数控机床主轴系统故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
面对未来，我们需要不断学习新知识、掌握新技术，以适应制造业的发展需求
同时，我们也要关注行业动态，积极参与专业培训和研讨会，与同行交流经验，共同推动数控机床故障诊断与维修技术的进步
数控机床的故障诊断与维修
挑战与应对
面对未来数控机床的故障诊断与维修技术的快速发展，我们也面临一些挑战
绿色维修：随着环保意识的提高，未来的数控机床故障诊断与维修将更加注重环保和可持续发展。采用环保材料和技术进行维修，降低维修过程中的能源消耗和环境污染，实现绿色维修
远程诊断与维修：随着网络技术的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加远程化。通过远程诊断系统，技术专家可以在远程控制中心对机床进行实时监测和诊断，提供维修建议和技术支持，大大缩短维修时间
数控机床的故障诊断与维修
参考文献
[
1] 李宏胜,朱强. 数控机床故障诊断与维修
[
M]. 北京: 机械工业出版社, 2019
[
2] 王岩. 数控机床电气控制与故障诊断
[
M]. 北京: 化学工业出版社, 2020
数控机床的故障诊断与维修
数控机床的故障诊断与维修
015] 刘美俊. 基于大数据的数控机床故障预测与维修策略研究
预测性维护：通过数据分析和预测模型，对数控机床的寿命和性能进行预测和维护。在故障发生之前，采取相应的维护措施，降低故障发生概率，提高机床的可靠性和稳定性
数控机床的故障诊断与维修
总结
数控机床的故障诊断与维修是保证机床正常运行的关键环节。通过掌握常见的故障类型、诊断方法和维修流程，结合实际案例进行分析和学习，可以更好地掌握数控机床的故障诊断与维修技能。同时，随着智能化、远程化、绿色化和预测性维护的发展，未来的数控机床故障诊断与维修将更加高效、准确和环保
数控机床串行主轴故障的诊断与维修
图7-2-6 三主轴连接示意图
02 数控机床串行主轴故障的诊断与维修
【知识拓展】
1．CNC 与主轴放大器之间的串行通信 当使用第三串行主轴时，使用主轴指令分线盒。从CNC 的JA41 连接到分线盒的
02 数控机床串行主轴故障的诊断与维修 【知识2. ai 系列伺服】
（1）ai 系列的伺服组成 ai 系列的伺服由电源单元（PSM）、主轴单元（SPM）、伺服单元（SVM）组成。
电源单元（PSM）：提供伺服和主轴放大器工作所需要的DC 24V ；提供伺服和主 轴放大器逆变所需要的DC 300V ；提供伺服和主轴放大器制动的能量释放回路，再生 型制动——PSM（能量回馈到电网），能耗型制动——PSMR（能量通过电阻消耗）。
02 数控机床串行主轴故障的诊断与维修
【知识拓展】
2．FANUC 串行主轴控制多样性 （2）主轴定向
主轴定向是对主轴位置的简单控制，该运行方式使得主轴准确停止在某一固定位置， 一般用于换刀，主轴定向也称主轴准停。
主轴定向运行方式要求主轴具有主轴位置反馈检测功能。 （3）同步控制
同步控制可以使两个主轴同步。主轴同步是指两个主轴的速度同步。此外，同步 控制还可以进行两个主轴的旋转相位控制，所以，要求两个主轴电动机同样具有位置 反馈检测功能。主轴同步控制中，将接收S 指令一侧的主轴称为主控主轴。忽略S 指令， 同步于主控主轴进行旋转的主轴称为从控主轴。
速度控制是串行主轴控制的基本运行方式，主要指令有M03 S××× 或M04S××× 或 M05，M03 和M04 及M05 分别实现主轴正转、反转和停止，S××× 中××× 表示主轴速 度。任何一款FANUC 主轴都有此运行方式，物理连接时，必须把内置传感器接至主轴放 大器的JYA2。主轴停下来时，不固定于某个位置，而是随机停于某个位置。
《数控机床故障诊断与维护》课程标准
