數控機床的主軸驅動系統也就是主傳動系統，它的性能直接決定了加工工件的表面質量，因此，在數控機床的維修和維護中，主軸驅動系統顯得很重要。                                                                                          技術：王工
5.1 主軸驅動系統概述
主軸驅動系統也叫主傳動系統，是在系統中完成主運動的動力裝置部分。主軸驅動系統通過該傳動機構轉變成主軸上安裝的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合進給運動，加工出理想的零件。它是零件加工的成型運動之一，它的精度對零件的加工精度有較大的影響。                                                             技術：王工

5.1.1 數控機床對主軸驅動系統的要求
機床的主軸驅動和進給驅動有較大的差別。機床主軸的工作運動通常是旋轉運動，不像進給驅動需要絲杠或其它直線運動裝置作往復運動。數控機床通常通過主軸的回轉與進給軸的進給實現刀具與工件的快速的相對切削運動。在20紀60-70年代，數控機床的主軸一般采用三相感應電動機配上多級齒輪變速箱實現有級變速的驅動方式。隨著刀具技術、生產技術、加工工藝以及生產效率的不斷發展，上述傳統的主軸驅動已不能滿足生產的需要。現代數控機床對主軸傳動提出了更高的要求：
（1） 調速范圍寬并實現無極調速
為保證加工時選用合適的切削用量，以獲得*的生產率、加工精度和表面質量。特別對于具有自動換刀功能的數控加工中心，為適應各種刀具、工序和各種材料的加工要求，對主軸的調速范圍要求更高，要求主軸能在較寬的轉速范圍內根據數控系統的指令自動實現無級調速，并減少中間傳動環節，簡化主軸箱。
目前主軸驅動裝置的恒轉矩調速范圍已可達1∶100，恒功率調速范圍也可達1∶30，一般過載1.5倍時可持續工作達到30min。
主軸變速分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式，其中有級變速僅用于經濟型數控機床，大多數數控機床均采用無級變速或分段無級變速。在無級變速中，變頻調速主軸一般用于普及型數控機床，交流伺服主軸則用于中、數控機床。
（2） 恒功率范圍要寬
主軸在全速范圍內均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內提供主軸電動機的zui大功率。由于主軸電動機與驅動裝置的限制，主軸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，常采用分級無級變速的方法（即在低速段采用機械減速裝置），以擴大輸出轉矩。
（3） 具有4象限驅動能力
要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。目前一般伺服主軸可以在1秒內從靜止加速到6000r/min。
（4） 具有位置控制能力
即進給功能（C軸功能）和定向功能（準停功能），以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。
（5） 具有較高的精度與剛度，傳動平穩，噪音低。
數控機床加工精度的提高與主軸系統的精度密切相關。為了提高傳動件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動時齒輪齒面應采用高頻感應加熱淬火工藝以增加耐磨性。zui后一級一般用斜齒輪傳動，使傳動平穩。采用帶傳動時應采用齒型帶。應采用精度高的軸承及合理的支撐跨距，以提高主軸的組件的剛性。在結構允許的條件下，應適當增加齒輪寬度，提高齒輪的重疊系數。變速滑移齒輪一般都用花鍵傳動，采用內徑定心。側面定心的花鍵對降低噪聲更為有利，因為這種定心方式傳動間隙小，接觸面大，但加工需要專門的刀具和花鍵磨床。
（6） 良好的抗振性和熱穩定性。
數控機床加工時，可能由于持續切削、加工余量不均勻、運動部件不平衡以及切削過程中的自振等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產生振動，影響加工精度和表面粗糙度，嚴重時甚至可能損壞刀具和主軸系統中的零件，使其無法工作。主軸系統的發熱使其中的零部件產生熱變形，降低傳動效率，影響零部件之間的相對位置精度和運動精度，從而造成加工誤差。因此，主軸組件要有較高的固有頻率，較好的動平衡，且要保持合適的配合間隙，并要進行循環潤滑。
5.1.2 不同類型的主軸系統的特點和使用范圍
（1） 普通籠型異步電動機配齒輪變速箱
這是的一種方法主軸配置方式，但只能實現有級調速，由于電動機始終工作在額定轉速下，經齒輪減速后，在主軸低速下輸出力矩大，重切削能力強，非常適合粗加工和半精加工的要求。如果加工產品比較單一，對主軸轉速沒有太高的要求，配置在數控機床上也能起到很好的效果；它的缺點是噪音比較大，由于電機工作在工頻下，主軸轉速范圍不大，不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場合。
（2） 普通籠型異步電動機配簡易型變頻器
可以實現主軸的無級調速，主軸電動機只有工作在約500轉/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現堵轉的情況，一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只能工作在中高速范圍，另外因為受到普通電動機zui高轉速的限制，主軸的轉速范圍受到較大的限制。
這種方案適用于需要無級調速但對低速和高速都不要求的場合，例如數控鉆銑床。國內生產的簡易型變頻器較多。
（3） 普通籠型異步電動機配通用變頻器
目前進口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調節，一般還具有無反饋矢量控制功能，會對電動機的低速特性有所改善，配合兩級齒輪變速，基本上可以滿足車床低速（100—200轉/分鐘）小加工余量的加工，但同樣受zui高電動機速度的限制。這是目前經濟型數控機床比較常用的主軸驅動系統。
（4） 變頻電動機配通用變頻器
一般采用有反饋矢量控制，低速甚至零速時都可以有較大的力矩輸出，有些還具有定向甚至分度進給的功能，是非常有競爭力的產品。以先馬YPNC系列變頻電動機為例，電壓：三相200V、220V、380V、400V可選；輸出功率：1.5-18.5KW；變頻范圍2-200Hz；（zui高轉速r/min）；30min150%過載能力；支持V/f控制、V/f+PG（編碼器）控制、無PG矢量控制、有PG矢量控制。提供通用變頻器的廠家以國外公司為主，如：西門子、安川、富士、三菱、日立等。
中檔數控機床主要采用這種方案，主軸傳動兩擋變速甚至僅一擋即可實現轉速在100—200r/min左右時車、銑的重力切削。一些有定向功能的還可以應用與要求精鏜加工的數控鏜銑床，若應用在加工中心上，還不很理想，必須采用其他輔助機構完成定向換刀的功能，而且也不能達到剛性攻絲的要求。
（5） 伺服主軸驅動系統
伺服主軸驅動系統具有響應快、速度高、過載能力強的特點，還可以實現定向和進給功能，當然價格也是zui高的，通常是同功率變頻器主軸驅動系統的2--3倍以上。伺服主軸驅動系統主要應用于加工中心上，用以滿足系統自動換刀、剛性攻絲、主軸C軸進給功能等對主軸位置控制性能要求很高的加工。
（6） 電主軸
電主軸是主軸電動機的一種結構形式，驅動器可以是變頻器或主軸伺服，也可以不要驅動器。電主軸由于電機和主軸合二為一，沒有傳動機構，因此，大大簡化了主軸的結構，并且提高了主軸的精度，但是抗沖擊能力較弱，而且功率還不能做得太大，一般在10KW以下。由于結構上的優勢，電主軸主要向高速方向發展，一般在10000r/min以上。
安裝電主軸的機床主要用于精加工和高速加工，例如高速精密加工中心。另外，在雕刻機和有色金屬以及非金屬材料加工機床上應用較多，這些機床由于只對主軸高轉速有要求，因此，往往不用主軸驅動器。

5.1.3 常用的主軸驅動系統介紹
1. FANUC（法那科）公司主軸驅動系統
從80年代開始，該公司已使用了交流主軸驅動系統，直流驅動系統已被交流驅動系統所取代。目前三個系列交流主軸電動機為：S系列電動機，額定輸出功率范圍1.5～37KW；H系列電動機，額定輸出功率范圍1.5～22KW；P系列電動機，額定輸出功率范圍3.7～37KW。該公司交流主軸驅動系統的特點為：①采用為處理器控制技術，進行矢量計算，從而實現*控制。②主回路采用晶體管PWM逆變器，使電動機電流非常接近正弦波性。③具有主軸定向控制、數字和模擬輸入接口等功能。
2. SIEMENS（西門子）公司主軸驅動系統
SIEMENS公司生產的直流主軸電動機有1GG5、1GF5、1GL5和1GH5四個系列，與這四個系列電動機配套的6RA24、6RA27系列驅動裝置采用晶閘管控制。
80年代初期，該公司又推出了1PH5和1PH6兩個系列的交流主軸電動機，功率范圍為3～100KW。驅動裝置為6SC650系列交流主軸驅動裝置或6SC611A（SIMODRIVE 611A）主軸驅動模塊，主回路采用晶體管SPWM變頻器控制的方式，具有能量再生制動功能。另外，采用為處理器80186可進行閉環轉速、轉矩控制及磁場計算，從而完成矢量控制。同過選件實現C軸進給控制，在不需要CNC的幫助下，實現主軸的定位控制。
3. DANFOSS（丹佛斯）公司系列變頻器
該公司目前應用于數控機床上的變頻器系列常用的有：VLT2800，可并列式安裝方式，具有寬范圍配接電機功率：0.37KW-7.5KW 200V/400；VLT5000，可在整個轉速范圍內進行的滑差補償，并在3ms內完成。在使用串行通訊時，VLT 5000對每條指令的響應時間為0.1ms，可使用任何標準電機與VLT 5000匹配。
4. HITACHI（日立）公司系列變頻器
HITACHI公司的主軸變頻器應用于數控機床上通常有：L100系列通用型變頻，額定輸出功率范圍為0.2KW-7.5KW， V/f 特性可選恒轉矩/降轉矩，可手動/自動提升轉矩，載波頻率0.5HZ-16HZ連續可調。日立 SJ100系列變頻器，是一種矢量型變頻，額定輸出功率范圍為0.2KW-7.5KW，載波頻率在0.5HZ-16HZ內連續可調 ，加減速過程中可分段改變加減速時間 ，可內部/外部啟動直流制動；日立 SJ200/300系列變頻器，額定輸出功率范圍為0.75KW-132KW，具有2臺電機同時無速度傳感器矢量控制運行且電機常數在/離線自整定。
5. HNC（華中數控）公司系列主軸驅動系統
HSV-20S是武漢華中數控股份有限公司推出的全數字交流主軸驅動器。該驅動器結構緊湊、使用方便、可靠性高。
采用的是運動控制DSP、大規模現場可編程邏輯陣列（FPGA）和智能化功率模塊（IPM）等當今技術設計，具有025、050、075、100多種型號規格，具有很寬的功率選擇范圍。用戶可根據要求選配不同型號驅動器和交流主軸電機，形成高可靠、高性能的交流主軸驅動系統。

