數控加工中心電主軸故障排除方法

合肥市江淮汽車股份有限公司 (安徽 230022)楊林偉

電主軸也稱“直接傳動主軸”，是內裝式電動機主軸單元，它把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的“零傳動”，因而在現代數控機床中獲得廣泛應用，維修的要求及難度比普通的主軸更高，但相關的維修資料又較為缺乏，以下是自己在維修過程中的部分經驗小結，希望對大家維修電主軸有個啟示。

1.電主軸發熱的原因及故障排除方法

電主軸發熱的原因主要有:①主軸軸承研傷或損壞，也會造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高。②主軸軸承潤滑油脂耗盡或潤滑油脂過多，也會造成主軸回轉時阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高。

電主軸發熱故障的排除方法:①可以通過更換新軸承加以排除。②通過重新涂抹潤滑脂加以排除。

故障現象:本公司重卡轉向節線的1 臺日本進口的型號為JE80 的臥式加工中心在加工的過程中出現電主軸“抱死”及發熱的現象。

故障分析與排除:當時通過對機床電氣系統進行檢查后排除了該故障不是由電氣方面引起;初步判斷可能是電主軸的軸承方面出了問題，于是對電主軸進行了拆卸，當把電主軸拆卸開后發現軸承燒壞，進一步分析造成軸承燒壞的原因是主軸軸承潤滑油脂耗盡，造成主軸回轉時阻力、摩擦過大，引起主軸溫度升高且把軸承燒壞。

2.電主軸飛車的原因及故障排除方法

電主軸出現飛車的原因主要有:①磁傳感器連接線或接插件有故障。②主軸控制伺服連接線有松動、接觸不良現象。

電主軸發熱故障的排除方法:①更換磁傳感器，檢修線纜并使其可靠連接。②對主軸控制伺服連接線進行緊固或更換連接線。

例如:本公司M1 轉向節線的1 臺日本進口的型號為JE80 的臥式加工中心在加工過程中出現電主軸飛車的現象，主軸不能快速停止。

故障分析與排除:首先對較容易排除的因素進行了檢查，如對主軸與伺服模塊的連接線的端口進行插拔緊固，問題沒有解除;接著對伺服模塊的電源電壓進行了檢查確認，各電壓都是正常的;再次，對制動的線圈進行了檢查，沒有問題。于是對制動的線頭進行了檢查，檢查發現是制動的線圈的一個抽頭處腐蝕斷開，導致沒有制動。對觸點進行處理連接后，故障得到了解除。

3.電主軸無法夾緊松開刀具的原因及故障排除方法

導致電主軸無法夾緊刀具的原因主要有:①碟形彈簧位移量太小，使主軸抓刀、夾緊裝置無法到達正確位置，刀具無法夾緊。②彈簧夾頭損壞，使主軸夾緊裝置無法夾緊刀具。③碟形彈簧失效，使主軸抓刀、夾緊裝置無法運動到達正確位置，刀具無法夾緊。④刀柄上拉釘過長，頂撞到主軸抓刀、夾緊裝置，使其無法運動到達正確位置，刀具無法夾緊。

導致電主軸無法夾緊刀具故障的排除方法:①通過調整碟形彈簧行程長度加以排除。②通過更換新彈簧夾頭加以排除。③通過更換新碟形彈簧加以排除。④通過調整或更換拉釘，并正確安裝加以排除。

導致電主軸無法松開刀具的原因主要有:①松刀液壓缸壓力和行程不夠。②碟形彈簧壓合過緊，使主軸夾緊裝置無法完全運動到達正確位置，刀具無法松開。

導致電主軸無法松開刀具故障的排除方法:①通過調整液壓力和行程開關位置加以排除。②通過調整碟形彈簧上的螺母，減小彈簧壓合力加以排除。

例如:本公司M1 轉向節線的1 臺韓國進口的型號為HC500 的臥式加工中心在加工的過程中出現電主軸無法夾緊刀具的現象。

故障分析與排除:通過對故障現象的分析，初步判斷是電主軸拉刀桿方面的故障，于是對其做了故障排除。①取出電主軸拉刀桿，檢查所有螺釘和蝶形彈簧是否損壞，如圖1 所示。②取出如圖2 拉桿兩顆M4 的螺釘，取出外套。③更換前端拉桿連接的部件如圖3，松開螺絲釘，注意內部的銅墊塊不要丟失，并檢查內外孔O 形圈是否完好，安裝時需涂上螺紋緊固膠。④更換完成后需要倒序安裝，安裝完成后試車，故障得到了排除。

圖1 電主軸拉刀桿圖

圖2 拉桿2 顆M4 的螺釘及外套

圖3 拉桿連接部件

4.電主軸速度誤差過大報警故障排除方法

造成電主軸速度誤差過大報警的主要原因:①磁傳感器老化。退磁或磁傳感器與測速裝置的間隙過大。②主軸機械部分故障，機械負載過重。

電主軸速度誤差過大報警的排除方法:①更換磁傳感器，或調整間隙。②檢查主軸的機械負載是否過大并對過載部位進行處理。

例如:本公司M1 轉向節線的1 臺韓國進口的型號為HC500 的臥式加工中心在加工的過程中出現主軸速度誤差過大報警，在屏幕上的顯示內容為:7102 SPN 1:EX SPEED ERROR，同時在主軸模塊上七段顯示管“02”報警。

故障分析與排除:主軸速度誤差過大報警的檢出，是反映實際檢測到的主軸電動機速度與M03 或M04 中給定的速度指令值相差過大。這個報警也是FANUC 系統常見的報警之一，主要引起原因是主軸速度反饋裝置或外圍負載的問題。下面從主軸速度檢測入手，分析報警產生的原因與解決方案。

根據維修經驗，結合前面所敘述的速度反饋結構，打開主軸后蓋，檢查速度反饋裝置。

由于器件原因，以及現場條件差異，磁傳感器使用一個較長的周期后，電氣特性會有所改變，例如外界強磁場、強電場的干擾，導致磁傳感器參數降低，這個時候我們就需要適當地調整磁傳感器與測速齒輪的間隙，通常是減小它們之間的間隙。標準間隙量應該在0.5mm 左右，但是如果磁開關參數降低，數值還可減少。如圖4 所示，松開M4×20mm螺釘，調整間隙，直到主軸放大器能夠正常接收到速度反饋信號。調整后，問題解決。

圖4 電主軸速度反饋裝置示意圖