《数控机床故障诊断与维护》课程标准课程代码：学时：64 学分：4一、课程的地位与任务《数控机床故障诊断与维护》是一门专业课程，先修课程有机械制造、气动液压、电控及PLC 技术应用等。
本课程是机电技术的综合应用，对学习机、电技术综合能力的培养有明显的促进作用。
同时也是数控的一门专业主干核心课程，具有实践性强、应用面广的特点。
通过《数控机床故障诊断与维护》的教学，使学生能够获得数控机床的基本理论和基本知识，初步掌握数控机床故障诊断与维护的基本思路、基本方法和基本原则，具有分析并排除数控机床常见故障的能力。
为今后学习后续课程和从事相关工作打下扎实的基础。
二、课程的主要内容和学时分配1.课程的主要内容第一章数控机床维修与维护基础第一节数控机床概述(1)数控机床的产生背景(2)数控机床的基本概念(3)数控机床的组成(4)数控机床的工作过程(5)数控机床的种类(6)数控机床的常用数控系统简介第二节数控机床的故障维修基础(1)数控机床的故障定义(2)数控机床常见故障的特点与规律(3)数控机床常见故障的种类(4)数控机床发生故障时的诊断方法第三节数控机床的日常维修维护与保养(1)数控机床日常维修维护工作的内容(2)数控机床机体的维护与保养(3)数控机床电气控制系统的日常维护(4)数控机床维修人员应具备的基本要求(5)数控机床的维修维护的技术资料(6)数控机床故障诊断与维护常用仪器仪表及工具第四节FANUCOi系统数控机床基本操作(1)数控机床面板介绍(2)数控机床的基本操作(3)手动进给操作第二章数控系统硬件故障诊断与维护第一节数控系统硬件概述第二节数控系统硬件的更换方法第三节数控系统硬件故障的诊断方法第四节数控机床的抗干扰措施第三章数控系统软件故障诊断与维护第一节数控系统软件的组成第二节数控系统的参数设置第三节数控系统的参数备份与恢复第四节数控系统软件故障的诊断与处理方法第四章数控机床PLC故障诊断与维护第一节数控机床PLC基础(1)数控机床中PMC的用途(2)数控机床用PLC种类(3)数控机床PLC梯形图程序(4)数控机床PLC梯形图符号第二节数控机床用PLC的操作(1)FANUCOi数控系统的PMC调试功能(2)PMC的基本操作(3)PMC编程实例第三节数控系统PMC故障诊断(1)数控系统PMC的故障类型及原因(2)通过PMC进行故障诊断的方法(3)数控机床PMC控制功能程序分析(4)典型PLC故障的分析与诊断流程第五章数控机床进给伺服系统故障诊断与维护第一节进给伺服系统的概述(1)进给伺服系统的组成(2)数控机床对进给伺服驱动系统的要求(3)进给伺服驱动系统的分类第二节步进电动机伺服系统及工作原理(1)步进进给伺服驱动系统(2)步进电动机进给伺服驱动系统的工作原理(3)步进电动机驱动系统的常见故障与维修第三节交流伺服进给驱动装置的组成及工作原理(1)交流进给伺服系统的特点(2)模拟式交流伺服控制原理(3)数字交流伺服系统控制原理(4)交流伺服系统的维护与调整第四节位置检测装置的组成及工作原理(1)位置检测装置的要求(2)位置检测方式分类(3)位置检测元件及其维护(4)位置检测故障的诊断第六章主轴驱动系统故障诊断与维护第一节数控机床主轴驱动系统基本知识(1)数控机床对主轴传动的要求(2)主轴系统分类及特点(3)主轴伺服系统故障的形式及诊断第二节交流主轴伺服系统概述(1)交流主轴伺服系统的特点(2)交流主轴调速原理(3)交流数字式主轴伺服系统（4）交流模拟式主轴伺服系统第三节交流主轴驱动系统故障诊断与维修（1）交流数字式主轴伺服系统故障的诊断与排除（2）交流模拟式主轴伺服系统故障的诊断与排除（3）主轴伺服系统故障实例及分析第七章数控机床机械结构故障诊断与维护第一节数控机床精度的检验第二节主传动机械结构的维护与维修第三节进给系统机械传动结构的维修第四节换刀装置的维护与故障诊断第五节其它辅助故障诊断与维护2.学时分配本课程在教学过程中，强调基础理论和基本概念的掌握，同时注重学生的实际动手操作，要求能把基础理论应用于实践中，让学生具备处理和排除数控机床基本故障的能力。