5.1.4 主軸驅動系統的分類
主軸驅動系統包括主軸驅動器和主軸電動機。數控機床主軸的無級調速則是由主軸驅動器完成。主軸驅動系統分為直流驅動系統和交流驅動系統，目前數控機床的主軸驅動多采用交流主軸驅動系統即交流主軸電動機配備變頻器或主軸伺服驅動器控制的方式。
直流驅動系統在20世紀70年代初至80年代中期在數控機床上占據主導地位，這是由于直流電動機具有良好的調速性能，輸出力矩大，過載能力強，精度高，控制原理簡單，易于調整。隨著微電子技術的迅速發展，加之交流伺服電動機材料、結構及控制理論有了突破性的進展，80年代初期推出了交流驅動系統，標志著新一代驅動系統的開始，由于交流驅動系統保持了直流驅動系統的*性，而且交流電動機無需維護，便于制造，不受惡劣環境影響，所以目前直流驅動系統已逐步被交流驅動系統所取代。從90年代開始，交流伺服驅動系統已走向數字化，驅動系統中的電流環、速度環的反饋控制已全部數字化，系統的控制模型和動態補償均由高速微處理器實時處理，增強了系統自診斷能力，提高了系統的快速性和精度。

5.2 直流主軸伺服系統故障診斷與維修
5.2.1 直流主軸驅動系統介紹
直流主軸電動機驅動器有可控硅調速和脈寬調制PWM調速兩種形式。由于脈寬調制PWM調速具有很好的調速性能，因而在對靜動態性能要求較高的數控機床進給驅動裝置上曾廣泛使用。而三相全控可控硅調速裝置則適于大功率應用場合。
從原理上說，直流主軸驅動系統與通常的直流調速系統無本質的區別，決定了直流主軸驅動系統具有以下特點：
① 調速范圍寬。采用直流主軸驅動系統的數控機床通常只設置高、低兩級速度的機械變速機構，就能得到全部的主軸變換速度，實現無級變速，因此，它具有較寬的調速范圍。
② 直流主軸通常采用全封閉的結構形式，可以在有塵埃和切削液飛濺的工業環境中使用。
③ 主軸電動機通常采用特殊的熱管冷卻系統，能將轉子產生的熱量迅速向外界發散。此外，為了使發熱zui小，定子往往采用*附加磁極，以減小損耗，提率。
④ 直流主軸驅動器主回路一般采用晶閘管三相全波整流，以實現四象限的運行。
⑤ 主軸控制性能好。為了便于與數控系統的配合，主軸伺服器一般都帶有D/A轉換器、“使能”信號輸入、“準備好”輸出、輸出、轉速/轉矩顯示輸出等信號接口。
⑥ 純電氣主軸定向準停控制功能。無需機械定位裝置，進一步縮短了定位時間。
5.2.2 主軸定向控制方案簡介
主軸定向準停控制，實際上是在主軸速度控制基礎上增加一個位置控制環。常采用位置編碼器或磁性傳感器作為檢測原件。
當采用位置編碼器作為位置檢測器件時，由于安裝不方便，主軸與編碼器之間必須是1：1的傳動或將編碼器直接安裝在主軸軸端。而采用磁性傳感器作為位置檢測器件時，磁性器件只能直接安裝在主軸上，而磁性傳感頭則固定在主軸箱體上。采用編碼器與使用磁性傳感器的方式相比，前者具有定位點在0～360°范圍內靈活可調，定位精度高，定位速度快等優點，而且還可以作為主軸同步進給的位置檢測器件。
但直流電動機需要機械換向，換向器表面線速度、換向電流、電壓均受到限制，限制了其轉速和功率的提高，并且它的恒功率調速范圍也較小。由于換向也增加了電動機制造的難度、成本并使調速控制系統變得復雜。另外換向器必須定時停機檢查和維修，使用和維護都比較麻煩。

5.2.1      直流主軸驅動系統常見故障
盡管直流主軸驅動系統在目前已應用不多，逐步為交流主軸驅動系統取代，但現有系統的維修還有不少，在此也總結它的故障特點。
1.     主軸速度不正常或不穩定，造成這類故障的原因見表5-1。
表5-1：主軸速度不正常或不穩定的故障綜述：
可能原因 檢查步驟 排除措施
電動機負載過重   重新考慮負載條件，減輕負載
速度指令電壓不良或錯誤 測量從數控裝置主軸接口輸出過來的信號 確保主軸控制信號正常
D/A變換器故障
反饋線斷線或不良 測量反饋信號 確保接線正確
反饋裝置損壞 更換反饋裝置
電動機故障，如：勵磁喪失等 采用交換法，可以判斷是否出了故障 更換電動機
驅動器故障 更換驅動器
誤差放大器故障
印刷線路板太臟 打開驅動器，定期給電路板作出清潔 保持電路板的清潔或更換放大器

 
2.     電動機速度達到一定值就上不去了。如FANUC直流可控硅主軸伺服驅動單元為1160。它是電動機的調速轉換點。速度在0——1160，勵磁電流為6.8A恒定，電機主線圈電壓由0——220V變化，電機速度大于1160后，則電機主線圈電壓為220V恒定，勵磁電流從6.8A減小。其可能原因間表5-2。
表5-2：主軸電機速度達到一定值就上不去了的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
晶閘管整流部分太臟，造成直流母線電壓過低或絕緣性能降低   清潔好晶閘管，保持內部電路板的清潔
電動機磁體不正常，輸出電壓不正常 用萬用表測量歷次電壓 更換磁體或更換電動機
控制板的勵磁回路故障 用交換法測試控制板 更換控制板

 
3.     發生過流報警，造成這類故障的原因見表5-3。
表5-3：主軸過流報警綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
驅動器電流極限設定錯誤。 檢查設定參數 依照參數說明書，設置好參數
主軸負載過大，或機械故障 檢查是否機械卡住，在停機狀態下用手盤主軸，應該非常靈活 確保主軸無機械異常，如果負載過大，重新考慮機床負載條件
長時間切削條件惡劣   調整切削參數，改善切削條件，
檢查直流主軸電機的線圈電阻不正常，換向器太臟 檢查直流主軸電機的線圈電阻是否正常，換向器是否太臟 確保電阻正常，用干燥的壓縮空氣吹干凈
動力線連接不牢固 檢查動力線是否連接牢固 擰緊動力線
勵磁線連接不牢固 檢查勵磁線連接是否不牢固 擰緊勵磁線
驅動器的控制勵磁電源存在故障 也就是檢查勵磁電壓是否正常  
電動機故障，如：電樞線圈內部存在局部短路 采用交換法，可判斷出它們是否有故障 更換電動機
驅動器故障如：同步觸發脈沖不正確 更換驅動器

 
4.     過熱或過載報警。這時驅動器的過熱報警指示燈會亮，其可能原因見表5-5。
表5-5：主軸過熱報警綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
長期負載過大，電動機太熱 用手觸摸電動機，感覺是否發熱厲害，如果溫度很燙手，等冷卻后再開機，看是否仍有報警 改善切削條件，調整切削參數，降低負載
電動機或反饋線斷線或短路 用萬用表測量其輸出端子，是否接通狀況良好 確保連線正確
電動機故障 采用交換法，確定電動機是否有故障 更換電動機

 
5.     保險絲熔斷。其可能原因見表5-6。
表5-6：保險絲熔斷的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
伺服電動機或主回路絕緣不良 檢查直流伺服電機和主回路的絕緣 更換相應部件
電樞線短路 電樞線短路、電樞繞組短路或局部短路，電樞線對地短路 排除短路故障
主回路故障 用萬用表檢查所有主回路的可控硅是否有短路 更換相應壞的可控硅
控制板故障引起主回路電流過大 如果在燒保險的同時有過電流報警 按電流報警處理方法處理
輸入電壓太高 用萬用表測量輸入電壓 控制電壓在-10～15%范圍內

 
6.     電動機不轉。就是系統發出指令后，主軸伺服單元或直流主軸電動機不執行。其可能原因見表5-7。
表5-7：電動機不轉的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
機械卡死 在不通電的情況下，機械軸應該能自由活動 消除機械故障，減輕負載
負載特別大 在負載特別重的外界情況下， 重新考慮機床負載能力
機械連接脫落，如高/低檔齒輪切換用的力和齒嚙合不良 檢查機械連接情況 重新調整機械連接
控制信號為滿足主軸旋轉的條件，如轉向信號、速度給定電壓為輸入 通過PLC狀態監測功能，查看主軸正/反轉信號時否送出，主軸速度給定指令是否給出 從數控系統端找出故障，確保各指令正常
電動機動力線不良 用萬用表測量各連線端子的接通情況
  確保各連接線正常
電機勵磁線短線
R、S、T線不正常
碳刷不好或嚴重磨損 檢查直流主軸電機的碳刷是否正常，是否接觸不好 更換好的碳刷
 
電動機勵磁回路或主回路組織不正常 檢查勵磁回路是否有阻值，或者阻值很大？ 如果沒阻值或阻值很大，更換電動機
驅動器印制線路板表面太臟以致內部電路接觸不良 在不通電的情況下，打開驅動器保護蓋子，清潔印制線路板 保持驅動器的清潔，有良好的工作環境
觸發脈沖電路故障，晶閘管無觸發脈沖產生 屬驅動器故障，采用交換法判斷是否有故障 更換驅動器
控制板故障 用交換法判斷是否控制板故障 更換控制板

