主轴准停装置装调与维修
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项目二 数控车床主传动装置的装调与维修
任务二
加工中心主传动装置的装配与调整
任务实施
二．数控加工中心VMC600主轴组件装配
（1） 检查主轴锥孔。用标准芯棒涂色检查，要求接触面 积不低于75%。 （2） 把零件迷宫套3/4、轴承5、隔套7/8、轴承9、隔套 10、螺母11按前后顺序安装在主轴2上。 （3） 把2组部件套入套筒24内。 （4） 把轴承12、隔套13/14、轴承15、法兰盖17、隔套 18按顺序装在主轴2上。
项目二
数控车床主传动装置的装调与维修
任务一
数控车床主传动装置的装调与维修
任务实施
项目二
数控车床主传动装置的装调与维修
任务一
数控车床主传动装置的装调与维修
任务实施
2. CK7815主轴传动部件的装配
（1） 前端三个角接触球轴承，应注意前面两个大口向外，朝向主 轴前端，后一个大口向里（与前面两个相反方向）。 （2） 后端圆柱滚子轴承的径向间隙由螺母3和螺母7调整。 （3） 为保证主轴脉冲发生器与主轴转动的同步精度，同步带的张 紧力应合理。
项目二
数控车床主传动装置的装调与维修
任务一
数控车床主传动装置的装调与维修
二、主轴常用材料及其热处理
主轴的内径用来通过棒料、通过刀具夹紧装置固定刀具、传动 气动或液压卡盘等。主轴材料选择主要根据刚度、载荷特点、耐磨 性要求的热处理变形大小等因素确定。一般要求的机床主轴选用 45，进行调质处理（预）获得较好的综合机械性能。
项目二
数控车床主传动装置的装调与维修
任务一
数控车床主传动装置的装调与维修
任务实施
项目二
数控车床主传动装置的装调与维修
任务二
加工中心主传动装置的装配与调整
一、加工中心的主传动系统
数控机床装调维修工(中级)课件-课题十一：主轴维修调整
电位器允许指示灯—当电位器允许输入量值时灯 亮。
参数显示器—一个4位7段参数和操作码显示器。 显示单位，赫兹/安培—指示与参数显示器响应
的数量单位为Hz或A。 电源指示灯—当变频器通电时亮。 功能键—此键用于在设置和监视参数时搜索参数
和功能菜单。
上/下键—交替使用这两个键可以使显示器上 所示的参数和功能菜单增大/减小。
按 或 直到出现
按下 显示C组功能参数C01 按 或 将C01参数设为00 按 存储参数并返回C组列表 按 出现参数C02 按 或 将C02参数设为01 按 存储参数并返回C组列表
2）．主轴系统调试
相关知识
1）主轴拖动
数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、 计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技 术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控 车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动 力约占整台车床的动力的70%～80%。数控机 床的技术水平依赖于进给和主轴传动系统的性 能，对于主轴传动来说，主要有下述要求
1、调速范围要宽 2、低速时大转矩输出 3、速度和功率不断提高
2）SJ100变频器调试与维护 1、SJ100变频器的面板键盘 SJ100变频器面板键盘布局如图11-1-4所示：
运行/停止指示灯—当变频器输出驱动电动机（运行模式） 是亮，当变频器输出关闭时灯灭（停止模式）。
编辑/监控指示灯—当变频器已准备进行参数编辑时（编辑 模式）灯亮，当参数显示器正在监视数据（监视模式） 灯灭。
一、根据原理图完成主轴控制系统的安装接 线
1、识读接线原理图，掌握工作原理，了解主 轴的控制要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及动作过程
2、控制电路连接：连接电机正反转控制信号， 正反转的控制（505、506、509）连接
参数显示器—一个4位7段参数和操作码显示器。 显示单位，赫兹/安培—指示与参数显示器响应
的数量单位为Hz或A。 电源指示灯—当变频器通电时亮。 功能键—此键用于在设置和监视参数时搜索参数
和功能菜单。
上/下键—交替使用这两个键可以使显示器上 所示的参数和功能菜单增大/减小。
按 或 直到出现
按下 显示C组功能参数C01 按 或 将C01参数设为00 按 存储参数并返回C组列表 按 出现参数C02 按 或 将C02参数设为01 按 存储参数并返回C组列表
2）．主轴系统调试
相关知识
1）主轴拖动
