摘　要：主轴是数控机床重要的部件之一，发生故障的几率也相对较大。讨论了变频主轴典型故障与分析，介绍了我院一台GSK980TD数控车床出现主轴故障以后，对该故障的一个排除过程。

　　关键词：主轴；变频器；故障
数控机床主轴驱动系统包括主轴驱动装置、主轴电机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。模拟量控制的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电机控制。系统在 自动加工时，通过对程序辅助功能代码M03、M04、M05的译码，利用系统的PMC实现中间继电器的通断控制，从而达到主轴的正反转及停止控制，此时的 主轴速度是由系统程序中的S指令值与机床的倍率开关决定的。
1　主轴不转
变频主轴要转动，必须满足三个方面条件，一是确保数控系统到变频器再到主轴电动机之间的接线正确；二是数控系统要有正转或反转信号和0～10V的SVC模拟电压输出到变频器侧；三是变频器的参数必须调整正确。
遇到主轴不转的情况可以用逐一排除的方法，检查系统是否有上述两个信号输出，如果确认是系统五该信号输出，但不能确认是系统有故障，这时应检查数控系 统和主轴控制相关的参数，例如档位控制和变频器的控制方式选择参数是否正确。如果数控系统信号输出正常，就需检查变频器，先测量变频器的输入电压是否正 常，一般应为380V输入，然后检查变频器的参数，再看控制方式是否正确，接着检查参数是否设置为0～10V直流电压控制转速。一般来说，经过上述步骤可 检查出所以参数和线路问题，即使不能当场修好，也能把故障锁定在某一部件或某一块电路板甚至某一个元件，为维修提供必要的条件。
2　只有正转或只有反转
如果主轴只能正转或只能反转，主轴转速正常，可以说明模拟电压输出正常。应先检查系统有没有控制正反转的M3或M4信号输入到变频器，如果有的话就证 明系统侧正常，接下来加粗变频器相关的参数是否设置正确，例如艾莫默生EV2000变频器的F3.00参数是防反转选择，应将其设置为0，即允许反转。如 果变频器参数设置正确，就有可能是变频器硬件故障，需要更换硬件。
3　主轴一转即停下来
这种情况应先检查数控系统的主轴是否设置为点动运行，其次是系统的M功能是否设置为脉冲信号（非保持信号）。确定上述设置均正确后，接下来需要检查变频器是否设置为点动，要着重检查和控制方式相关的参数是否设置正确。
4　转速和实际不符
主轴实际转速和编程转速不一致，一般可以在数控系统的参数里调整，只要把最高转速的每分钟转数输入到系统对应的档位即可，编程转速比实际大的时候，应 该把该参数调小一点，反之调大。如果调到某一范围后就不能调，应着重检查变频器的上限和下限频率的参数设置范围是否过小，超过了转速范围，这时就要相应调 整该参数，但要注意不能超过该型号变频器及电动机的额定值。
5　主轴启动和制动时间过长或无制动
如果主轴的启动时间过长，主要检查变频器的性能以及参数设置是否合理，着重检查变频器的启动频率、启动方式和加减速时间的设置，尽量调至最理想。如果 主轴无制动，应先检查主轴的停机方式是否有选择直流制动，制动的时间设置是否合理。如果参数设置正确，但还是达不到要求，就可能是变频器硬件故障。
6　主轴有高速转换到低速或停机时机床会跳闸
这种情况通常是由于主轴制动时间过短造成的，虽然变频器大多数也接有制动电阻，但在制动时瞬间电流仍较大，很容易造成断路器因为过流保护而断开。遇到这种情况可以尝试延长制动时间，在允许的范围内调大断路器整定电流范围。
7　变频器报警导致系统急停报警或驱动器报警
很多数控机床厂家在安装变频器的时候，都习惯把驱动器和系统的急停信号串联在一起，只要变频器报警，系统也会出现报警。这样做的好处是可以保护数控机 床，防止变频器在报警停止的时候，机床的两个轴还在运动造成撞刀，损坏设备。所以在处理这类故障时应留意变频器出现的报警代码，再根据报警代码提示处理。
8　主轴故障维修实例
配GSK980TD系统的数控车床，出现主轴在加工过程中停机的故障。
分析诊断：主轴非人为停转后，两轴仍在进给，造成撞刀。查看加工程序基本正常，该程序一天要加工上百个工件，不应该存在问题。怀疑是变频器报警，系统 未报警所致。检查变频器接线时，发现机床生产厂家没有将变频器报警信号动断点的信号输出端与数控系统的ESP急停信号输出端串联在一起，造成变频器发生故 障时系统仍在正常输出加工程序，引起撞刀。然后采取的措施是安装正规接线方法重新接线，将变频器与系统报警信号输出端相连接，确保变频器再出现故障时，加 工程序和MST功能会全部停止。
故障处理：最后发现是变频器输入电压过低造成变频器欠压报警，加装稳压器后故障排除。
参考文献 轴承
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