 
7.     主軸定向不停止。有的系統會提示超時報警，其可能原因見表5-8。
表5-8：主軸定向不停止的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
主軸沒接收到編碼器信號 編碼器故障，沒有輸出零位信號 更換編碼器
反饋回路故障，沒有傳入到系統 消除反饋信號傳輸中的斷路
磁性傳感器故障 如果采用此行傳感器定位，檢查相關的指示燈是否點亮 如果沒亮，有故障，更換磁性傳感器
定向板上的繼電器損壞 如果主軸停在準停位，仍有報警，則說明定向板上的繼電器損壞 更換相應繼電器

 
8.     電刷磨損嚴重或電刷面上有劃痕  可能原因見表5-9。
表5-9：電刷磨損嚴重或電刷面上有劃痕的可能原因
可能原因 檢查步驟 排除措施
主軸連續長時間過載工作   有計劃的安排使用機床
主軸電動機換向器表面太臟或有傷痕 目測 清潔換向器
電刷上有切削液進入   做好密封措施
驅動器控制回路的設定、調整不當 檢查參數是否正確 依照參數說明書，重新設置好參數

 
9.     過電壓吸收器燒壞  通常情況下，它是由于外加電壓過高或瞬間電網電壓干擾引起的。
 
5.2.2      維修實例
例1：配套SIEMENS 6RA26**系列直流主軸驅動器，開機后顯示主軸報警。
分析與處理過程：檢查SIEMENS 6RA26**系列直流主軸驅動器，發現報警的含義與提示是“電源故障”，其可能的原因有：
①    電源相序接反。
②    電源缺相，相位不正確。
③    電源電壓低于額定值的80%。
測量驅動器輸入電壓正常，相序正確，但主驅動仍有報警，因此可能的原因是電源板存在故障。
根據SIEMENS 6RA26**系列直流主軸驅動器原理圖，逐級測量各板的電源回路，發現觸發板的同步電源中有一相低于正常電壓。
檢查確認故障原因為印制電路板存在虛焊，導致了同步電源的電壓降低，引起了電源報警。重新焊接后電壓恢復正常，報警消失，機床恢復正常。
 
例2：某配置FANUC 15型直流主軸驅動的數控仿型銑床，主軸在啟動后，運轉過程中聲音沉悶；當主軸制動時，CRT顯示“FEED HOLD”（進給保持），主軸驅動裝置的“過電流”報警指示燈亮。
分析與處理過程：為了判別主軸過電流報警產生的原因，維修時首先脫開了主軸與主軸間的連接，檢查機械傳動系統，未發現異常，因此排除了機械上的原因。
接著又測量、檢查了的繞組、對地電阻及的連接情況，在對換向器及電刷進行檢查時，發現部分電刷已達使用極限，換向器表面有嚴重的燒熔痕跡。
針對以上問題，維修時首先更換了同型號的電刷；并拆開，對換向器的表面進行了修磨處理，完成了對的維修。
重新安裝后再進行試車，當時故障消失；但在第二天開機時，又再次出現上述故障，并且在機床通電約30min之后，故障就自動消失。
根據以上現象，由于排除了機械傳動系統、主軸、連接方面的原因，故而可以判定故障原因在主軸驅動器上。
對照主軸伺服驅動系統的原理圖，重點針對電流反饋環節的有關線路，進行了分析檢查；對電路板中有可能虛焊的部位進行了重新焊接，對全部接插件進行了表面處理，但故障現象仍然不變。
由于維修現場無驅動器備件，不可能進行驅動器的電路板互換處理，為了確定故障的大致部位，針對機床通電約30min后，故障可以自動消失這一特點，維修時采用局部升溫的方法。通過吹風機在距電路板8~10cm處，對電路板的每一部分進行了局部升溫，結果發現當對觸發線路升溫后，主軸運轉可以馬上恢復正常。由此分析，初步判定故障部位在驅動器的觸發線路上。
通過示波器觀察觸發部分線路的輸出波形，發現其中的一片集成電路在常溫下無觸發脈沖發生，引起整流回路U相的4只晶閘管（正組和反組各2只）的觸發脈沖消失；更換此芯片后故障排除。
維修完成后，進一步分析故障原因，在主軸驅動器工作時，三相全控橋整流主回路，有一相無觸發脈沖，導致直流母線整流電壓波形脈動變大，諧波分量提高，產生換向困難，運行聲音沉悶。
當主軸制動時，由于驅動器采用的是回饋制動，控制線路首先要關斷正組的觸發脈沖，并觸發反組的晶閘管，使其逆變。逆變時同樣由于缺一相觸發脈沖，使能量不能及時回饋電網，因此產生過流，驅動器產生過流報警，保護電路動作。
 
 
5.2.1      直流主軸驅動系統使用注意點和日常維護
1.    安裝注意事項   主軸伺服系統對安裝有較高的要求，這些要求是保證驅動器正常工作的前提條件，在維修時必須引起注意。
（1）    安裝驅動器的電柜必須密封。為了防止電柜內溫度過高，電柜設計時應將溫升控制在15°以下。電柜的外部空氣引入口，應設置過濾器，并防止從排氣口浸入塵埃或煙霧；電纜出入口、柜門等部分應進行密封，冷卻電扇不要直接吹向驅動器，以免粉塵附著。
（2）    維修完成后，進行重新安裝時，要遵循下列原因：
①    安裝面要平，且有足夠的剛性。
②    電刷應定期維修及更換，安裝位置應盡可能使其檢修容易。
③    冷卻進風口的進風要充分，安裝位置要盡可能使冷卻部分的檢修容易。
④    應安裝在灰塵少、濕度不高的場所，環境溫度應在40℃以下。
⑤    應安裝在切削液和油不能直接濺到的位置上。
2.    使用檢查      
（1）    伺服系統啟動前的檢查：
①    檢查伺服單元和電動機的信號線、動力線等的連接時否正常，是否松動以及絕緣是否良好；
②    強電柜和電動機是否可靠接地；
③    電動機的電刷的安裝是否牢靠，電動機安裝螺栓是否*擰緊。
（2）    使用時的檢查
①    檢查速度指令與轉速是否一致，負載指示是否正常。
②    是否有異常聲音和異常振動。
③    軸承溫度是否急劇上升等不正常現象。
④    電刷上是否有顯著的火花發生痕跡。
3.    對于工作正常的主軸驅動系統，應進行如下日常維護：
（1）          電柜的空氣過濾器每月應清掃一次。
（2）          電柜及驅動器的冷卻風扇應定期檢查。
（3）          建議操作人員每天都應注意主軸的旋轉速度、異常振動、異常聲音、通風狀態、軸承溫度、外表溫度和異常臭味。
（4）          建議使用單位維護人員，每月應對電刷、換向器進行檢查。
（5）          建議使用單位維護人員，每半年應對測速發電動機、軸承、熱管冷卻部分、絕緣電阻進行檢測。
 
5.2            主軸通用變頻器
5.3.1      變頻器技術簡介
隨著交流調速技術的發展，目前數控機床的主軸驅動多采用交流主軸配變頻器控制的方式。變頻器的控制方式從zui初的電壓空間矢量控制（磁通轉跡法）到矢量控制（磁通定向控制），發展至今為直接轉矩控制，從而能方便地實現無速度傳感器化；脈寬調制（PWM）技術從正弦PWM發展至優化PWM技術和隨機PWM技術，以實現電流諧波畸變小，電壓利用率zui高、效率*、轉矩脈沖zui小及噪聲強度大幅度削弱的目標；功率器件由GTO、GTR、IGBT發展到智能模塊IPM，是開關速度快、驅動電流小、控制驅動簡單、故障率降低、干擾得到有效控制及保護功能進一步完善。
隨著數控控制的SPWM變頻調速系統的發展，數控機床主軸驅動采用通用變頻器控制也越來越多。所謂“通用”包含著兩方面的含義：一是可以和通用的籠型異步配套應用；二是具有多種可供選擇的功能，可應用于各種不同性質的負載。
如三菱FR-A500系列變頻器既可以通過2、5端，用CNC系統輸出的模擬信號來控制的轉速，也可通過撥碼開關的編碼輸出或CNC系統的數字信號輸出值RH、RM和RL端，通過變頻器的參數設置，實現從zui低速到zui高速的變速。
    值得注意的是，變頻器的冷卻方式都采用風扇強迫冷卻。如果通風不良，器件的溫度將會升高，有時即使變頻器并沒有跳閘，但器件的使用壽命已經下降。所以，應注意冷卻風扇的運行狀況是否正常，經常清拭濾網和散熱器的風道，以保證變頻器的正常運轉。
      例：AC200S是矢量控制晶體管正弦波PWM的主軸驅動裝置，有帶冷卻風扇和電容器的機架、主軸驅動裝置、電源和再生電路及裝配有編碼器的主軸電動機組成。當出現主軸電動機不轉的故障時，可逐個檢查各裝置是否正常。
 
5.3.2      變頻器接線圖
以國外某系列變頻器為例，介紹接線如圖5-4。

從上式中可知：當f1減小時，zui大轉矩Tm不變，啟動轉矩Tst增大，臨界點轉速降不變，因此，機械特性隨頻率的降低而向下平移，如圖5-5中虛線所示。
實際上，由于定子電阻r1的存在，隨著f1的降低（u1/f1 ＝常數），Tm將減小，當f1很低時，Tm減小很多，如圖5-5中實線所示。

3. 恒功率變頻調速
在基頻以上調速時，頻率從f1→N往上增高，但電壓U1卻不能增加得比額定電壓還大，zui大只能保持U1 =U1N ，由上述公式可知，這迫使Φ與f成反比降低，Tm與Tst均隨頻率f1的增高而減小， 保持不變，機械如圖5-6所示，這近似為恒功率調速，相當于直流電動機弱磁調速的情況。

