如执行 M19 而无 S~指令，则主轴定位于相对 于零位脉冲 C 的某一默认位置 ( 可由数控系统 设定)。如执行 M19 S~，则主轴定位于指令位置， 也就是相对零位脉冲S~ 的角度位置。
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项目十一 加工中心主轴振动故障诊断与排除
2. 主轴编码器的连接 1）交流变频主轴
采用交流变频器控制交流变频电机，可在一定 范围内实现主轴的无级变速，这时需利用数控装 置的主轴控制接口 XS9 中的模拟量电压输出信号 作为变频器的速度给定，采用开关量输出信号 XS20、XS21 控制主轴启、停或正、反转
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一、相关知识 1.主轴的准停功能与控制
数控机床为了完成 ATC ( 刀具自动交换) 的动作过程，必须设置主轴准停机构。由于 刀具装在主轴上，切削时切削转矩不可能仅 靠锥孔的摩擦力来传递，因此在主轴前端设 置一个凸键，当刀具装入主轴时，刀柄上的 键槽必须与凸键对准，才能顺利换刀。为此， 主轴必须准确停在某固定的角度上。由此可 知主轴准停是实现 ATC 过程的重要环节。
能够正常运行。
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【项目分析】
数控机床主轴振动故障属于典型的主传动 系统的混合型故障。数控机床主传动系统主 要包括主轴部件、主轴箱、调速主轴电动机。 其中主轴部件由主轴、主轴轴承、工件或刀 具自动松夹机构构成。数控机床的主传动系 统的功率大小与回转速度直接影响着机床的 加工效率，而主轴部件是保证机床加工精度 和自动化程度的主要部件，对数控机床的性 能有着决定性的影响。因此，主传动系统故 障将直接关系到数控加工的质量和效率。
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编码器主轴准停控制结构图
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3）数控系统准停 准停控制方式的准停功能是由Байду номын сангаас控系统完成的。
（1）数控系统必须具有主轴闭环控制功能。为避免 冲击，主轴驱动通常都具有软启动功能，但这会 对主轴位置闭环控制产生不良影响。此时若位置 增益过低则准停精度和刚度 ( 克服外界扰动的 能力 ) 不能满足要求而位置增益过高则会产生 严重的定位振荡现象。因此必须使主轴进入伺服 状态，此时其特性要与进给伺服系统相近，才可 进行位置控制。
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磁传感器主轴准停控制基本结构
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当主轴转动或停止时，接收到数控装置发来的准 停开关信号ORT,主轴立即加速或减速至某一准停速 度 ( 可在主轴驱动装置中设定 )。主轴到达准停 速度且接近准停位置时 ( 即磁发体与磁传感器对 准 ), 主轴立即减速至某一爬行速度 ( 可在主轴 驱动装置中设定)。当磁传感器信号出现时，主轴 驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的位置闭环控 制，目标位置为准停位置。准停完成后，主轴驱动 装置输出准停完成信号 ORE 给数控装置，从而可 进行自动换刀 (ATC) 或其他动作。
（2）当采用电动机轴端编码器将信号反馈给数控装 置，这时主轴传动链精度会对准停精度产生影响。
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采用数控系统控制主轴准停时，角度指定由数 控系统内部设定，因此准停角度可更方便地设定。
数控系统准停步骤：数控系统执行 M19 或 M19 S~ 时，首先将 M19 送至PLC，经译码 送出控制信号,使主轴驱动进入伺服状态,同时数 控系统控制主轴电动机降速并寻找零位脉冲C， 然后进入位置闭环控制状态。
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HNC-21数控装置与主轴变频器的接线图
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2）主轴伺服系统的连接 采用伺服驱动主轴可获得较宽的调速范围和
良好的低速特性，还可实主轴定向控制。HNC21 T通过XS9主轴控制接口中的模拟量输出可控 制主轴转速，其中AOUT1的输出范围为-10~ +1OV，用于双极性速度指令输入的主轴驱动单 元或变频器，这时采用使能信号控制主轴的起、 停； AOUT2的输出范围为O~ +1OV，用于单极性 速度指令输入的主轴驱动单元或变频器，这时 采用主轴正转、反转信号控制主轴的正、反转。 通常情况下采用O~ +1OV单极性速度指令输出， 利用PLC输出控制启停(或正 反转)及定向控制。
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1 .刀柄拉钉 2 .钢球 3 .主轴拉杆 4 、 5.套筒 6 .主轴 主轴头部定位夹紧示意图
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通常主轴准停机构分为机械控制式与电气控 制式两种。机械控制方式采用机械凸轮机构或 光电盘方式进行粗定位，然后由一个液动或气 动的定位销插入主轴上的销孔或销槽实现精确 定位，完成换刀后定位销退出主轴才开始旋转。 采用这种传统方法定位，结构复杂， 在早期数 控机床上使用较多。
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当主轴停止时每次机械手自动装取刀具，必 须保证刀柄上的键槽对准主轴的端面键， 为满 足主轴这一功能而设计的装置称为主轴准停装置 或主轴定向装置，如图11-1所示。在自动换刀的 数控镗铣加工中心上，切削转矩通常是通过主轴 上的端面键和刀柄上的键槽来传递的，这就要求 主轴具有准确轴向定位功能。
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2）编码器型主轴准停 这种主轴准停方式可采用主轴电动机内部安装 的编码器信号 ( 来自于主轴驱动装置 ), 也可 以在主轴上直接安装另外一个编码器。主轴驱动 装置内部可自动转换状态，使主轴驱动处于速度 控制或位置控制状态。准停角度可由外部开关量 信号设定，这一点与磁传感器准停不同。
《数控机床故障诊断与维修》
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项目导入
项
项目分析
目
项目实施
导
航
知识拓展
项目作业
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【项目导入】
在切削过程中，华中HNC-21T型加工中心的主 轴出现异常振动和过大噪声。现对数控机床主 轴振动和噪声过大故障进行诊断与维修，使其
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项目十一 加工中心主轴振动故障诊断与排除
1)磁传感器准停 磁传感器主轴准停控制由主轴驱动装置自 身完成。 当执行 M19指令时，数控系统只需发出主 轴启动命令 ORT 即可。主轴驱动完成准停 后会向数控装置输出完成信号 ORE, 然后数 控系统再进行下面的工作，其基本结构如图 11-2 所示。
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