数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、 计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技 术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控 车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动 力约占整台车床的动力的70%～80%。数控机 床的技术水平依赖于进给和主轴传动系统的性 能，对于主轴传动来说，主要有下述要求
1、调速范围要宽 2、低速时大转矩输出 3、速度和功率不断提高
2）SJ100变频器调试与维护 1、SJ100变频器的面板键盘 SJ100变频器面板键盘布局如图11-1-4所示：
运行/停止指示灯—当变频器输出驱动电动机（运行模式） 是亮，当变频器输出关闭时灯灭（停止模式）。
编辑/监控指示灯—当变频器已准备进行参数编辑时（编辑 模式）灯亮，当参数显示器正在监视数据（监视模式） 灯灭。
一、根据原理图完成主轴控制系统的安装接 线
1、识读接线原理图，掌握工作原理，了解主 轴的控制要ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ及动作过程
2、控制电路连接：连接电机正反转控制信号， 正反转的控制（505、506、509）连接
数控机床电气系统装调与维修7.1自动换刀装调的装调与维修
(l)机械手刀库在进行正常换刀时，请不要按面板上的
(2)如果换刀过程中突然停电，机械手卡在刀柄上。 1)主轴松刀 2)将机械手电机的煞车释放点打开。
3)用扳手转动电机顶部轴端，使机械手回到原位(ATC指示灯变亮)， 注意观察机械手的运动方向，如果扳不动，请反向扳动。 4)将机械手电机的煞车释放点关闭，重新通电即可。
扳动方向
一、刀库的连接
强电图
接触器控制电路
刀库接线图
二、自动换刀装置的维修
例7—1 机械手自动换刀时不换刀。 故障现象：机械手自动换刀时不换刀。 故障检查与分析：故障发生后检查机械手的情况，机械手在自 动换刀时不能换刀，而在手动时又能换刀，且刀库也能转位，机床 除机械手在自动换刀时不换刀这一故障外，全部动作均正常，无任 何报警。 检查机床控制电路无故障；机床参数无故障；硬件上也无任何 警示。观察机械手在手动时的状态，刀库旋转及换刀动作均无误。 观察机械手在自动时的状态，刀库旋转时，变频器工作正常，而机 械手换刀时，变频器不正常，其工作频率由35变为了02。检查NC信 号已经发出，且变频器上的交流接触器也吸合，测量输入接线端上 X1、X2的电压在手动和自动时均相同，并且，机械手在手动时，其 控制信号与变频无关。因此，考虑是变频器设定错误．
一、刀库换刀流程
1.斗笠式刀库换刀流程
注
意 ：在实际加工中如图 所示的指令是不用的，只用 换刀指令就可以了。
斗笠式刀库换刀流程
斗笠式刀库换刀动作过程 l-刀库原点检知开关 2-刀库退回检知开关 3-刀库摆出检知开关 4-刀库计数检知开关 5-主轴松刀检知开关 6-主轴紧刀检知开关
2.机械手式刀库换刀流程
故障原因：操作者误将变频器设定值修改，致使输出频 率太低，而不能驱动机械手工作。
补充3_主轴系统介绍和维修和调整
将轴承放入槽中加热，使内孔涨大，在轴上涂以轻油，然后迅速 从槽液中取出轴承装在轴上。 ②加热平板 将轴承放于平板上升温到指定温度，使用高温温 度计或试温笔测温来保证不过热，试验内孔涨大量。 ③使用温控烤炉 通过轴承在炉内经足够长时间,使其均匀加热, 但不过热.
④冰冷处理 将轴承臵于二氧化碳干冰中,使外圈缩小,放入体壳孔 至常温.注意用防冻手套,控制温度不能过大.
单列圆锥滚子轴承 能受径向力，又能受单向轴向力。内锥角不同， 轴向受力能力不同。受载特点同滚子轴承一样。极限转速低。
双列圆锥滚子轴承 能受径向力，又能受双向轴向力。受载特点同滚 子轴承一样。极限转速低。 该轴承在二内环端可放入垫片，从而达到预紧。
3.2轴承的游隙和消除
滚动轴承的滚动体和内外圈的滚道之间存在着间隙,它的方位 随转动和受载不断改变着,被称为游隙。 游隙与制造精度有关，标准化规定，不同的精度等级有不同 的游隙。它的大小对轴承的温升，噪声和寿命有很大的影响。 游隙有原始游隙，工作游隙和失效游隙三种。 1）原始游隙 滚动轴承装配制造出 厂时，滚动体和内外圈 滚道之间的游隙。即内 外圈之间最大的位移量。 测量：固定外圈，轴向或径向推动内圈，
整体结构
双套式结构
4)内孔拉有两端不开穿的油槽,中心线下方开有毛毡圆通槽. 剖缝应避开承载区,不使破坏油膜的生成.