4. 變頻調速時異步電動機的特性曲線
圖5-7為異步電動機變頻調速控制特性示意圖。

圖4為變頻調速時功率、轉矩變化特性。

 
5.3.1      主軸通用變頻器常見報警及故障處理
1.     通用變頻器常見報警及保護。
為了保證驅動器的安全，可靠的運行，在主軸伺服系統出現故障和異常等情況時，設置了較多的保護功能，這些保護功能與主軸驅動器的故障檢測與維修密切相關。當驅動器出現故障時，可以根據保護功能的情況，分析故障原因。
（1）        接地保護
在伺服驅動器的輸出線路以及主軸內部等出現對地短路時，可以通過快速熔斷器間切斷電源，對驅動器進行保護。
（2）        過載保護
當驅動器、負載超過額定值時，安裝在內部的熱開關或主回路的熱繼電器將動作，對進行過載保護。
（3）        速度偏差過大報警
當主軸的速度由于某種原因，偏離了指令速度且達到一定的誤差后，將產生報警，并進行保護。
（4）        瞬時過電流報警  
當驅動器中由于內部短路、輸出短路等原因產生異常的大電流時，驅動器將發出報警并進行保護。
（5）        速度檢測回路斷線或短路報警
當測速發電動機出現信號斷線或短路時，驅動器將產生報警并進行保護。
（6）        速度超過報警  
當檢測出的主軸轉速超過額定值的115%是，驅動器將發出報警并進行保護。
（7）        勵磁監控     
如果主軸勵磁電流過低或無勵磁電流，為防止飛車，驅動器將發出故障并進行保護。
（8）        短路保護  
當主回路發生短路時，驅動器可以通過相應的快速熔斷器進行短路保護。
（9）        相序報警  
當三相輸入電源相序不正確或缺相狀態時，驅動器將發出報警。
 
驅動器出現保護性的故障時（也叫報警），首先通過驅動器自身的指示燈以報警的形式反映出內容，具體說明見表5-24。
報警名稱 報警時的
LED顯示 動作內容
對地短路 對地短路故障 檢測到變頻器輸出電路對地短路時動作（一般為≥30kW）。而對≤22kW變頻器發生對地短路時，作為過電流保護動作。此功能只是保護變頻器。為保護人身和防止火警事故等應采用另外的漏電保護繼電器或漏電短路器等進行保護。
過電壓 加速時過電壓 由于再生電流增加，使主電路直流電壓達到過電壓檢出值（有些變頻器為800VDC）時，保護動作。（但是：如果由變頻器輸入側錯誤地輸入控制電路電壓值時，將不能顯示此報警）
減速時過電流
恒速時過電流
欠電壓 欠電壓 電源電壓降低等使主電路直流電壓低至欠電壓檢出值（有點變頻器為400VDC）以下時，保護功能動作。注意：當電壓低至不能維持變頻器控制電路電壓值時，將不顯示報警。
電源缺相 電源缺相 連接的3相輸入電源L1/R、L2/S、L3/T中任何1相缺時，有點變頻器能在3相電壓不平衡狀態下運行，但可能造成某些器件（如：主電路整流二極管和主濾波電容器損壞），這種情況下，變頻器會報警和停止運行。
過熱 散熱片過熱 如內部的冷卻風扇發生故障，散熱片溫度上升，則產生的保護動作
變頻器內部過熱 如變頻器內通風散熱不良等，則其內部溫度上升，保護動作
制動電阻過熱 當采用制動電阻且使用頻度過高時，會使其溫度上升，為防止制動電阻燒損（有點會有“叭”的很大的爆炸聲），保護動作
外部報警 外部報警 當控制電路端子連接控制單元、制動電阻、外部熱繼電器等外部設備的報警常閉接點時，按這些節點的信號動作。
過載 電動機過負載 當電動機所拖動的負載過大使超過電子熱繼電器的電流超過設定值時，按反時限性保護動作。
變頻器過負載 此報警一般為變頻器主電路半導體元件的溫度保護，按變頻器輸出電流超過過載額定值時保護動作。
通訊錯誤 RS通信錯誤 當通信時出錯，則保護動作。

 
 
2.     通用變頻器常見故障及處理
常見報警先下表5-3：
表5-3 通用變頻器常見故常與處理
故障現象 發生時的工作狀況 處理方法
電動機不運轉 變頻器輸出端子U、V、W不能提供電源 電源是否已提供給端子
運行命令是否有效？
RS（復位）功能或自由運行停車功能是否處于開啟狀態
負載過重 電動機負載是否太重
任選遠程操作器被使用 確保其操作設定正確
電動機反轉 輸出端子U/T1，V/T2和W/T3的連接是否正確 使得電動機的相序與端子連接相對應，通常來說：正轉（FWD）＝U－V－W，和反轉（REV）＝U－W－V
電動機正反轉的相序是否與U/T1，V/T2和W/T3相對應
控制端子（FW）和（RV）連線是否正確 端子（FW）用于正轉，
（RV）用于反轉
電動機轉速不能到達 如果使用模擬輸入，電流或電壓“O”或“OI” 檢查連線
檢查電位器或信號發生器
負載太重 減少負載
重負載激活了過載限定（根據需要不讓此過載信號輸出）
轉動不穩定 負載波動過大 增加電動機容量（變頻器及電動機）
電源不穩定 解決電源問題
該現象只是出現在某一特定頻率下 稍微改變輸出頻率，使用調頻設定將此有問題的頻率跳過
過流 加速中過流 檢查電動機是否短路或局部短路，輸出線絕緣是否良好
延長加速時間
變頻器配置不合理，增大變頻器容量
減低轉矩提升設定值
恒速中過流 檢查電動機是否短路或局部短路，輸出線絕緣是否良好
檢查電動機是否堵轉，機械負載是否有突變
變頻器容量是否太小，增大變頻器容量
電網電壓是否有突變
減速中或停車時過流 輸出連線絕緣是否良好，電動機是否有短路現象
延長減速時間
更換容量較大的變頻器
直流制動量太大，減少直流制動量
機械故障，送廠維修。
短路 對地短路 檢查電動機連線是否有短路
檢查輸出線絕緣是否良好
送修
過壓 停車中過壓 1、延長減速時間，或加裝剎車電阻
2、改善電網電壓，檢查是否有突變電壓產生
加速中過壓
恒速中過壓
減速中過壓
低壓 檢查輸入電壓是否正常
檢查負載是否突然有突變
是否缺相
變頻器過熱 檢查風扇是否堵轉，散熱片是否有異物
環境溫度是否正常
通風空間是否足夠，空氣是否能對流
變頻器過載 連續超負載150％一分鐘以上 檢查變頻器容量是否配小，否則加大容量
檢查機械負載是否有卡死現象
V/F曲線設定不良，重新設定
電動機過載 連續超負載150％一分鐘以上 機械負載是否有突變
電動機配用太小
電動機發熱絕緣變差
電壓是否波動較大
是否存在缺相
機械負載增大
電動機過轉矩 機械負載是否有波動
電動機配置是否偏小

關于上表的情況說明：

 
①      電源電壓過高。變頻器一般允許電源電壓向上波動的范圍是+10%，超過此范圍時，就進行保護。
②      降速過快。如果將減速時間設定的太短，在再生制動過程中，制動電阻來不及將能量放掉，只是直流回路賂電壓過高，形成高電壓
③      電源電壓低于額定值電壓10%；
④      過電流可分為：
Ø          非短路性過電流：可能發生在嚴重過載或加速過快。
Ø          短路性過電流：可能發生在負載側短路或負載側接地。另外，如果變頻器逆變橋同一橋臂的上下兩晶體管同時導通，形成“直通”。因為變頻器在運行時，同一橋臂的上下兩晶體管總是處于交替導通狀態，在交替導通的過程中，必須保證只有在一個晶體管*截止后，另一個晶體管才開始導通。如果由于某種原因，如環境溫度過高等，使之器件參數發生飄移，就可能導致直通。
 
1.     通用變頻器故障維修實例
例1：變頻器出現過電壓報警的維修
故障現象：配套某系統的數控車床，主軸驅動采用三菱公司的E540變頻器，在加工過程中，變頻器出現過壓報警。
分析與處理過程：仔細觀察機床故障產生的過程，發現故障總是在主軸啟動、制動時發生，因此，可以初步確定故障的產生與變頻器的加/減速時間設定有關。當加/減速時間設定不當時，如主起/制動頻繁或時間設定太短，變頻器的加/減速無法在規定的時間內完成，則通常容易產生過電壓報警。
修改變頻器參數，適當增加加/減速時間后，故障消除。
 
例2：安川變頻主軸在換刀時出現旋轉的故障維修
故障現象：配套某系統的數控車床，開機時發現，當機床進行換刀動作時，主軸也隨之轉動。
分析與處理過程：由于該機床采用的是安川變頻器控制主軸，主軸轉速是通過系統輸出的模擬電壓控制的。根據以往的經驗，安川變頻器對輸入信號的干擾比較敏感，因此初步確認故障原因與線路有關。
為了確認，再次檢查了機床的主軸驅動器、刀架控制的原理圖與實際接線，可以判定在線路連接、控制上兩者相互獨立，不存在相互影響。
進一步檢查變頻器的輸入模擬量屏蔽電纜布線與屏蔽線連接，發現該電纜的布線位置與屏蔽線均不合理，將電纜重新布線并對屏蔽線進行重新連接后，故障消失。
 