数控机床故障诊断与维修实训总结
数控机床故障诊断与维修实训总结数控机床是一种高精度、高效率的机床，广泛应用于各种制造行业。
然而，由于其复杂的结构和高度自动化的特点，一旦出现故障，往往需要专业的技术人员进行诊断和维修。
本文将从数控机床故障诊断和维修实训的角度出发，总结一些实用的经验和技巧。
一、故障诊断1.了解机床的基本原理和结构在进行故障诊断之前，首先需要了解数控机床的基本原理和结构。
数控机床由机床本体、数控系统、执行机构、传感器和工作台等组成。
机床本体包括床身、主轴、进给机构等，数控系统则是控制机床运动的核心部件。
执行机构包括伺服电机、液压元件等，传感器则用于检测机床的运动状态和工件的位置。
了解机床的基本原理和结构，有助于更快地找到故障的根源。
2.掌握常见故障的诊断方法数控机床的故障种类繁多，常见的故障包括机床本体故障、数控系统故障、执行机构故障、传感器故障等。
针对不同的故障，需要采用不同的诊断方法。
例如，对于机床本体故障，可以通过检查机床的机械结构、液压系统、电气系统等来确定故障原因；对于数控系统故障，可以通过检查数控系统的软件、硬件、通讯等来确定故障原因。
掌握常见故障的诊断方法，可以提高故障诊断的效率和准确性。
3.运用故障排除法故障排除法是一种常用的故障诊断方法，它通过逐步排除可能的故障原因，最终确定故障的根源。
故障排除法包括逐步排除法、分组排除法、对比排除法等。
例如，对于机床本体故障，可以先检查机床的电气系统，如果电气系统正常，则可以排除电气系统故障的可能性，接着检查液压系统，以此类推，最终确定故障原因。
二、维修技巧1.注意安全在进行数控机床维修时，首先要注意安全。
数控机床的维修需要接触高压电源、液压系统等危险部件，如果不注意安全，很容易发生意外事故。
因此，在进行维修前，要先切断电源、排空液压系统等，确保安全。
2.维修前做好准备工作在进行数控机床维修前，要做好充分的准备工作。
首先要了解机床的结构和工作原理，其次要准备好必要的工具和备件，以便在维修过程中随时使用。
数控机床常见故障的诊断与排除（三篇）
数控机床常见故障的诊断与排除本文针对数控机床伺服系统在加工中心可能出现的如五面体加工中心零点漂移等常见故障的现象进行阐述，并对其产生原因以及解决方案等加以认真分析研究。
随着科技的进步，机床由普通机床逐渐发展为数控机床。
数控机床的伺服系统在机床中起核心作用，但在实际生产中，伺服系统较容易出现故障，占整个数控机床系统的30%以上，其通常会使机床不能正常工作或停机，造成严重后果。
因此，在实际生产过程中，应加强对设备的维护保养，规范操作，确保各项安全。
通常，数控机床的故障主要包括两方面，一是当伺服系统出现故障时，系统会及时报警，在CRT显示屏上会出现诊断程序的报警信息，查阅相关手册得出，这些故障通常发生在电动机脉冲或编码器。
另一方面是操作人员不经意间的人为操作事故，如主轴刀具号地址输送错误、刀具号呼叫信号错误、输入刀具长度错误、编译程序错误等。
伺服系统在排除这两方面故障时，难度较大。
因为有些事故是由伺服系统本身产生的，而有些事故则是受机械、液压、温度等外界因素影响，外界环境也会对伺服系统产生不同程度的影响。
目前，在我厂数控机床中，操作系统通常采用日本的FANUC系统，现对实际生产中，加工中心中出现的常见故障处理进行叙述。
五面体加工中心零点漂移故障故障现象：一台五面体加工中心，近期出现加工坐标系的零点漂移，大大降低了工件的加工精度。
在工件加工时，工件的加工精度时好时坏，有些工件往往达不到其位置度公差要求。
初步认为是机床的几何精度不够造成的，但经测试，排除这一可能性。
仔细分析研究，得到可能是由于温度以及环境的变化造成的。