更换制作工艺流程: 1)毛坯 ①粗车外圆放毛坯车余量5mm,内孔按合金层厚度车至 尺寸; ②外送离心浇铸.(空内按量放轴承合金后,两端加焊端盖)
车毛 坯 加焊端盖 车两顶尖
离心 浇注
去盖 检查
目的:消除或减少装配零件之间的跳动量,提高回转精度 主轴轴颈和滚动轴承的内外圈都有一定的制造误差,在装配时适当选择 误差偏向,可以降低误差的影响,进一步提高主轴的回转精度. 1）支承中心
④冰冷处理 将轴承臵于二氧化碳干冰中,使外圈缩小,放入体壳孔 至常温.注意用防冻手套,控制温度不能过大.
单列圆锥滚子轴承 能受径向力，又能受单向轴向力。内锥角不同， 轴向受力能力不同。受载特点同滚子轴承一样。极限转速低。
双列圆锥滚子轴承 能受径向力，又能受双向轴向力。受载特点同滚 子轴承一样。极限转速低。 该轴承在二内环端可放入垫片，从而达到预紧。
3.2轴承的游隙和消除
滚动轴承的滚动体和内外圈的滚道之间存在着间隙,它的方位 随转动和受载不断改变着,被称为游隙。 游隙与制造精度有关，标准化规定，不同的精度等级有不同 的游隙。它的大小对轴承的温升，噪声和寿命有很大的影响。 游隙有原始游隙，工作游隙和失效游隙三种。 1）原始游隙 滚动轴承装配制造出 厂时，滚动体和内外圈 滚道之间的游隙。即内 外圈之间最大的位移量。 测量：固定外圈，轴向或径向推动内圈，
整体结构
双套式结构
4)内孔拉有两端不开穿的油槽,中心线下方开有毛毡圆通槽. 剖缝应避开承载区,不使破坏油膜的生成.
更换制作工艺流程: 1)毛坯 ①粗车外圆放毛坯车余量5mm,内孔按合金层厚度车至 尺寸; ②外送离心浇铸.(空内按量放轴承合金后,两端加焊端盖)
车毛 坯 加焊端盖 车两顶尖
离心 浇注
去盖 检查
目的:消除或减少装配零件之间的跳动量,提高回转精度 主轴轴颈和滚动轴承的内外圈都有一定的制造误差,在装配时适当选择 误差偏向,可以降低误差的影响,进一步提高主轴的回转精度. 1）支承中心
数控机床主轴准停
在通过前壁小孔镗同后刀尖才能通过前壁小孔进入箱体对大孔进行加工
数控机床主轴准停装置
• • • • 青岛港湾职业技术学院 12数控二班 赵亚伟 （44）
主轴准停装置
• 定义：主轴准停功能又称为主轴定位功能，既当 主轴停止时，能够准确的停于某一固定位置。 • 原理：在自动换刀的数控机床上，每次自动装卸 刀具时，都必须使刀柄上的键槽对准主轴的端面 键。
主轴准停换刀示意图
主轴准停镗背孔
• 原理：在通过前壁小孔镗同轴大孔时，要 求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的 方位上，以便主轴沿该方位偏移一定尺寸 后，刀尖才能通过前壁小孔进入箱体对大 孔进行加工。------见下示意图
分类
• 1、机械方式 • 2、电气方式 • （电气方式分：磁传感器控制准停、编 码器控制准停、数控系统控制准停。
数控机床主轴准停装置
• • • • 青岛港湾职业技术学院 12数控二班 赵亚伟 （44）
主轴准停装置
• 定义：主轴准停功能又称为主轴定位功能，既当 主轴停止时，能够准确的停于某一固定位置。 • 原理：在自动换刀的数控机床上，每次自动装卸 刀具时，都必须使刀柄上的键槽对准主轴的端面 键。
主轴准停换刀示意图
主轴准停镗背孔
• 原理：在通过前壁小孔镗同轴大孔时，要 求主轴实现准停，使刀尖停在一个固定的 方位上，以便主轴沿该方位偏移一定尺寸 后，刀尖才能通过前壁小孔进入箱体对大 孔进行加工。------见下示意图
分类
• 1、机械方式 • 2、电气方式 • （电气方式分：磁传感器控制准停、编 码器控制准停、数控系统控制准停。
伺服主轴的装调与维修
=4095×150／6000=102r／min
一、M型齿轮换挡方式A
输入S代码与输出电压的关系(A方式)
3.主轴速度A(r／min)，指令电压10V，低速挡(参数NO.3741)。 A=6000×11／108=61lr／min
一、M型齿轮换挡方式A
输入S代码与输出电压的关系(A方式)
4.主轴速度B(r／min)，指令电压10V，高速挡(或中速挡)(参数 NO.3742)。
B=6000×260／1071=1457r／min
二、M型齿轮换挡方式B
输入S代码与输出电压关系(B方式)