5.1            交流伺服主軸驅動系統常見故障及排除
5.4.1      交流伺服主軸驅動系統
交流伺服主軸驅動系統通常采用感應電動機作為驅動電機，由伺服驅動器實施控制，有速度開環或閉環控制方式。也有采用永磁同步電動機作為驅動電機，由伺服驅動器實現速度環的矢量控制，具有快速的動態響應特性，但其恒功率調速范圍較小。
與交流伺服驅動一樣，交流主軸驅動系統也有模擬式和數字式兩種型式，交流主軸驅動系統與直流主軸驅動系統相比，具有如下特點：
①    由于驅動系統必須采用微處理器和現代控制理論進行控制，因此其運行平穩、振動和噪聲小。
②    驅動系統一般都具有再生制動功能，在制動時，即可將能量反饋回電網，起到節能的效果，又可以加快起制動速度。
③    特別是對于全數字式主軸驅動系統，驅動器可直接使用CNC的數字量輸出信號進行控制，不要經過D/A轉換，轉速控制精度得到了提高。
④    與數字式交流伺服驅動一樣，在數字式主軸驅動系統中，還可采用參數設定方法對系統進行靜態調整與動態優化，系統設定靈活、調整準確。
⑤    由于交流主軸無換向器，主軸通常不需要進行維修。
⑥    主軸轉速的提高不受換向器的限制，zui高轉速通常比直流主軸更高，可達到數萬轉。
 
5.4.2      交流伺服主軸驅動系統常見故障
交流主軸驅動系統按信號形式又可分為交流模擬型主軸驅動單元和交流數字型主軸驅動單元。交流主軸驅動除了有直流主軸驅動同樣的過熱、過載、轉速不正常報警或故障外，還有另外的故障條目，總結如下。
1.   主軸不能轉動，且無任何報警顯示。產生此故障的可能原因及排除方法見表5-10。
表5-10：主軸不能轉動，且無任何報警顯示的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
機械負載過大   盡量減輕機械負載
主軸與電動機連接皮帶過松 在停機的狀態下，查看皮帶的松緊程度 調整皮帶
主軸中的拉桿未拉緊夾持刀具的拉釘（在車床上就是卡盤未夾緊工件） 有的機床會設置敏感元件的反饋信號，檢查次反饋信號是否到位 重新裝夾好刀具或工件
系統處在急停狀態 檢查主軸單元的主交流接觸器是否吸合 更具實際情況下，松開急停；
機械準備好信號斷路 排查機械準好信號電路
主軸動力線斷線 用萬用表測量動力線電壓 確保電源輸入正常
電源缺相
正反轉信號同時輸入 利用PLC監查功能查看相應信號  
無正反轉信號 通過PLC監視畫面，觀察正反轉指示信號是否發出 一般為數控裝置的輸出有問題，排查系統的主軸信號輸出端子
沒有速度控制信號輸出 測量輸出的信號是否正常
使能信號沒有接通 通過CRT觀察I/O狀態，分析機床PLC梯形圖（或流程圖），以確定主軸的啟動條件，如潤滑、冷卻等是否滿足； 檢查外部啟動的條件是否符合
主軸驅動裝置故障 有條件的話，利用交換法，確定是否有故障 更換主軸驅動裝置
主軸電動機故障 更換電動機

 
2.   主軸速度指令無效，轉速僅有1～2r/min。可能的原因見表5-11。
表5-11: 主軸速度指令無效，轉速僅有1～2r/min的故障總數
可能原因 檢查步驟 排除措施
動力線接線錯誤 檢查主軸伺服與電動機之間的UVW連線 確保連線對應
CNC模擬量輸出（D/A）轉換電路故障 用交換法判斷是否有故障 更換相應電路板
CNC速度輸出模擬量與驅動器連接不良或斷線 測量相應信號，是否有輸出且是否正常 更換指令發送口或更換數控裝置
主軸驅動器參數設定不當 查看驅動器參數，是否正常 依照說明書，正確設置參數
反饋線連接不正常 查看反饋連線 確保反饋連線正常
反饋信號不正常 檢查反饋信號的波形 調整波形至正確或更換編碼器

 
3.   速度偏差過大，指的是主軸電機的實際速度與指令速度的誤差值超過允許值，一般是啟動時電機沒有轉動或速度上不去。引起此故障的原因見表5-12。
表5-12：速度偏差過大報警綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
反饋連線不良 不啟動主軸，用手盤動主軸使主軸電動機以較快速度轉起來，估計電機的實際速度，監視反饋的實際轉速 確保反饋連線正確
反饋裝置故障 更換反饋裝置
動力線連接不正常 用萬用表或兆歐表檢查電動機或動力線是否正常（包括相序不正常） 確保動力線連接正常
動力電壓不正常 確保動力線電壓正常
機床切削負荷太重，切削條件惡劣   重新考慮負載條件，減輕負載，調整切削參數
機械傳動系統不良   改善機械傳動系統條件
制動器未松開 查明制動器為松開的原因 確保制動電路正常
驅動器故障 利用交換法，判斷是否有故障 更換出錯單元
電流調節器控制板故障
電動機故障

 
4.   過載報警。 削用量過大，頻繁正、反轉等均可引起過載報警。具體表現為主軸過熱、主軸驅動裝置顯示過電流報警等造成此故障的可能原因見表5-13。

檢查方法：
①    若在減速過程中發生，一般是由驅動裝置造成的，如交流驅動中的再生回路故障；
②    若在恒轉速時產生，可通過觀察主軸由停車過程中是否有噪聲和振動來區別，如存在，則主軸機械部分有問題；
③    檢查振動周期是否與轉速有關，如無關，一般是主軸驅動裝置未調整好；如有關系，應檢查主軸機械部分是否良好，測速裝置是否不良。
造成這類故障的原因見表5-14。
表5-14：主軸振動或噪聲過大的故障綜述
故障部位 可能原因 檢查步驟 排除措施
電氣部分故障 系統電源缺相、相序不正確或電壓不正常 測量輸入的系統電源 確保電源正確
反饋不正確 測量反饋信號 確保接線正確，且反饋裝置正常
驅動器異常，如：增益調整電路或顫動調整電路的調整不當   根據參數說明書，設置好相關參數
三相輸入的相序不對 用萬用表測量輸入電源 確保電源正確
機械部分故障 主軸負荷過大   重新考慮負載條件，減輕負載
潤滑不良 是否缺潤滑油， 加注潤滑油
是否潤滑電路或電機故障， 檢修潤滑電路
是否潤滑漏油 更換潤滑導油管
主軸與主軸電動機的連接皮帶過緊 在停機的情況下，檢查皮帶松緊程度 調整皮帶的連接
軸承故障、主軸和主軸電動機之間離合器故障 目測，可判斷這個機械連接是否正常 調整軸承，
軸承拉毛或損壞 可拆開相關機械結構后目測 更換軸承
齒輪有嚴重損傷 更換齒輪
主軸部件上動平衡不好（叢zui高速度向下時發生次此故障） 當主軸電機zui高速度時，關掉電源，慣性運轉時是否仍有聲音 校核主軸部件上的動平衡條件，調整機械部分
軸承預緊力不夠或預緊螺釘松動   調緊預緊螺釘
游隙過大或齒輪嚙合間隙過大   調整機床間隙，

 
例：配套某系統的數控車床，在加工過程中，發現在端面加工時，表面出現周期性波紋。
故障分析與處理過程：數控車床端面加工時，表面出現振紋的原因很多，在機械方面如：刀具、絲杠、主軸等部件的安裝不良、機床的精度不足等等都可能產生以上問題。
但該機床為周期性出現，且有一定規律，根據通常的情況，應與主軸的位置監測系統有關，但仔細檢查機床主軸各部分，卻未發現任何不良。
仔細觀察振紋與X軸的絲杠螺距相對應，因此維修時再次針對X軸進行了檢查。
檢查該機床的機械傳動裝置，其結構是伺服與滾珠絲杠間通過齒形帶進行聯接，位置反饋編碼器采用的是分離型布置。
檢查發現X軸的分離式編碼器安裝位置與絲杠不同心，存在偏心，即：編碼器軸心線與絲杠中心不在同一直線上，從而造成了X軸移動過程中的編碼器的旋轉不均勻，反映到加工中，則出現周期性波紋。
重新安裝、調整編碼器后，機床恢復正常。
6.   直流側保險絲熔斷報警。三相220V交流電經整流橋整流到直流300V，經過一個保險后給晶體管模塊，控制板檢測此保險兩端的電壓，如果太大，則產生比報警。產生此報警的原因可能見表5-15。
表5-15：直流側保險絲熔斷報警綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
保險已經斷開 用萬用表檢查直流保險是否斷開 確保保險在可工作狀態
連線不良 檢查主控制板與主軸單元的連接插座是否緊合 確保連線正常
電動機電樞線短路 用萬用表測量各輸出線，測量是否短路 確保沒有短路現象
電動機電樞繞組短路或局部短路
電動機電樞線對地短路
輸入電源存在缺相 用萬用表測量電壓 確保電源正常

 
7.   主軸在加/減速時工作不正常。其可能原因見表5-16。
可能原因 檢查步驟 排除措施
電動機加/減速電流預先設定、調整不當 查看相關參數項是否正常 正確設置參數
加/減速回路時間常數設定不當
反饋信號不良 在可以在不通電的情況下，移交快速速度，手轉動主軸，測量反饋信號，是否與主軸轉動的速度成比例 如果反饋裝置故障，則更換反饋裝置；如果反饋回路故障（如接線錯誤），則排查相應故障
電動機/負載間的慣量不匹配   重新校核負載，
機械傳動系統不良    

 
8.   外界干擾，主軸轉速會出現隨機和無規律性的波動。具體情況見表5-17。
表5-17：主軸轉速出現隨機和無規律性的波動的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
屏蔽和接地措施不良   處理好接地，做好屏蔽處理
主軸轉速指令信號受到干擾 測量輸出信號是否與轉速對應的模擬電壓匹配 加抗干擾的磁環
反饋信號受到干擾 測量反饋信號是否與輸出信號是否匹配 加抗干擾的磁環

