摘　要：數控機床體現了當前世界機床技術進步的主流，是衡量機械制造工藝水平的重要指標，在柔性生產和計算機集成制造等先進制造技術中起著重要的基礎核心作用。因此，如何更好的使用數控機床是一個很重要的問題。隨著數控技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅動已不能滿足要求。由于數控機床是一種價格昂貴的精密設備，因此，其故障的診斷維修更是不容忽視。
　　關鍵詞：數控機床；主軸軸承；故障分析；診斷維修
　　一、數控機床對主軸控制的要求
　　（1）調速范圍各種不同的機床對調速范圍的要求不同。
　?。?）主軸的旋轉精度和運動精度主軸的旋轉精度是指裝配后，在無載荷、低速轉動條件下測量主軸前端和距離前端300mm處的徑向圓跳動和端面圓跳動值。
　?。?）數控機床主軸的變速是依指令自動進行的，要求能在較寬的轉速范圍內進行無級調速，并減少中間傳遞環(huán)節(jié)，簡化主軸箱。目前主軸驅動裝置的調速范圍已達1:100，這對中小型數控機床已經夠用了。對于中型以上的數控機床，如要求調速范圍超過1:100，則需通過齒輪換擋的方法解決。
　?。?）要求主軸在整個范圍內均能提供切削所需功率，并盡可能在全速度范圍內提供主軸電動機的Z大功率，即恒功率范圍要寬。由于主軸電動機與驅動的限制，其在低速段均為恒轉矩輸出。為滿足數控機床低速強力切削的需要，常采用分段無級變速的方法，即在低速段采用機械減速裝置，以提高輸出轉矩。
　?。?）要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加減速控制，即要求具有四象限驅動能力，并且加減速時間短。
　?。?）為滿足加工中心自動換刀以及某些加工工藝的需要，要求主軸具有高精度的準停控制。
　　（7）在車削中心上，還要求主軸具有旋轉進給軸（C軸）的控制功能。為滿足上述要求，數控機床常采用直流主軸驅動系統(tǒng)。但由于直流電動機受機械換向的影響，其使用和維護都比較麻煩，并且其恒功率調速范圍小。
　　二、主軸組件的構成
　　主軸為兩支承結構，前、后軸承在主軸箱內，是主要支承。前支撐是雙列圓柱滾子支撐及角接觸球支撐，后支撐為雙列圓柱滾子支撐。這種軸承配列具有很高的剛性，軸向力及徑向力分別由不同的軸承負擔，主軸支撐的形式是前端定位，主軸受熱膨脹后向后伸長。前后支撐所用的雙列圓柱滾子軸承德支撐剛度好，允許的極限轉速高。而角接觸球軸承能承受較大的軸向載荷，且允許的極限轉速高，該支撐結構能滿足高速，重載荷切削的需要。
　　三、主軸傳動及其控制形式
　　（1）帶有變速齒輪的主傳動。其特點低速獲得大扭矩、使主傳動成為分段無級變速。
　?。?）帶傳動變速。其特點是無振動、噪聲小。
　?。?）主軸直連方式，主軸電動機與機床主軸“合二為一”，實現了機床的“零傳動”。
　　四、主軸伺服驅動器故障分析及解決方案
　　故障現象1——主軸發(fā)熱
　?。?）主軸軸承預緊力過大，造成主軸回轉時摩擦過大，引起主軸溫度急劇升高?？梢酝ㄟ^重新調整主軸軸承預緊力加以排除。
　?。?）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?？梢酝ㄟ^更換新軸承加以排除。
　?。?）主軸潤滑油臟或有雜質，也會造成主軸回轉時阻力過大，引起主軸溫度升高。通過清洗主軸箱，重新換油加以排除。
　　（4）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。通過重新涂抹潤滑脂加以排除。
　　故障現象2——主軸強力切削時停轉
　　（1）主軸電動機與主軸連接的傳動帶過松，造成主軸傳動轉矩過小，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過重新調整主軸傳動帶的張緊力，加以排除。
　?。?）主軸電動機與主軸連接的傳動帶表面有油，造成主軸傳動時傳動帶打滑，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過用汽油或酒精清洗后擦干凈加以排除。
　　（3）主軸電動機與主軸連接的傳動帶使用過久而失效，造成主軸電動機轉矩無法傳動，強力切削時主軸轉矩不足，產生報警，數控機床自動停機。通過更換新的主軸傳動帶加以排除。
　?。?）主軸傳動機構中的離合器、聯軸器連接、調整過松或磨損，造成主軸電動機轉矩傳動誤差過大，強力切削時主軸振動強烈。產生報警，數控機床自動停機。通過調整、更換離合器或聯軸器加以排除。
　　故障現象3——主軸工作時噪聲過大
　?。?）主軸部件動平衡不良，使主軸回轉時振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業(yè)人員對所有主軸部件重新進行動平衡檢查與調試。
　?。?）主軸傳動齒輪磨損，使齒輪嚙合間隙過大，主軸回轉時沖擊振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業(yè)人員對主軸傳動齒輪進行檢查、維修或更換。
　?。?）主軸支承軸承拉毛或損壞，使主軸回轉間隙過大，回轉時沖擊、振動過大，引起工作噪聲。需要機床生產廠家的專業(yè)人員對軸承進行檢查、維修或更換。
　?。?）主軸傳動帶松弛或磨損，使主軸回轉時摩擦過大，引起工作噪聲。通過調整或更換傳動帶加以排除。
　　總結
　　當今的數控系統(tǒng)已進入PC基、開放化的發(fā)展階段，其中軟件含量越來越豐富，有系統(tǒng)軟件、機床制造者軟件、甚至還有使用者自己的軟件，由于軟件邏輯的設計中不可避免的一些問題，會使得有些故障狀態(tài)無從分析，例如死機現象。對于這種故障現象則可以采取特殊手段來處理，比如整機斷電，稍作停頓后再開機，有時則可能將故障消除。維修人員可以在自己的長期實踐中摸索其規(guī)律或者其他有效的方法。
　　參考文獻：
　　【1】馮榮軍《數控機床故障診斷與維修》中國勞動社會保障出版社2010年版
　　【2】于麗《數控機床的維修方法與原則》中國科技信息2007年