经统计发现，工件加工的精度较差大多发生在早八点，开机一小时后机床稳定工作。
故障分析原因：早上机床温度较低，油温也低，这就导致了机床的热膨胀不能得到完全的释放，致使工件的加工精度降低。
解决方案：对操作工人进行工作培训，着重强调机床预热对于工件加工精度以及生产效率的重要性，确保机床每天使用前有足够的预热时间。
数控机床主轴伺服系统常见故障诊断与维护
SCIENCE &TECHNOLOGY VISION科技视界2011年8月第23期科技视界Science &Technology Vision1伺服系统简介1.1伺服系统的概念数控机床伺服系统是指以机床移动部件的位置和速度作为控制量的自动控制系统,又称随动系统。
在数控机床中,伺服系统是连接数控系统和数控机床本体的中间环节,是数控机床的“四肢”。
因为伺服系统的性能决定了数控机床的性能,所以要求伺服系统具有高精度、快速度和良好的稳定性。
1.2伺服系统的工作原理伺服系统是一种反馈控制系统,它以指令脉冲为输入给定值与输出被调量进行比较,利用比较后产生的偏差值对系统进行自动调节,以消除偏差,使被调量跟踪给定值。
所以伺服系统的运动来源于偏差信号,必须具有负反馈回路,并且始终处于过渡过程状态。
在运动过程中实现了力的放大。
伺服系统必须有一个不断输入能量的能源,外加负载可视为系统的扰动输入。
2直流主轴伺服系统从原理上说,直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别,但因为数控机床高速、高效、高精度的要求,决定了直流主轴驱动系统具有以下特点:2.1调速范围宽。
2.2直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式,可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。
2.3主轴电控机通常采用特殊的热管冷却系统,能将转子产生的热量迅速向外界发散。
2.4直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。
2.5主轴控制性能好。
2.6纯电气主轴定向准停控制功能。
3交流主轴伺服系统主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的发展趋势,交流主轴伺服系统的特点如下:3.1振动和噪声小3.2采用了再生制动控制功能3.3交流数字式伺服系统控制精度高3.4交流数字式伺服系统用参数设定(不是改变电位器阻值)调整电路状态4主轴伺服系统的常见故障形式4.1当主轴伺服系统发生故障时,通常有三种表现形式4.1.1是在操作面板上用指示灯或CRT 显示报警信息;4.1.2是在主轴驱动装置上用指示灯或数码管显示故障状态;4.1.3是主轴工作不正常,但无任何报警信息。
数控机床故障诊断与维护-PPT
➢ 主轴性能
手动操作—高、中、低三挡转速连续进行 五次正、反转的起动、停止，检验其动作的 灵活性和可靠性。观察功率变化。
MDI方式—转速由低到高，允差±10%。 观察机床的振动以及2H高速运行温升情况。
主轴准停—五次正、反转的起动、停止， 检验其动作的灵活性和可靠性。
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 进给性能
手动操作—高、中、低速进给和快速移动 的起动、停止、点动的灵活性和可靠性。一 级增量运行方式的误差。
MDI方式—快速移动（G00）和进给（G01) 速度，允差±5%。
软/硬限位—可靠性。
回原点—可靠性。
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 自动换刀功能
手动/自动操作—通过手动和M06T指令自 动运行，检验换刀的可靠性、准确性、灵活 性和平稳性