9.   主軸不能進行變速。可能的原因見表5-18。
表5-18：主軸不能進行變速的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
CNC參數設置不當 檢查有關主軸的參數 依照參數說明書，正確設置參數
加工程序編程錯誤 檢查加工程序 正確使用控制主軸的M03、M04，S指令
D/A轉換電路故障 用交換法判斷是否有故障 更換相應電路板
主軸驅動器速度模擬量輸入電路故障 測量相應信號，是否有輸出且是否正常 更換指令發送口或更換數控裝置

 
例：一臺配套某系統的立式加工中心，主軸在低速時（低于120r/min）時，S指令無效，主軸固定以120r/min轉速運轉。
分析與處理過程：由于主軸在低速時固定以120r/min轉速運轉，可能的原因是主軸驅動器有120r/min的轉速模擬量輸入，或是主軸驅動器控制電路存在不良。
為了判定故障原因，檢查CNC內部S代碼信號狀態，發現它與S指令值一一對應；但測量主軸驅動器的數模轉換輸出（測兩端CH2），發現即使是在S為0時，D/A轉換器雖然無數字輸入信號，但其輸出仍然為0.5V左右的電壓。
由于本機床的zui高轉速為2250r/min，對照下表看出，當D/A轉換器輸出0.5V左右時，轉速應為120r/min左右，因此可以判定故障原因是D/A轉換器（型號：DAC80）損壞引起的。
更換同型號的集成電路后，機床恢復正常。
 指令、電壓、轉速對應表
二進制轉速指令 S模擬輸出/V 轉速/（r/min）
0000 0000 0000 0 0
0000 0101 1011 0.222 50
0000 1011 0110 0.444 100
1111 1111 1111 9.999 2250

 
又例：配套某系統的數控車床，使用安川變頻器作為主軸驅動裝置，當輸入指令S**M03后，主軸旋轉，但轉速不能改變。
分析與處理過程：由于該機床主軸采用的是變頻器調速，在自動方式下運行時，主軸轉速是通過系統輸出的模擬電壓控制的。利用萬用表測量變頻器的模擬電壓輸入，發現在不同轉速下，模擬電壓有變化，說明CNC工作正常。
進一步檢查主軸的方向輸入信號正確，因此初步判定故障原因是變頻器的參數設定不當或外部信號不正確所引起的。經檢查變頻器參數設定，發現參數設定正確；檢查外部控制信號，發現在主軸正傳時，變頻器的多級固定速度控制輸入信號中有一個被固定為“1”，斷開此信號后，主軸恢復正常。
 
10.            螺紋或攻絲加工出現“亂牙”故障。數控車床加工螺紋，其實質是主軸的角位移與Z軸進給之間進行插補，“亂牙”是由于主軸與Z軸進給不能實現同步引起的。主軸的角位移是通過主軸編碼器進行測量的。一般螺紋加工時，系統進行的是主軸每轉進給動作，要執行每轉進給的指令，主軸必須有每轉一個脈沖的反饋信號。
檢查故障的具體步驟可分為：
①    一般來說根據CRT畫面有報警顯示確認是“亂牙現象”（具體報警為：主軸轉速與進給不匹配）；
②    通過CRT調用機床數據或I/O狀態，觀察編碼器的信號狀態；
③    用每分鐘進給指令代替每轉進給指令來執行程序，觀察故障是否消失。
可能原因及排除措施見下表5-19：
可能原因 檢查步驟 排除措施
主軸編碼器“零位脈沖”不良或受到干擾 用萬用表測量編碼器反饋信號，檢查是否正常 更換編碼器
主軸編碼器聯軸器松動或斷裂 檢查編碼器連線 確實反饋回路正常
編碼器信號線接地、屏蔽不良，被干擾   按上面的“外部干擾”故障處理
主軸轉速不穩，有抖動   按上面提到的“主軸轉速不穩”解決
加工程序有問題如：主軸轉速尚未穩定，就執行了螺紋加工指令（G32），導致了主軸Z軸進給不能實現同步，造成“亂牙”。 空運行程序，判斷是否有此現象發生 修改加工程序如：在用（G32）前加G04延時指令或更改螺紋加工程序的起始點，使其離開工件一段距離，保證在主軸速度穩定后，再開始螺紋加工，即可實現正常的螺紋加工。

 
例：配套某系統的數控車床，在G32車螺紋時，出現起始段螺紋“亂牙”的故障。
分析與處理過程：數控車床加工螺紋，其實質是主軸的角位移與Z軸進給之間進行的插補，“亂牙”是由于主軸與Z軸進給不能實現同步引起的。
由于該機床使用的是變頻器作為主軸調速裝置，主軸速度為開環控制，在不同的負載下，主軸的起動時間不同，且起動時的主軸速度不穩，轉速亦有相應的變化，導致了主軸與Z軸進給不能實現同步。
解決以上故障的方法有如下兩種：
①    通過在主軸旋轉指令（M03）后、螺紋加工指令（G32）前增加G04延時指令，保證在主軸速度穩定后，再開始螺紋加工。
②    更改螺紋加工程序的起始點，使其離開工件一段距離，保證在主軸速度穩定后，再真正接觸工件，開始螺紋的加工。
    通過采用以上方法的任何一種都可以解決該例故障，實現正常的螺紋加工。
 
11.            機床執行了主軸定向指令后，主軸定向位置出現偏差。
主軸準停用于刀具交換、精鏜進、退刀及齒輪換擋等場合，有三種實現方式：
①    機械準停控制   由帶V型槽的定位盤和定位用的液壓缸配合動作。
②    磁性傳感器的電器準停控制    發磁體安裝在主軸后端，磁傳感器安裝在主軸箱上，其安裝位置決定了主軸的準停點，發磁體和磁傳感器之間的間隙為（1.5±0.5）mm。
③    編碼器型的準停控制   通過主軸內置安裝或在機床主軸上直接安裝一個光電編碼器來實現準停控制，準停角度可任意設定。
④    上述準停均要經過減速的過程，如減速或增益等參數設置不當，均可引起定位抖動。另外，準定方式①中定位液壓缸活塞移動的限位開關失靈，準停方式②中發磁體和磁傳感器之間的間隙發生變化或磁傳感器失靈均可引起定位抖動。所以引起此故障的原因見表5-20
表5-20：主軸定位點不穩定的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
如果是*種定位方式，可能是限位開關失靈 檢查限位信號是否正常傳輸到了數控系統段  
如果是第二種定位方式，可能是此傳感信號沒到位 在系統端測量定位信號 確保定位信號正確傳輸到數控裝置
反饋線連接不良 檢查連線 確認連線
主軸編碼器“零位脈沖”不良或受到干擾 用萬用表測量編碼器反饋信號，檢查是否正常 更換編碼器

 
例：采用某系統的立式加工中心，配套SIEMENS 6SC6502主軸驅動器，在調試時，出現主軸定位點不穩定的故障。
分析與處理過程：維修時通過多次定位進行反復試驗，確認本故障的實際故障現象為：
①    該機床可以在任意時刻進行主軸定位，定位動作正確。
②    只要機床不關機，不論進行多少次定位，其定位點總是保持不變。
③    機床關機后，再次開機執行主軸定位，定位位置與關機前不同，在完成定位后，只要不開機以后每次定位總是保持在該位置不變。
④    每次關機后，重新定位，其定位點都不同，主軸可以在任意位置定位。
因為主軸定位的過程，事實上是將主軸停止在編碼器“零位脈沖”不固定引起的。分析可能引起以上故障的原因有：
①    編碼器固定不良，在旋轉過程中編碼器于主軸的相對位置在不斷變化。
②    編碼器不良，無“零位脈沖”輸出或“零位脈沖”受到干擾。
③    編碼器連接錯誤。
根據以上可能的原因，逐一檢查，排除了編碼器固定不良、編碼器不良的原因。進一步檢查編碼器的連接，發現該編碼器內部的“零位脈沖”Ua0與- Ua0引出線接反，重新連接后，故障排除。
又例：某配套YASKAWA J50M的加工中心，在機床換刀時，出現主軸定位不準的故障。
分析與處理過程：仔細檢查機床的定位動作，發現機床在主軸轉速小于10r/min，主軸定位位置正確，但在主軸轉速大于10r/min時，定位點在不同的速度下都不一致。
通過系統的信號診斷參數，檢查主軸編碼器信號輸入，發現該機床的主軸零位脈沖輸入信號在一轉內有多個，引起了定位點的混亂。檢查CNC與主軸編碼器的連接，發現機床出廠時，主軸編碼器的連接電纜線未按照規定的要求使用雙絞屏蔽線，當機床環境發生變化后，由于線路的干擾，引起了主軸零位脈沖的混亂；重新使用雙絞屏蔽線連接后，故障消除，機床恢復正常工作。
 
12.            主軸出力不足。引起此故障的可能原因及排除措施見表5-21。
表5-21：主軸出力不足的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
齒形皮帶調節過松 在停機狀態下，打開保護蓋后，可觀測 調整皮帶間隙，
主軸剛性差 一般為新機床，可能出現此問題  
主軸電動機故障 有條件，可用交換法測試 更換好的電動機

 
13.            主軸不能松刀。引起此故障的可能原因及排除措施見表5-22。
表5-22：主軸不能松刀的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
液壓或氣壓壓力不足 檢查后面的液壓表或氣壓表 開啟液壓閥或氣壓閥，加大壓力
彈簧損壞   更換彈簧
松拉刀氣缸損壞   修松拉刀氣缸
松拉刀電磁換向閥故障 直接給電磁換向閥上加上控制信號，電磁換向閥是否動作 修換電磁換向閥
松拉刀的檢測開關故障 用手按下檢測開關，另一人觀看是否有信號輸入 修換檢測開關
松拉刀夾爪損壞 可目測 修換松拉刀夾爪