7.主轴速度C(r／min)，指令电压10V，高速挡(参数NO.3743)。 C=6000×1 69／238=4260r／min
三、T型齿轮换挡
模拟电压与主轴转速的线性关系
模拟电压与主轴转速的线性关系
1.模块介绍 (1)PSM（电源模块）
为主轴和伺服提供逆变直流电源的模块，3相200V输入经PSM 处理后，向直流母排输送DC300电压。PSM模块中有输入保护电路 ，通过外部急停信号或内部继电器控制MCC主接触器，起到输入 保护作用。
FANUC 放大器连接图
PSM（电源模块）实装图
信号说明； MCCOFF：MCC 断开； PWM：脉宽调制信号； DB：动态制动器回路； ISO：绝缘放大器回路； STB：稳压电源回路； CALM :变换器报警； *CRDY :变换器准备就绪； MCOFF :MCC 断开； IALM :逆变器报警； PD :位置数据信号； PREQ :数据请求信号； FSSB：Fanuc Serial Servo Bus——FANUC伺服 串行伺服总线
一、主轴连接
α 系列伺服由电源模块（PSM：Power Supply Module）、 主轴放大器模块（SPM：Spindle amplifier Module）和伺服放 大器模块（SVM：Servo amplifier Module）三部分组成。
一、M型齿轮换挡方式A
输入S代码与输出电压的关系(A方式)
3.主轴速度A(r／min)，指令电压10V，低速挡(参数NO.3741)。 A=6000×11／108=61lr／min
一、M型齿轮换挡方式A
输入S代码与输出电压的关系(A方式)
4.主轴速度B(r／min)，指令电压10V，高速挡(或中速挡)(参数 NO.3742)。
B=6000×260／1071=1457r／min
二、M型齿轮换挡方式B
输入S代码与输出电压关系(B方式)
7.主轴速度C(r／min)，指令电压10V，高速挡(参数NO.3743)。 C=6000×1 69／238=4260r／min
三、T型齿轮换挡
模拟电压与主轴转速的线性关系
模拟电压与主轴转速的线性关系
1.模块介绍 (1)PSM（电源模块）
为主轴和伺服提供逆变直流电源的模块，3相200V输入经PSM 处理后，向直流母排输送DC300电压。PSM模块中有输入保护电路 ，通过外部急停信号或内部继电器控制MCC主接触器，起到输入 保护作用。
FANUC 放大器连接图
PSM（电源模块）实装图
信号说明； MCCOFF：MCC 断开； PWM：脉宽调制信号； DB：动态制动器回路； ISO：绝缘放大器回路； STB：稳压电源回路； CALM :变换器报警； *CRDY :变换器准备就绪； MCOFF :MCC 断开； IALM :逆变器报警； PD :位置数据信号； PREQ :数据请求信号； FSSB：Fanuc Serial Servo Bus——FANUC伺服 串行伺服总线
一、主轴连接
α 系列伺服由电源模块（PSM：Power Supply Module）、 主轴放大器模块（SPM：Spindle amplifier Module）和伺服放 大器模块（SVM：Servo amplifier Module）三部分组成。
主轴准停装置详解
立车主轴准停装置详解
主轴准停装置又称为主轴定位装置，是具有自动换
刀功能的数控机床的重要结构。
它的作用是使主轴每次
都准确停在固定的圆周位置上，这样不仅保证了每次换
刀时主轴上的端面键都能准确对准刀夹上的键槽，还保
证了每次装刀时刀夹与主轴的相对位置不变，提高了刀
具的重复安装精度和零件的加工精度。
主轴准停装置有两种方式，一种是机械式，一种是
电气式。
机械式定位采用机械凸轮机构或光电盘方式进
行粗定位，由一个液动或气动的定位销实现精确定位。
完成换刀后，定位销从主轴上的销孑L或销槽退出，主轴
开始旋转。
这种定位方法结构复杂，在早期数控机床上
使用较多。
现代数控机床多采用电气方式定位，只要数
控机床发出指令信号即可实现主轴准确定位。
此种方式
定位一般有两种方法：一种是用磁性传感器检测定位；一种是用位置编码器检测定位。
所示为主轴部件采用的就是利用磁性传感器检测定位的电气控制的准停装置。
在带动主轴旋转的多楔带轮1的端面上装有一个厚垫片4，垫片上又装有一个体积很小的永久磁铁3。