第二章 数控机床的验收及检测
2.2.2 系统的连接(以FANUC-0I系统为例)
➢ 控制单元主板与I/O LINK
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 控制单元主板与串行主轴及伺服轴的连接
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 控制单元I/O板与显示单元的连接
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 控制单元I/O板与内装I/O卡的连接
刀具交换时间—测定换刀时间是否符合要求
➢ 机床噪声
主轴箱、冷却风扇、液压油泵等噪声小于 85分贝。
第二章 数控机床的验收及检测
➢ 润滑装置 检查可靠性、泄露状况、油温、润滑点的 油量分配。
➢ 气、液装置 密封性、可调整性、工作状态
➢ 电气装置 ➢ 数控装置 ➢ 附属装置-冷却、排屑等
第二章 数控机床的验收及检测
第一章 绪论
1.3.2 故障的分类
数控机床常见故障及维修方法
数控机床常见故障及维修方法
数控机床的常见故障主要有以下几种：
1. 伺服系统故障：例如伺服电机无法正常运转、伺服驱动器报警等。
维修方法包括检查伺服电机与伺服驱动器的连接、清洁驱动器、校正伺服系统参数等。
2. 主轴系统故障：例如主轴无法启动、主轴转速不稳定等。
维修方法包括检查主轴电机与电源、检查主轴轴承、清洁主轴系统等。
3. 机床进给系统故障：例如进给轴无法移动、进给轴运动不平稳等。
维修方法包括检查进给伺服电机与驱动器、检查进给轴传感器、校正进给系统参数等。
4. 控制系统故障：例如控制面板无法正常启动、控制程序运行错误等。
维修方法包括检查控制系统电源、检查控制面板连接、更新控制软件等。
5. 冷却系统故障：例如水冷系统无法正常工作、冷却液温度过高等。
维修方法包括检查水冷系统管路连接、检查冷却液泵、清洗冷却系统等。
对于以上故障，维修方法一般包括检查连接是否松动、清洁机床内部、更换损坏的零件、重新校正相关参数等。
需要根据具体情况进行判断和处理，对于复杂的故障，建议请专业技术人员进行维修。
数控机床典型故障诊断与维修
数控机床典型故障诊断与维修一、数控机床典型故障1. 伺服电机故障：伺服电机是数控机床的主要驱动元件，如伺服电机出现故障，会导致机床无法正常工作。
常见的伺服电机故障包括：电机运行异常、电机发热、电机无法正常启动等。
2. 数控系统故障：数控系统是数控机床的核心，一旦出现故障，会导致整个数控机床无法正常工作。
常见的数控系统故障包括：程序执行错误、操作界面死机、通讯故障等。
3. 传感器故障：传感器在数控机床中起着重要的作用，它能够感知机床状态并将信息反馈到数控系统。
常见的传感器故障包括：传感器信号异常、传感器损坏等。
4. 润滑系统故障：数控机床在工作过程中需要进行润滑，以减少摩擦、降低磨损。
润滑系统故障会导致机床零部件磨损加剧，影响加工精度和机床寿命。
5. 电气元件故障：数控机床中包含大量的电气元件，如断路器、接触器、继电器等。
这些元件一旦出现故障，会直接影响机床的正常运行。
1. 故障现象分析：当数控机床出现故障时，首先要对故障现象进行分析。
包括故障出现的时间、频率、程度等方面，有助于确定故障的性质和范围。
2. 信息收集：通过观察、询问、检测等方式，收集与故障相关的信息，包括数控系统显示的报警信息、机床运行时的异常声音、异味等。
3. 故障检测：根据故障现象和信息收集的结果，对机床进行检测，包括物理检测和电气检测。
物理检测可以发现机床结构的故障，电气检测可以发现电气元件的故障。
4. 故障定位：通过检测结果，确定故障发生的位置和原因，例如伺服电机故障、数控系统故障、传感器故障等。