技術：王工

例：某公司現有的JCS-018立式加工中心，其系統是采用日本FANVC-BESk7M系統全功能數控機床，7M系統采用16位微處理器控制，伺服驅動單元為大慣量直流伺服電機，主電機由三相全波可控硅無環流電路驅動，旋轉變壓器作為位置檢測元件，測速發電機構成速度反饋，
故障現象：正常加工執行程序，當執行換刀動作M06時，刀套下，主軸不定向，不換刀，主軸又按下把刀的程序繼續加工，無報警。
    故障檢查與分析：執行換刀指令M06動作順序為，主軸定向，刀套下，75度轉出，手臂下，180度回轉換刀，手臂上，75度轉回，刀套上，180度油缸復位，而后發出FIN指令，再執行下段程序。結合故障分析，檢查PC輸出板，執行換刀動作的元器件，當檢查到G3時，發現異常。正常時，G3在換刀時，其管角2為高電平，3為高電平，24V送不出，而執行換刀動作，當換刀完畢后，管角2變為低電平，而使24V電壓送出，發出FIN，即MT信號執行完畢，管角2現在無論為高電平或低電平，FN信號發出，均有24V輸出，MT信號執行完畢送出，從而NC執行下段程序。其刀具尚未交換，易發生撞件的可能。據此，我們拆下G3芯片，其為干簧電器，去市場買此芯片，沒有買到。根據其性能而采用松下DSZY-S-DC5C代替，故障解決，從換至今一年多沒在發生類似故障，保證了車間的正常生產。
 
14.            主軸不能正常工作。引起此故障的可能原因及排除措施見表5-23。
表5-23：主軸不能正常工作的故障綜述
可能原因 檢查步驟 排除措施
松緊刀檢測不到位 利用系統診斷畫面中可觀測PLC的I/O狀態，查看松緊刀位信號是否到位； 確認拉刀機構工作正常
檢查拉刀機構：包括液壓、氣壓壓力；松緊刀接近開關和電磁閥。
主軸齒輪擋位未到達 利用系統診斷畫面中可觀測PLC的I/O狀態的主軸擋位是否到達 確認擋位已到達
切削過載   按切削規范正確使用機床
刀庫機械手不在規定位置 利用系統診斷畫面中可觀測PLC的I/O狀態的機械手或刀庫到位信號是否到達 確實機械手或刀庫能正常退回規定位
斗笠式刀庫沒有退回規定位
主軸電機、模塊出錯 用交換法，檢測相應模塊是否故障 更換有故障的部分
主機機械部分損壞 不要上電 修機械部分

 
例：某立式加工中心，配套SIEMENS 6SC6502主軸驅動器，在調試時，出現主軸驅動器F15報警。
分析與處理過程：SIEMENS 6SC650系列主軸驅動器出現F15報警的含義是“驅動器過熱報警”，可能的原因有：
①    驅動器過載（與驅動器匹配不正確）。
②    環境溫度太高。
③    熱敏電阻故障。
④    風扇故障。
⑤    斷路器Q1或Q2跳閘。
由于本故障在開機時即出現，可以排除驅動器過載、環境溫度太高等原因；檢查斷路器Q1或Q2位置正確，風扇已經正常旋轉，因此故障原因與熱敏電阻本身或其連接有關。
拆開驅動器檢查，發現A01版與轉換板間的電纜插接不良；重新插接后，故障排除，主軸工作正常。
 
5.3.1      各種主軸驅動單元的維修實例
例1：驅動器出現過電流報警的故障維修
故障現象：一臺配套某系統的臥式加工中心，在加工時主軸運行突然停止，驅動器顯示過電流報警。
分析與處理過程：經查交流主軸驅動器主回路，發現再生制動回路故障、主回路的熔斷器均熔斷，經更換熔斷器后機床恢復正常。但機床正常運行數天后，再次出現同樣故障。
由于故障重復出現，證明該機床主軸系統存在問題，根據報警現象，分析可能存在的主要原因有：
①    主軸驅動器控制板不良。
②    連續過載。
③    繞組存在局部短路。
在以上幾點中，根據現場實際加工情況，過載的原因可以排除。考慮到換上元器件后，驅動器可以正常工作數天，故主軸驅動器控制板不良的可能性已較小。因此，故障原因可能性zui大的是繞組存在局部短路。
維修時仔細測量繞組的各項電阻，發現U相對地絕緣電阻較小，證明該相存在局部對地短路。
拆開檢查發現，內部繞組與引出線的連接處絕緣套已經老化；經重新連接后，對地電阻恢復正常。
再次更換元器件后，機床恢復正常，故障不再出現。
 
例2：主軸高速出現異常振動的故障維修
故障現象：配套某系統的數控車床，當主軸在高速（3000r/min以上）旋轉時，機床出現異常振動。
分析與處理過程：數控機床的振動與機械系統的設計、安裝、調整以及機械系統的固有頻率、主軸驅動系統的固有頻率等因素有關，其原因通常比較復雜。
但在本機床上，由于故障前交流主軸驅動系統工作正常，可以在高速下旋轉；且主軸在超過3000r/min時，在任意轉速下振動均存在，可以排除機械共振的原因。
檢查機床機械傳動系統的安裝與連接，未發現異常，且在脫開主軸與機床主軸的連接后，從控制面板上觀察主軸轉速、轉矩或負載電流值顯示，發現其中有較大的變化，因此初步可以判定故障在主軸驅動系統的電氣部分。
經仔細檢查機床的主軸驅動系統連接，zui終發現該機床的主軸驅動器的接地線連接不良，將接地線重新連接后，機床恢復正常。
 
例4：主軸引起的程序段無法繼續執行的故障維修
故障現象：一臺配套FANUC 6系統的臥室加工中心，在進行自動加工時，程序執行到M03 S****程序段后，主軸能啟動，轉速正確，但無法繼續執行下一程序段，系統、驅動器無任何報警。
分析與處理結果：現場檢查，該機床在MDI方式下，手動輸入M03或M04指令，主軸可以正常旋轉，但修改S指令值，新的S指令無法生效；而用M05指令停止主軸或按復位鍵清除后，可執行任何轉速的指令。
檢查機床診斷參數DGN700.0=1，表明機床正在執行M、S、T功能；進一步檢查PLC程序梯形圖，發現主軸正轉信號SFR或主軸反轉信號SRV可以為“1”，即：M指令已經正常輸出，但S功能完成信號SFIN（診斷號為DGN208.3）為0，導致了機床處于等待狀態。
繼續檢查梯形圖，發現該機床SFIN=1的條件是：S功能選通信號SF（診斷號為DGN66.2）為“1”、主軸速度到達信號SAR（診斷信號為DGN35.7）為“1”、主軸變速完成信號SPE（診斷號為DGN208.1）為“1”。而實際狀態是SF=1，SAR=0，SPE=0，故SFIN=0。從系統手冊可知SF、SPE、SFIN為CNC到PLC的內部信號，SAR與外部條件有關。
檢查SAR信號輸入發現，故障時驅動器“主軸速度到達”信號輸出為高電平，但數控系統I/O板上對應的SAR信號卻為低點平。
檢查信號連接發現電纜中存在斷線，重新連接后，機床恢復正常。
例5：不執行螺紋加工的故障維修
故障現象：配套某系統的數控車床，在自動加工時，發現機床不執行螺紋加工程序。
分析與處理過程：數控車床加工螺紋，其實質是主軸的轉角與Z軸進給之間進行的插補。主軸的角度位移是通過主軸編碼器進行測量。
在本機床上，由于主軸能正常旋轉與變速，分析故障原因主要有以下幾種：
①    主軸編碼器與主軸驅動器之間的連接不良。
②    主軸編碼器故障。
③    主軸驅動器與數控裝置之間的位置反饋信號電纜連接不良。
經查主軸編碼器與主軸驅動器的連接正常，故可以排除第1項；且通過CRT的顯示，可以正常顯示主軸轉速，因此說明主軸編碼器的A、-A、B、-B信號正常；在利用示波器檢查Z、-Z信號，可以確認編碼器零脈沖輸出信號正確。
繼續檢查，可以確定主軸位置監測系統工作正常。根據數控系統的說明書，進一步分析螺紋加工功能與信號的要求，可以知道螺紋加工時，系統進行的是主軸每轉進給動作，因此它與主軸的速度到達信號有關。
在FANUC 0-TD系統上，主軸的每轉進給動作與參數PRM24.2的設定有關，當該位設定為“0”時，Z軸進給時不監測“主軸速度到達”信號；設定為“1”時，Z軸進給時需要檢測“主軸速度到達”信號。
在本機床上，檢查發現該位設定為“1”，因此只有“主軸速度到達”信號為“1”時，才能實現進給。
通過系統的診斷功能，檢查發現當實際主軸轉速顯示置與系統的指令值一致時，才能實現進給。
通過系統的診斷功能，檢查發現當實際主軸轉速顯示值與系統的指令值一致時，“主軸速度到達”信號仍然為“0”。
進一步檢查發現，該信號連接線斷開；重新連接后，螺紋加工動作恢復正常。
 
例8：三菱FR主軸驅動器主軸噪聲大的故障維修
故障現象：一臺使用MELDAS M3控制器和三菱FR-SF-22K主軸控制器的數控機床，出現主軸噪聲較大，且在主軸空載情況下，負載表指示超過40%。
分析與處理過程：考慮到主軸負載在空載時已經達到40%以上，初步認為機床機械傳動系統存在故障。維修的*步是脫開主軸的運轉情況。
經試驗，發現主軸負載表指示已恢復正常，但主軸仍有噪聲，由此判定該主軸系統的機械、電氣兩方面都存在故障。
在機械方面，檢查了主軸機械傳動系統，發現主軸轉動明顯過緊，進一步檢查發現主軸軸承已經損壞，更換后，主軸機械傳動系統恢復正常。
在電氣方面，首先檢查了主軸驅動器的參數設定，包括驅動放大器的型號，的型號以及伺服環增益等參數，經檢查發現機床參數設定無誤，由此判定故障原因是驅動系統硬件存在故障。
為了進一步分析原因，維修時將主軸驅動器的00號參數設定為1，讓主軸驅動系統進行開環運行，轉動主軸后，發現噪聲消失，運行平穩，由此可以判定故障原因是在速度檢測器件PLG上。
進一步檢查發現PLG的安裝位置不正確，重新調整PLG安裝位置后，在進行閉環運行，噪聲消失。
重新安裝與機械傳動系統，機床恢復正常工作。
 