在永久磁铁旋转轨迹外1～2mm处装有磁传感器2，它安装在主轴箱箱体内对应于主轴准停的位置上。
当机床需要停车换刀时，数控装置发出主轴停转指令，主轴电动机立即降速，使主轴5以很低的速度回转。
在主轴以最低转速慢转几转后，永久磁铁3对准磁传感器2时，传感器发出准停信号。
此信号经放大器后，由定向电路控制主轴电动机准确地停止在规定的周向位置上。
这种装置机械结构简单，定位时间短，永久磁铁与传感器间没有摩擦，定位精度可达土1。
，可靠性高。
主轴准停装置装调与维修
任务巩固
一、填空题
1.数控机床主轴准停装置有机械控制准停、电气控制准停两类 。 2.数控机床主轴电气准停有磁传感器主轴准停、编码器型主轴 准停和数控系统控制准停三种形式。 3.采用磁传感器准停止时，接受到数控系统发来的准停信号ORT ，主轴立即加速或减速至某一准停速度。主轴到达准停速度且准 停位置到达时，主轴即减速至某一爬行速度。然后当磁传感器信 号出现时，主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的闭环控制 ，目标位置即为准停位置。 4.加工中心在换刀时，必须实现主轴准停。 5.数控系统主轴准停方式，其数控系统必须是采用闭环控制 数控机床电气系统装调与维修一体化教程
二、选择题（请将正确答案的代号填在空格中）
1.主轴准停是指主轴能实现（ A ）。
A.准确的周向定位
B.准确的轴向定位 C.精确的时间控制
2.数控机床的准停功能主要用于（ C ）。 A.换刀和加工中 B.退刀 C.换刀和退刀
3.主轴准停装置常有（ A、C ）方式。
a)原理图
b) M传感器 + 主轴位置编码器的连接图
编码器型主轴准停结构
编码器准停控制时序图
3.数控系统控制准停 注意如下问题：
（1）数控系统须具有主轴闭环控制的功能。
（2）主轴驱动装置应有进入伺服状态的功能。通常为避免冲 击，主轴驱动都具有软起动等功能。但这对主轴位置闭环控制产
生不利影响。此时位置增益过低则准停精度和刚度(克服外界扰
注 意
：电动机内部M传感器（旧名称:脉冲发生器），有A/B相2种
信号，一般用来检测主轴电动机的回转速度（转数），这种连接
的特点是：仅有速度反馈，主轴即不可以实现位置控制，也不能 做简单定向，用于数控铣床，但是不能实现G76、G87镗孔循环。
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数控机床电气系统装调与维修一体化教程 主编：韩鸿鸾
模块四 主轴驱动系统的装调与维修 任务四 主轴准停装置装调与维修
1
任务引入
2
任务目标
3
任务实施
4
知识内容
5
任务拓展
6
任务巩固
主轴准停功能又称主轴定位功能(Spindle Specified Position Stop)。即当主轴停止时，控制其停于固定的位置，这是加工中心上 自动换刀所必须的功能。
数控系统控制主轴准停结构
例如：M03 S1000 主轴以1000r／min正转
M19
主轴准停于缺省位置
M19 S100 主轴准停转至100°处
S1000
主轴再次以：1000r／min正转
M19 S200 主轴准停至200°处
（4）无论采用何种准停方案(特别对磁传感器主轴准停 方式)，当需在主轴上安装元件时，应注意动平衡问题。因 为数控机床主轴精度很高，转速也很高，因此对动平衡要 求严格。一般对中速以下的主轴来说，有一点不平衡还不 至于有太大的问题，但当主轴高速旋转时，这一不平衡量 可能会引起主轴振动。为适应主轴高速化的需要，国外已 开发出整环式磁传感器主轴准停装置，由于磁发体是整环， 动平衡性好。
定位盘准停原理示意图
二、电气准停控制
1.磁传感器主轴准停
a)原理图
b)M传感器 + 主轴定向的连接图
磁传感器准停控制系统构成
磁发体与磁传感器在主轴上位置示意图
磁传感器准停时序图
1-磁传感器 2-发磁体 3-主轴 4-支架 5-主轴箱
磁性传感器主轴准停装置
注 意
：电动机内部M传感器（旧名称:脉冲发生器），有A/B相2种
6.位置编码器定向参数设定 位置编码器定向参数设定
7.使用主轴电动机内置传感器参数设定 主轴电动机内置传感器参数设定
二、主轴准停装置维护与故障诊断