5. 分析解决方案：根据故障定位结果，分析可能的解决方案，并进行相应的维修或调整。
1. 伺服电机维修：伺服电机故障通常需要专业的维修人员进行处理，首先要对电机进行检测和分析，确定故障原因，然后进行修复或更换。
2. 数控系统维修：数控系统故障可能是软件问题或硬件问题，软件问题可以通过重新设置参数、升级或更换软件来解决，硬件问题则需要更换故障部件。
数控机床常见故障诊断及排除方法
数控机床常见故障诊断及排除方法不同的数控系统虽然在结构和性能上有所区别，但随着微电子技术的发展，在故障诊断上有它的共性。
1、数控机床故障诊断原则在故障诊断时应掌握以下原则：（1）先外部后内部数控机床是集机械、液压、电气和光学为一体的机床，故其故障的发生也会由这四者综合反映出来。
维修人员应先由外向内逐一进行排查。
尽量避免随意地启封、拆卸机床，否则会扩大故障，使机床大伤元气，丧失精度，降低性能。
（2）先机械后电气一般来说，机械故障较易发觉，而数控系统故障的诊断则难度较大些。
在故障检修之前，首先注意排除机械性的故障，往往可达到事半功倍的效果。
（3）先静后动先在机床断电的静止状态，通过了解、观察测试、分析确认为非破坏性故障后，方可给机床通电。
在运行工况下，进行动态的观察、检验和测试，查找故障。
而对破坏性故障，必须先排除危险后，方可通电。
（4）先简单后复杂当出现多种故障互相交织掩盖，一时无从下手时，应先解决容易的问题，后解决难度较大的问题。
往往简单问题解决后，难度大的问题也可能变得容易。
2、数控机床的故障诊断技术数控系统是高技术密集型产品，要想迅速而正确的查明原因并确定其故障的部位，要借助于诊断技术。
随着微处理器的不断发展。
诊断技术也由简单的诊断朝着多功能的高级诊断或智能化方向发展。
诊断能力的强弱也是评价CNC数控系统性能的一项重要指标。
目前所使用的各种CNC系统的诊断技术大致可分为以下几类：1. 启动诊断（Start Up Diagnostics）启动诊断是指CNC系统每次从通电开始，系统内部诊断程序就自动执行诊断。
诊断的内容为系统中最关键的硬件和系统控制软件，如CPU、存储器、I/O等单元模块，以及MDI/CRT单元、纸带阅读机、软盘单元等装置或外部设备。
只有当全部项目都确认正确无误之后，整个系统才能进入正常运行的准备状态。
否则，将在CRT画面或发光二极管用报警方式指示故障信息。
此时启动诊断过程不能结束，系统无法投入运行。
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数控机床主轴系统故障诊断与维修
蒋培军;雷楠南
【摘要】主要研究了FANUCOi mate MD系统模拟主轴及串行主轴控制方式,并根据不同的主轴控制方式介绍了主轴故障维修的流程及方法.列举了主轴常见故障及可能原因,针对每种故障原因提供了检查方法及故障排除措施.
【期刊名称】《三门峡职业技术学院学报》
【年(卷),期】2016(015)003
【总页数】5页(P144-148)
【关键词】模拟主轴;串行主轴;故障;维修
【作者】蒋培军;雷楠南
【作者单位】三门峡职业技术学院机电工程学院,河南三门峡472000;三门峡职业技术学院机电工程学院,河南三门峡472000
【正文语种】中文
【中图分类】TG659
FANUC数控系统主轴控制方式主要有模拟量控制与串行控制两种。
如经济型数控机床主轴控制通常采用变频调速控制；数控铣、加工中心主轴控制通常采用交流主轴驱动器来实现主轴串行控制。
FANUC0i mate MD系统主轴串行控制通常配置专用的FANUC交流伺服驱动器及伺服电机来实现。
数控机床主轴故障一般分为机械故障与电气故障两类。
因为同一故障现象既有可能是电气故障引起又有可能是机械故障引起，所以在主轴故障分析时，首先要确定故障类别（机械故障或电气故
障），然后再进一步查找故障点。
