数控加工中心电主轴故障排除方法

合肥市江淮汽车股份有限公司 (安徽 230022)杨林伟

电主轴也称“直接传动主轴”，是内装式电动机主轴单元，它把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”，因而在现代数控机床中获得广泛应用，维修的要求及难度比普通的主轴更高，但相关的维修资料又较为缺乏，以下是自己在维修过程中的部分经验小结，希望对大家维修电主轴有个启示。

1.电主轴发热的原因及故障排除方法

电主轴发热的原因主要有:①主轴轴承研伤或损坏，也会造成主轴回转时摩擦过大，引起主轴温度急剧升高。②主轴轴承润滑油脂耗尽或润滑油脂过多，也会造成主轴回转时阻力、摩擦过大，引起主轴温度升高。

电主轴发热故障的排除方法:①可以通过更换新轴承加以排除。②通过重新涂抹润滑脂加以排除。

故障现象:本公司重卡转向节线的1 台日本进口的型号为JE80 的卧式加工中心在加工的过程中出现电主轴“抱死”及发热的现象。

故障分析与排除:当时通过对机床电气系统进行检查后排除了该故障不是由电气方面引起;初步判断可能是电主轴的轴承方面出了问题，于是对电主轴进行了拆卸，当把电主轴拆卸开后发现轴承烧坏，进一步分析造成轴承烧坏的原因是主轴轴承润滑油脂耗尽，造成主轴回转时阻力、摩擦过大，引起主轴温度升高且把轴承烧坏。

2.电主轴飞车的原因及故障排除方法

电主轴出现飞车的原因主要有:①磁传感器连接线或接插件有故障。②主轴控制伺服连接线有松动、接触不良现象。

电主轴发热故障的排除方法:①更换磁传感器，检修线缆并使其可靠连接。②对主轴控制伺服连接线进行紧固或更换连接线。

例如:本公司M1 转向节线的1 台日本进口的型号为JE80 的卧式加工中心在加工过程中出现电主轴飞车的现象，主轴不能快速停止。

故障分析与排除:首先对较容易排除的因素进行了检查，如对主轴与伺服模块的连接线的端口进行插拔紧固，问题没有解除;接着对伺服模块的电源电压进行了检查确认，各电压都是正常的;再次，对制动的线圈进行了检查，没有问题。于是对制动的线头进行了检查，检查发现是制动的线圈的一个抽头处腐蚀断开，导致没有制动。对触点进行处理连接后，故障得到了解除。

3.电主轴无法夹紧松开刀具的原因及故障排除方法

导致电主轴无法夹紧刀具的原因主要有:①碟形弹簧位移量太小，使主轴抓刀、夹紧装置无法到达正确位置，刀具无法夹紧。②弹簧夹头损坏，使主轴夹紧装置无法夹紧刀具。③碟形弹簧失效，使主轴抓刀、夹紧装置无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧。④刀柄上拉钉过长，顶撞到主轴抓刀、夹紧装置，使其无法运动到达正确位置，刀具无法夹紧。

导致电主轴无法夹紧刀具故障的排除方法:①通过调整碟形弹簧行程长度加以排除。②通过更换新弹簧夹头加以排除。③通过更换新碟形弹簧加以排除。④通过调整或更换拉钉，并正确安装加以排除。

导致电主轴无法松开刀具的原因主要有:①松刀液压缸压力和行程不够。②碟形弹簧压合过紧，使主轴夹紧装置无法完全运动到达正确位置，刀具无法松开。

导致电主轴无法松开刀具故障的排除方法:①通过调整液压力和行程开关位置加以排除。②通过调整碟形弹簧上的螺母，减小弹簧压合力加以排除。

例如:本公司M1 转向节线的1 台韩国进口的型号为HC500 的卧式加工中心在加工的过程中出现电主轴无法夹紧刀具的现象。

故障分析与排除:通过对故障现象的分析，初步判断是电主轴拉刀杆方面的故障，于是对其做了故障排除。①取出电主轴拉刀杆，检查所有螺钉和蝶形弹簧是否损坏，如图1 所示。②取出如图2 拉杆两颗M4 的螺钉，取出外套。③更换前端拉杆连接的部件如图3，松开螺丝钉，注意内部的铜垫块不要丢失，并检查内外孔O 形圈是否完好，安装时需涂上螺纹紧固胶。④更换完成后需要倒序安装，安装完成后试车，故障得到了排除。

图1 电主轴拉刀杆图

图2 拉杆2 颗M4 的螺钉及外套

图3 拉杆连接部件

4.电主轴速度误差过大报警故障排除方法

造成电主轴速度误差过大报警的主要原因:①磁传感器老化。退磁或磁传感器与测速装置的间隙过大。②主轴机械部分故障，机械负载过重。

电主轴速度误差过大报警的排除方法:①更换磁传感器，或调整间隙。②检查主轴的机械负载是否过大并对过载部位进行处理。

例如:本公司M1 转向节线的1 台韩国进口的型号为HC500 的卧式加工中心在加工的过程中出现主轴速度误差过大报警，在屏幕上的显示内容为:7102 SPN 1:EX SPEED ERROR，同时在主轴模块上七段显示管“02”报警。

故障分析与排除:主轴速度误差过大报警的检出，是反映实际检测到的主轴电动机速度与M03 或M04 中给定的速度指令值相差过大。这个报警也是FANUC 系统常见的报警之一，主要引起原因是主轴速度反馈装置或外围负载的问题。下面从主轴速度检测入手，分析报警产生的原因与解决方案。

根据维修经验，结合前面所叙述的速度反馈结构，打开主轴后盖，检查速度反馈装置。

由于器件原因，以及现场条件差异，磁传感器使用一个较长的周期后，电气特性会有所改变，例如外界强磁场、强电场的干扰，导致磁传感器参数降低，这个时候我们就需要适当地调整磁传感器与测速齿轮的间隙，通常是减小它们之间的间隙。标准间隙量应该在0.5mm 左右，但是如果磁开关参数降低，数值还可减少。如图4 所示，松开M4×20mm螺钉，调整间隙，直到主轴放大器能够正常接收到速度反馈信号。调整后，问题解决。

图4 电主轴速度反馈装置示意图