1.主轴准停装置维护 对于主轴准停装置的维护，主要包括以下几个方面。
（1）经常检查插件和电缆有无损坏，使它们保持接触良好。（3）保持编码器上联接套的螺钉紧固，保证编码器联接套与主轴 联接部分的合理间隙。 （4）保证传感器的合理安装位置。
编码器准停控制时序图
3.数控系统控制准停
注意如下问题： （1）数控系统须具有主轴闭环控制的功能。 （2）主轴驱动装置应有进入伺服状态的功能。通常为避免冲 击，主轴驱动都具有软起动等功能。但这对主轴位置闭环控制产 生不利影响。此时位置增益过低则准停精度和刚度(克服外界扰 动的能力)不能满足要求，而过高则会产生严重的定位振荡现象。 因此必须使主轴驱动进入伺服状态，此时特性与进给伺服装置相 近，才可进行位置控制。 （3）通常为方便起见，均采用电动机轴端编码器信号反馈给 数控系统，这时主轴传动链精度可能对准停精度产生影响。
外部开关检测方式
注
意 ：对于主轴电动机和主轴之间不是1：1的情况，一定要正确设 定齿轮传动比(参数4056～4059和4500～4503)，否则会定向不准。
4.梯形图编制 梯形图由数控机床主机厂根据机床功能编制。
梯形图(1)
梯形图(2)
5.PMC地址输入 PMC地址输入有两种方式：CNC→串行主轴放大器；串行主轴放 大器→CNC。
主轴准停镗背孔示意图
主轴准停控制
任务目标
1 掌握主轴准停的种类 2 会对传感器主轴准停进行连接与参数设置 3 会对编码器主轴准停进行连接与参数设置 4 了解数控准停的原理
任务实施
：在有条件的情况下，把学生带到数控机床边，让 工厂技术人员或教师对着实物介绍，若没有条件可采用动画或 录像教学。
一、机械准停
（A ）
A.结构复杂 B.准停时间更短 C.可靠性增加 D.控制逻辑简化
5.数控机床主轴部件自变速、准停和换刀等影响机床（B）。
A.加工精度 B. 自动化程度 C.加工效率
6.高精度孔加工完成后退刀时应采用（ C ）。
A.不停主轴退刀
B.主轴停后退刀 C.让刀后退刀
三、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）
信号，一般用来检测主轴电动机的回转速度（转数），这种连接
的特点是：仅有速度反馈，主轴即不可以实现位置控制，也不能
做简单定向，用于数控铣床，但是不能实现G76、G87镗孔循环。
a）M传感器
M传感器的连接
b）连接
2.编码器型主轴准停
a)原理图
b) M传感器 + 主轴位置编码器的连接图
编码器型主轴准停结构
任务拓展 ——BZ 传感器在主轴准停上的应用
BZ 传感器在主轴准停上的应用
任务巩固
一、填空题
1.数控机床主轴准停装置有机械控制准停、电气控制准停两类。 2.数控机床主轴电气准停有磁传感器主轴准停、编码器型主轴准 停和数控系统控制准停三种形式。 3.采用磁传感器准停止时，接受到数控系统发来的准停信号ORT， 主轴立即加速或减速至某一准停速度。主轴到达准停速度且准停 位置到达时，主轴即减速至某一爬行速度。然后当磁传感器信号 出现时，主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的闭环控制， 目标位置即为准停位置。 4.加工中心在换刀时，必须实现主轴准停。 5.数控系统主轴准停方式，其数控系统必须是采用闭环控制
一、主轴准停的连接与参数设置
1.外部接近开关与放大器的连接 （1）PNP与NPN型接近开关连接方法。 （2）两线NPN型接近开关连接方法。
PNP型接近开关连接方法
NPN型接近开关连接方法 两线NPN型接近开关连接方法
2.相关参数设定主轴定向控制参数 主轴定向控制参数
3.外部开关类型参数的设定(对于αi／βi放大器) 外部开关类型参数
二、选择题（请将正确答案的代号填在空格中）
1.主轴准停是指主轴能实现（ A ）。
A.准确的周向定位 B.准确的轴向定位 C.精确的时间控制
2.数控机床的准停功能主要用于（ C ）。
A.换刀和加工中 B.退刀
C.换刀和退刀
3.主轴准停装置常有（ A、C ）方式。
A.机械
B.液压
C.电气
D.气压
4.主轴准停功能分为机械准停和电气准停，二者相比，机械准停
2.主轴准停装置故障诊断