例9：三菱FR主軸驅動器高速時出現斷路器跳閘的故障維修
故障現象：一臺配套MAZATROL CAM-2系統、三菱FR主軸驅動器的立式加工中心，由于操作者失誤，在主軸旋轉過程中發生碰撞，導致在運行加工程序時，只要主軸在150r/min以上直接啟動，主軸驅動器FR-SE內的斷路器CB1就跳閘，驅動器控制板上的報警指示燈AL8（LED13）、AL4（LED14）亮。
分析與處理過程：根據報警顯示，從FR主軸驅動器說明書可知，它是主軸驅動器主回路過電流報警，引起報警的zui常見原因是逆變大功率晶體管組件損壞。但實際測量全部逆變大功率晶體管組件，發現元器件正常，且主回路不存在短路現象。由此可以初步判定故障原因是在電流檢測回路本身。
注意檢查電流檢測回路元器件，zui終發現驅動器中的電流互感器RO-2不良，更換后故障排除。
 
例10：三菱FR主軸驅動器低速時出現尖叫的故障維修
故障現象：一臺使用三菱公司FR-SF-11K主軸驅動系統的設備，在低速運轉時出現尖叫，但高速時運轉正常。
分析與處理過程：為了進一步分析原因，維修時將主軸驅動器的00號參數設定為1，讓主軸驅動系統進行開環運行，轉動主軸后，無上述現象，考慮到高速運行正常，可以認為主軸驅動器和主軸均無問題，故障屬于調整不當。調整步驟如下：
1）      用直流電壓表（毫伏檔）測量SF-CA板CH40與CH9測量端的電壓，電壓表顯示91mv。
2）      調整VR2使HC40與CH9間的電壓小于5mv（為0V）。
3）      測量CH41與CH9間的電壓，此時實際電壓表顯示65mv。
4）      調整VR3，使CH41與CH9間的電壓值小于5mv。
在進行以上調整后，再次開機，故障消失，主軸系統恢復正常運行。
 
例11：SIEMENS 611A主軸定位出現超調的故障維修
故障現象：某采用SIEMENS 810M的龍門加工中心，配套611A主軸驅動器，在執行主軸定位指令時，發現主軸存在明顯的位置超調，定位位置正確，系統*。
分析與故障處理：由于系統無報警，主軸定位動作正確，可以確認故障是由于主軸驅動器或系統調整不良引起的。
解決超調的方法有很多種，如：減小加減速時間、提高速度環比例增益、降低速度環積分時間等等。檢查本機床主軸驅動器參數，發現驅動器的加減速時間設定為2s，此值明顯過大；更改參數，設定加減速時間為0.5s后，位置超調消除。
 
例12：DYNAPATH 20M系統主軸不能正常旋轉的故障維修
故障現象：一臺配套美國DYNAPATH 20M系統的立式加工中心（二手機床），在機床通電后，主軸便在逆時針方向以100r/min的轉速自行旋轉。但輸入M03或M04及S**時，系統卻不執行，系統亦無報警。
分析與故障處理：由于DYNAPATH系統為PLC可編程控制器內置式系統，主軸正轉、主軸反轉信號由PLC程序輸出。根據故障現象，為了區分故障部位，維修時首先斷開了PLC輸出的M03/M04信號；再次啟動機床，主軸無自動旋轉現象。
根據以上分析，初步判定故障是由于主軸的M03/M04信號輸出引起的，檢查應從PLC梯形圖入手。
通過檢查PLC梯形圖，發現該機床的程序設計思路是：在機床通電后，主軸應立即進行定向準停，以便更換刀具。因此，開機后主軸旋轉不停，且不執行M、S代碼的原因可能是主軸定向裝置存在問題，導致主軸定向準停動作無法完成。
從開機后主軸以100r/min的轉速自行旋轉的現象分析，說明PLC的主軸定向控制部分工作正常（主軸定向準停的轉速為100r/min），因此故障原因可能是由于主軸定向檢測回路或檢測器件的不良同時的。維修時，用示波器依次測試主軸定向檢測器件的輸入、輸出信號波形，信號電纜的連接均無異常現象，因此可以判定故障原因在主軸位置檢測信號的接口電路上。
進一步檢測接口電路發現其中有一運放集成塊（型號：CA747）不良，更換后，機床恢復正常。
 
 
5.2            交流伺服主軸驅動系統維護
為了使主軸伺服驅動系統長期可靠連續運行，防患于未然，應進行日常檢查和定期檢查。注意以下的作業項目。
5.4.1      日常檢查
通電和運行時不取去外蓋，從外部目檢變頻器的運行，確認沒有異常情況。通常檢查以下各點。
①    運行性能符合標準規范。
②    周圍環境符合標準規范。
③    鍵盤面板顯示正常。
④    沒有異常的噪聲、振動和氣味。
⑤    沒有過熱或變色等異常情況。
5.4.2      定期檢查
定期檢查時，應注意事項。
①    維護檢查時，務必先切斷輸入變頻器（R、S、T）的電源。
②    確定變頻器電源切斷，顯示消失后，等到內部高壓指示燈熄滅后，方可實施維護、檢查。
③    在檢查過程中，不可以將內部電源及線材，排線拔起及誤配，否則會造成變頻器不工作或損壞。
④    安裝時螺絲等配件不可置留在變頻器內部，以免電路板造成短路現象。
⑤    安裝后保持變頻器的干凈，避免塵埃，油霧，濕氣侵入；
特別注意：
即使斷開變頻器的供電電源后，濾波電容器上仍有充電電壓，放電需要一定時間。為避免危險，必須等待充電指示燈熄滅，并用電壓表測試，確認此電壓低于安全值（≤25VDC），才能開始檢查作業。
此處注意危險  l        對于≤22kW變頻器斷開電源后經過5分鐘，對≥30kW經過10分鐘，并確認充電指示器熄滅，測量緞子P－N間直流電壓低于25V，才能開始開蓋檢查作業。
l        非專業維修人員不能進行檢查和更換部件等工作。（作業時應取下手表÷戒指等金屬物品，作業時使用帶絕緣的工具。）
l        防止電動機和設備事故。

 
表5-4：檢查一覽表。
檢查部分 檢查項目 檢查方法 判斷標準
周圍環境 1）      確認環境溫度、濕度、振動和有無灰塵、氣體、油霧、水等。
2）      周圍沒有放置工具等異物和危險品？ 1）      用目測和儀器測量
 
2）      依據目視 1）      符合技術規范
 
2）      不能放置
電壓 主電路、控制電路電壓正常否？ 用萬用表等測量 符合技術規范
鍵盤顯示面板 1）      顯示看得清楚嗎？
2）      缺少字符嗎？ 1）、2）均用目測 需要時都能顯示，沒有異常。
框架蓋板等結構 1）      沒有異常聲音，異常振動嗎？
2）      螺栓等（緊固件）沒松嗎？
3）      沒有變形損壞嗎？
4）      沒有由于過熱而變色嗎？
5）      沒有沾著灰塵、污損嗎？ 1）依據目視、聽覺2）擰緊         3）、4）、5）依據目視 1）、2）、3） 、4） 、5）沒有異常
主
電
路 公用 1）      螺栓等沒有松動和脫落嗎？
2）      機器、絕緣體沒有變形、裂紋、破損或由于過熱和老化而變色嗎？
3）      沒有附著污損、灰塵嗎？ 1）擰緊      
2）、3）依據目視 1）、2）、3）沒有異常。
注意銅排變色不表示特性有問題。
導體導線 1）      導體沒有由于過熱而變色和變形等？
2）      電線護層沒有破裂和變色嗎？ 1）、2）依據目測 1）、2）沒有異常
端子排 沒有損傷嗎？ 依據目測 沒有損傷
濾波電容器 1）      沒有漏液、變色、裂紋和外殼膨脹嗎？
2）      安全閥沒出來嗎？閥體沒有顯著膨脹嗎？
3）      按照需要測量靜電容量 1）、2）依據目測
3）根據維護信息判斷壽命或用靜電容量測量測定電容量。 1）、2）沒有異常
3）靜電容量≥初始值×0.85
電阻器 1）      沒有由于過熱產生異味和絕緣體開裂嗎？
2）      沒有斷線嗎？ 1）依據嗅覺或目視2）依據目視或卸開一端的連接，用萬用表測量 1）沒有異常
2）電阻值在±10％標稱值以內
變壓器、電抗器 沒有異常的振動聲和異味嗎？ 依據聽覺、目視、嗅覺 沒有異常
電磁接觸器 1）      工作時沒有振動聲音嗎？
2）      接觸點接觸良好嗎 1） 依據聽覺
2） 依據目視 1）、2）沒有異常
控制電路 控制印刷電路板連接器 1）      螺絲和連接器沒有松動嗎？
2）      沒有異味和變色嗎？
3）      沒有裂縫、破損、變形、顯著銹蝕嗎？
4）      電容器沒有漏液和變形痕跡嗎？ 1） 擰緊
2） 依據嗅覺或目視
3） 依據目視
4） 目視并根據維護信息判斷壽命 1）、2）、3）、4）沒有異常
冷卻系統 冷卻風扇 1）沒有異常聲音振動嗎？
2）螺栓等沒有松動嗎？
3）沒有由于過熱而變色嗎？ 1） 依據聽覺、視覺、或用手轉一下（必須切斷電源）
2） 擰緊
3） 依據目視、并按維護信息判斷壽命 1）              平穩旋轉
2）              、3）沒有異常
通風道 散熱片和進氣、排氣口沒有堵塞和附著異物嗎？ 依據目視 沒有異常

注意：污染的地方，請用化學上中性的清掃布擦拭干凈。用電氣清除器除去灰塵等。