有太高的要求，配置[Zhi]在數控(Kong)機床上也能起到[Dao]很好的效果；它的(De)缺點[Dian]是[Shi]噪音比較大(Da)，由于[Yu]電機工(Gong)作在工頻下(Xia)，主軸轉速範(Fan)圍不大，不适合有色金屬和需[Xu]要頻繁變換(Huan)主軸[Zhou]速(Su)度的加工場(Chang)合。

2、普通籠型異步電[Dian]動機[Ji]配簡易型變[Bian]頻器

可以實現主[Zhu]軸的無級調速，主[Zhu]軸[Zhou]電動機隻(Zhi)有工作在約500轉/分鐘以上才[Cai]能(Neng)有比較滿[Man]意的力矩輸(Shu)出，否則，特别是車床很容[Rong]易出現堵轉[Zhuan]的情況，一般[Ban]會采用[Yong]兩擋齒輪或皮帶(Dai)變速，但主軸仍然[Ran]隻能工作在中高速[Su]範圍，另外因(Yin)為[Wei]受到普通電動機Z高[Gao]轉速的限制，主軸的(De)轉速範(Fan)圍受到較大(Da)的限制。

這種方[Fang]案适(Shi)用于(Yu)需要無級調速但對[Dui]低速和高速都不要求的場合(He)，例如數控鑽銑床。國内生[Sheng]産的[De]簡易型[Xing]變(Bian)頻器較多(Duo)。

3、通籠型異步電動機配通用變頻器

目[Mu]前[Qian]進口的通[Tong]用變(Bian)頻器，除了具有U/f曲線[Xian]調[Diao]節，一般還具有無(Wu)反饋矢量控制功[Gong]能[Neng]，會對電動機的[De]低速特性有所改善[Shan]，配合[He]兩級齒輪變速，基本[Ben]上可以滿足車床低速（100—200轉[Zhuan]/分鐘）小加工餘量(Liang)的[De]加工，但同樣受Z高[Gao]電動機速度[Du]的限制。這是(Shi)目前經濟型數控機床比(Bi)較常用(Yong)的主(Zhu)軸驅動系統。

4、專用變頻電[Dian]動機配通用[Yong]變[Bian]頻器

一般采用有[You]反饋矢量控制，低[Di]速甚至零速時都(Dou)可以有(You)較大的力[Li]矩[Ju]輸[Shu]出，有些還具[Ju]有定向甚至分度進給的功能，是[Shi]非常有競争力[Li]的産品。以先馬YPNC系列變頻電動[Dong]機為例，電壓：三[San]相200V、220V、380V、400V可選；輸出功率：1.5-18.5KW；變頻範圍2-200Hz；（Z高(Gao)轉速r/min）；30min150%過載能力；支持V/f控制[Zhi]、V/f+PG（編碼器）控制、無PG矢量控制(Zhi)、有PG矢量控制。提供通用變[Bian]頻器的廠家以國外公司(Si)為主，如：西門(Men)子、安川、富(Fu)士(Shi)、三菱、日立等。

中檔數控機床主要采用這種方案，主軸傳動兩擋變速(Su)甚至僅一擋即可[Ke]實現轉速在100—200r/min左[Zuo]右時車、銑的重力切削。一些有定向功[Gong]能(Neng)的還可以(Yi)應用與要(Yao)求精镗加工[Gong]的(De)數控镗銑床[Chuang]，若(Ruo)應用在加(Jia)工中心(Xin)上，還不很理(Li)想，必(Bi)須采用其他輔[Fu]助(Zhu)機構完(Wan)成定向換(Huan)刀的功能，而且也不能達到(Dao)剛性攻(Gong)絲的要求。

安裝電(Dian)主軸的[De]機床主要用于精加[Jia]工和高速加工，例如[Ru]高速[Su]精密加工中心。另外，在(Zai)雕刻機和有[You]色金屬以及非金屬[Shu]材料加工(Gong)機床上應用較(Jiao)多，這些[Xie]機床由于隻對主軸高轉速有要求(Qiu)，因[Yin]此，往往不[Bu]用主軸驅動器。

就電氣(Qi)控制而言，機床主軸的控制是有别于(Yu)機床伺服軸的。一般情況下(Xia)，機床主[Zhu]軸的(De)控制系統為速度控制系統，而機床伺服軸的控制系統(Tong)為位置控制系統。換句話說，主[Zhu]軸編碼器一般(Ban)情況下不是[Shi]用[Yong]于位置反饋的（也不是(Shi)用[Yong]于速度反饋的），而僅[Jin]作(Zuo)為速度測量[Liang]元件使用，從(Cong)主軸編碼器上所獲取的數據，一般有兩個用途，其(Qi)一是用于主軸轉速顯(Xian)示(Shi)；其(Qi)二是用(Yong)于主軸[Zhou]與伺服(Fu)軸配合運行的場合（如螺紋切削加工[Gong]，恒線速加工[Gong]，G95轉(Zhuan)進給等）。

（來(Lai)源：大牛數控(Kong)技術）