主轴准停装置常见故障 3.检修实例：主轴准停位置不准的故障排除 故障现象：某加工中心主轴准停位置不准，引发换刀过程发生 中断。 故障分析：经检查，主轴准停后发生位置偏移，且主轴在准停 后如用手碰一下(和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近) 主轴会产生向相反方向漂移。检查电气部分无任何报警，检查机械 联接部分，当检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺 钉松动，造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。 故障排除：将紧定螺钉按要求固定好，故障排除。
1.（×）主轴轴承的轴向定位采用后端支承定位。 2.（√）主轴准停的三种实现方式是机械式、磁感应开关式、编 码器方式。 3.（√）主轴准停的目的之一是便于减少孔系的尺寸分布误差。 4.（√）主轴准停的目的之一是为了让镗孔后能够退刀。 5.（√）在FANUC系统中G76中包括主轴准停功能。 6.（√）当执行M19时，数控系统只需发出准停信号ORT，主轴驱 动完成准停后会向数控系统回答完成信号ORE。 7.（×）主轴转数由脉冲编码器监视，到达准停位置前先减慢速 度，最后通过触点开关使主轴准停。
模块四 主轴驱动系统的装调与维修 任务四 主轴准停装置装调与维修
1
任务引入
2
任务目标
3
任务实施
4
知识内容
5
任务拓展
6
任务巩固
主轴准停功能又称主轴定位功能(Spindle Specified Position Stop)。即当主轴停止时，控制其停于固定的位置，这是加工中心上 自动换刀所必须的功能。
数控系统控制主轴准停结构
例如：M03 S1000 主轴以1000r／min正转
M19
主轴准停于缺省位置
M19 S100 主轴准停转至100°处
S1000
主轴再次以：1000r／min正转
M19 S200 主轴准停至200°处
（4）无论采用何种准停方案(特别对磁传感器主轴准停 方式)，当需在主轴上安装元件时，应注意动平衡问题。因 为数控机床主轴精度很高，转速也很高，因此对动平衡要 求严格。一般对中速以下的主轴来说，有一点不平衡还不 至于有太大的问题，但当主轴高速旋转时，这一不平衡量 可能会引起主轴振动。为适应主轴高速化的需要，国外已 开发出整环式磁传感器主轴准停装置，由于磁发体是整环， 动平衡性好。
定位盘准停原理示意图
二、电气准停控制
1.磁传感器主轴准停
a)原理图
b)M传感器 + 主轴定向的连接图
磁传感器准停控制系统构成
磁发体与磁传感器在主轴上位置示意图
磁传感器准停时序图
1-磁传感器 2-发磁体 3-主轴 4-支架 5-主轴箱
磁性传感器主轴准停装置
注 意
：电动机内部M传感器（旧名称:脉冲发生器），有A/B相2种
6.位置编码器定向参数设定 位置编码器定向参数设定
7.使用主轴电动机内置传感器参数设定 主轴电动机内置传感器参数设定
二、主轴准停装置维护与故障诊断
1.主轴准停装置维护 对于主轴准停装置的维护，主要包括以下几个方面。
（1）经常检查插件和电缆有无损坏，使它们保持接触良好。（3）保持编码器上联接套的螺钉紧固，保证编码器联接套与主轴 联接部分的合理间隙。 （4）保证传感器的合理安装位置。
编码器准停控制时序图
3.数控系统控制准停
注意如下问题： （1）数控系统须具有主轴闭环控制的功能。 （2）主轴驱动装置应有进入伺服状态的功能。通常为避免冲 击，主轴驱动都具有软起动等功能。但这对主轴位置闭环控制产 生不利影响。此时位置增益过低则准停精度和刚度(克服外界扰 动的能力)不能满足要求，而过高则会产生严重的定位振荡现象。 因此必须使主轴驱动进入伺服状态，此时特性与进给伺服装置相 近，才可进行位置控制。 （3）通常为方便起见，均采用电动机轴端编码器信号反馈给 数控系统，这时主轴传动链精度可能对准停精度产生影响。
外部开关检测方式
注
意 ：对于主轴电动机和主轴之间不是1：1的情况，一定要正确设 定齿轮传动比(参数4056～4059和4500～4503)，否则会定向不准。
4.梯形图编制 梯形图由数控机床主机厂根据机床功能编制。
梯形图(1)
梯形图(2)
5.PMC地址输入 PMC地址输入有两种方式：CNC→串行主轴放大器；串行主轴放 大器→CNC。