本文主要研究由电气故障导致的主轴故障现象，不管主轴控制是采用变频器控制还是采用FANUC公司的专用主轴驱动器控制，对于主轴控制系统而言其维修均分为电路板级维修和芯片级维修。
但在生产实践中，对最终用户而言，主要是进行电路板维修，也就是快速进行电路板故障诊断与维修处理[1]。
1.1 通用变频器调速系统故障诊断与维修
FANUC0i mate MD系统主轴控制接口有JA40和JA41两个。
其中，JA40接口用于模拟量控制，JA41接口用于串行主轴控制。
在主轴采用模拟量控制时，最常用的是通过变频器控制三相异步电动机实现，所以又称为模拟主轴。
模拟主轴控制系统在硬件连接方面主要是数控系统与变频器及三相异步电动机的接线，以配备FANUC0i mate MD系统的亚龙559数控装调实训设备为例来介绍，接线图如图1所示。
模拟主轴的控制功能主要是实现主轴的速度及正反转控制。
主轴的速度控制通过数控系统的模拟量输出电压实现，一般模拟量输出电压为0至10V。
在系统参数设置正确情况下，主轴速度与模拟量输出电压成比例，速度可从0达到电机最高转速。
正反转控制通过PMC程序来实现，可利用机床控制面板上的手动正反转按键或程序中的正反转指令来实现。
数控机床主轴故障现象比较多，对于模拟主轴而言，常见故障现象主要有：主轴不转、主轴转速慢、螺纹加工出现乱牙等[2]。
从维修角度看，掌握主轴控制系统的硬件连接、控制原理是维修工作的基础。
此处，以主轴不转故障现象为例，进行故障分析和维修。
对模拟主轴不转故障分析，总结故障可能原因如表1所示。
观察表1可知，当数控机床主轴出现故障时，导致故障的因素很多，在排故障时也有相应的处理方法。
但是在排故障时如何逐步分析故障，进而确定故障点是比较困难的环节。
只要确定了故障点，就可针对性地采用相应方法排除故障。
为此特地设计出了针对主轴不转故障维修的流程图，如图2所示，以便维修人员参考操作。
主轴不转故障是最基本的故障，在生产实践中还会出现更为复杂的故障如主轴转速慢故障。
主轴转速慢故障是因为主轴转速不符合生产实际需要，但是它仍然具备了数控机床主轴控制的基本功能，因此排除故障点难度相对较大。
表2列举了主轴
转速慢故障可能产生的原因及检查方法，在排除故障时可采用相应的方法。
1.2 主轴驱动器调速系统故障诊断与维修
FANUC数控系统模拟主轴除了采用通用变频器进行调速控制，在很多经济型数控机床上也采用主轴驱动器配套同步电机进行控制。
典型的硬件配置如FANUC0i mate MD系统驱动CTB主轴驱动器及同步电机，硬件连接图如图3所示[3]。
采
用主轴驱动器进行主轴控制时，故障维修方法与前述的通用变频调速主轴系统类似，但又有所不同。
以主轴不能运转的故障现象为例进行说明。
因为数控系统、主轴驱动器都提供了故障报警信息，所示在维修过程中要充分利用好这些报警信息帮助故障分析、排除。
例如一台XK7146数控铣床，开机后在MDI方式下运行机床主轴，发现主轴仅仅有一个微量的转动动作，便停止运转。
观察数控系统显示屏，发现无报警信息，但机床操作面板上报警指示灯亮。
为了进一步确定故障点，打开机床电气控制柜，观察发现CTB主轴驱动器显示有报警信息。
但是在查阅CTB驱动器使用手册的故障代码时，发现报警代码在手册中找不到。
经过咨询厂家维修技术人员，在故障排除时逐一做了如下工作。
第一步，将数控系统关机并断开主电路，然后对系统重新上电；第二步，打开机床电气控制柜，观察CTB主轴驱动器的显示信息，发现驱动器显示F.0，可以判断驱动器上电后正常；第三步，在MDI方式下运行机床主轴，发现主轴微量转动后停止，系统显示屏无
报警。
再观察主轴驱动器发现有报警提示，但报警代码无法在CTB手册中找到。
第四步，从系统中找到PMC梯形图程序，观察正转G70.4（或反转G70.5）信号有无输出，发现系统能正常输出。
由此可初步判断系统无故障；第五步，分析驱动器及主轴电机故障。
因为主轴有编码器进行速度反馈，所以通过手动转动主轴并观
察系统显示屏发现无速度显示。
由此先判断编码器及编码器电缆有无故障。
利用万用表检测编码器电路发现电缆导通良好，更换了一个新的编码器后，在MDI方式下运行机床主轴时，故障现象如前。
经过该步操作，可初步判断编码器及电缆无故障。
经过上面一系列操作步骤，最后确定故障点可能在驱动器。
因为机床是在使用过程中突然出现的故障，所以不存在参数设置等问题。
为了确定驱动器故障点，将驱动器发送到驱动器生产厂家进行检测，发现驱动器主板损坏。
经厂家维修，重新安装后主轴能够正常运转。
FANUC串行主轴控制系统选用的主轴驱动器与伺服电机都是FANUC公司的专业产品，CNC与主轴驱动器之间通过串行总线进行数据交换。
串行主轴控制系统的
硬件连接如图4所示。
对于串行主轴控制而言，主轴驱动器是作为硬件芯片集成
度很高的控制部件，既有硬件电路又有软件算法，因此利用普通的仪器、仪表无法对其进行故障检测。
在主轴放大器维修过程中，必须借助于厂家提供的维修手册来判断故障点位置，从而有针对性地排故障。
2.1 通过数控系统主轴监控页面报警信息排除故障
FANUC数控系统串行主轴为了维护维修方便，提供了多方面的维护和维修手段。
常用的技术手段是通过主轴监控页面进行故障诊断。
主轴监控页面可通过按下数控系统功能键[SYSTEM]后，再按下数控系统显示器下方的扩展软键，找到并按下[SP设定]软键后即可出现如图5所示界面。
主轴报警信息栏提供了当主轴报警时即时显示的主轴及主轴电机等的报警信息。
在串行主轴维修过程中，通过主轴监控页面，可以直观地了解主轴驱动器、主轴电机、主轴编码器反馈等相关故障诊断信息，然后通过查阅维修手册有针对性的排除故障。
2.2 通过数控系统诊断页面信息排除故障
FANUC数控系统除了提供的主轴报警信息外，还在系统诊断页面提供了主轴故障诊断信息。
在系统诊断页面相关的诊断号具体指出了主轴实际运行数据情况，包括
主轴转速、主轴负载显示、在线主轴位置、编码器信息等，还显示了错误和报警代码及原因等。
涉及主轴报警的系统诊断号从400开始，当主轴发生错误和故障时，可以根据CNC提供的具体诊断信息进行综合分析故障原因，以便维修。
故障诊断页面的进入方法：在MDI方式下，按下[SYSTEM]软键数次，出现[诊断]软键后，再按下[诊断]软键即可进入诊断页面。
为了快速查找主轴故障诊断信息，可根据提示输入400，再单击[搜索]软键即可快速找到400号诊断页面信息，而后可依次检查其他诊断号。
2.3 通过主轴驱动器上的主轴报警和错误代码排除故障
FANUC公司在主轴驱动器上利用七段LED数码管和指示灯来反映主轴驱动器及
主轴电机运行情况和故障状态等信息。
因此，在主轴故障排除过程中要充分利用主轴驱动器本体上提供的报警和错误信息，帮助排除故障。
主轴驱动器不管是哪种系列类别，一般在放大器上都有主轴报警和错误代码显示信息，因此当主轴出现故障时也可借助于驱动器上的报警信息和错误代码信息查阅驱动器手册，利用手册中提供的故障分析处理方法进行故障排除。
文中针对FANUC数控系统模拟主轴控制与串行主轴控制方式分别介绍了数控机床主轴故障分析与维修的方法。
在生产实践中，数控机床主轴故障现象可能是唯一的，但是引起同一故障现象的因素却是多种的，甚至很多故障现象在维修手册中也找不到，这就要求维修人员必须掌握主轴控制方式的硬件连接及系统控制原理。
文中系统地介绍了FANUC数控系统主轴故障分析与维修的方法，可有效地服务于广大数控机床维修维护人员。
【相关文献】
[1]李宏胜.FANUC数控系统维护与维修[M].北京：高等教育出版社，2011.
[2]关薇.数控机床装调与维修[M].北京：北京交通大学出版社，2013.
[3]交流伺服主轴驱动器说明书[Z].北京：北京超同步科技有限公司，2012.。