主轴准停镗背孔示意图
主轴准停控制
任务目标
1 掌握主轴准停的种类 2 会对传感器主轴准停进行连接与参数设置 3 会对编码器主轴准停进行连接与参数设置 4 了解数控准停的原理
任务实施
：在有条件的情况下，把学生带到数控机床边，让 工厂技术人员或教师对着实物介绍，若没有条件可采用动画或 录像教学。
一、机械准停
（A ）
A.结构复杂 B.准停时间更短 C.可靠性增加 D.控制逻辑简化
5.数控机床主轴部件自变速、准停和换刀等影响机床（B）。
A.加工精度 B. 自动化程度 C.加工效率
6.高精度孔加工完成后退刀时应采用（ C ）。
A.不停主轴退刀
B.主轴停后退刀 C.让刀后退刀
三、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”）
信号，一般用来检测主轴电动机的回转速度（转数），这种连接
的特点是：仅有速度反馈，主轴即不可以实现位置控制，也不能
做简单定向，用于数控铣床，但是不能实现G76、G87镗孔循环。
a）M传感器
M传感器的连接
b）连接
2.编码器型主轴准停
a)原理图
b) M传感器 + 主轴位置编码器的连接图
编码器型主轴准停结构
任务拓展 ——BZ 传感器在主轴准停上的应用
BZ 传感器在主轴准停上的应用
任务巩固
一、填空题
1.数控机床主轴准停装置有机械控制准停、电气控制准停两类。 2.数控机床主轴电气准停有磁传感器主轴准停、编码器型主轴准 停和数控系统控制准停三种形式。 3.采用磁传感器准停止时，接受到数控系统发来的准停信号ORT， 主轴立即加速或减速至某一准停速度。主轴到达准停速度且准停 位置到达时，主轴即减速至某一爬行速度。然后当磁传感器信号 出现时，主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的闭环控制， 目标位置即为准停位置。 4.加工中心在换刀时，必须实现主轴准停。 5.数控系统主轴准停方式，其数控系统必须是采用闭环控制
一、主轴准停的连接与参数设置
1.外部接近开关与放大器的连接 （1）PNP与NPN型接近开关连接方法。 （2）两线NPN型接近开关连接方法。
PNP型接近开关连接方法
NPN型接近开关连接方法 两线NPN型接近开关连接方法
2.相关参数设定主轴定向控制参数 主轴定向控制参数
3.外部开关类型参数的设定(对于αi／βi放大器) 外部开关类型参数
二、选择题（请将正确答案的代号填在空格中）
1.主轴准停是指主轴能实现（ A ）。
A.准确的周向定位 B.准确的轴向定位 C.精确的时间控制
2.数控机床的准停功能主要用于（ C ）。
A.换刀和加工中 B.退刀
C.换刀和退刀
3.主轴准停装置常有（ A、C ）方式。
A.机械
B.液压
C.电气
D.气压
4.主轴准停功能分为机械准停和电气准停，二者相比，机械准停
2.主轴准停装置故障诊断
主轴准停装置常见故障 3.检修实例：主轴准停位置不准的故障排除 故障现象：某加工中心主轴准停位置不准，引发换刀过程发生 中断。 故障分析：经检查，主轴准停后发生位置偏移，且主轴在准停 后如用手碰一下(和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近) 主轴会产生向相反方向漂移。检查电气部分无任何报警，检查机械 联接部分，当检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺 钉松动，造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。 故障排除：将紧定螺钉按要求固定好，故障排除。
1.（×）主轴轴承的轴向定位采用后端支承定位。 2.（√）主轴准停的三种实现方式是机械式、磁感应开关式、编 码器方式。 3.（√）主轴准停的目的之一是便于减少孔系的尺寸分布误差。 4.（√）主轴准停的目的之一是为了让镗孔后能够退刀。 5.（√）在FANUC系统中G76中包括主轴准停功能。 6.（√）当执行M19时，数控系统只需发出准停信号ORT，主轴驱 动完成准停后会向数控系统回答完成信号ORE。 7.（×）主轴转数由脉冲编码器监视，到达准停位置前先减慢速 度，最后通过触点开关使主轴准停。