主轴伺服系统可分为直流主轴伺服系统和交流主轴伺服系统，下面分别说明。
1)直流主轴伺服系统
(1)主轴电动机振动或噪声太大。这类故障的起因如下：
①系统电源缺相或相序不对。
②主轴控制单元上的电源频率开关(50/60Hz切换)设定错误。
③控制单元上的增益电路调整不好。
④电流反馈回路调整不好。
⑤电动机轴承故障。
⑥主轴电动机和主轴之间连接的离合器故障。
⑦主轴齿轮啮合不好及主轴负荷太大等。
(2)主轴不转。引起这一故障的原因如下：
①印制电路板太脏。
②触发脉冲电路故障。
③系统未给出主轴旋转信号。
④电动机动力线或主轴控制单元与电动机间连接不良。
(3)主轴速度不正常。造成此故障的原因有如下。
①装在主轴电动机尾部的测速发电机故障。
②速度指令给定错误或D/A转换器故障。
(4)发生过流报警。发生过流的可能原因如下。
①电流极限设定错误。
②同步脉冲紊乱和主轴电动机电枢线圈层间短路。
(5)速度偏差过大。这种故障是由于负荷过大、电流零信号没有输出和主轴被制动所致。
(6)主轴定位时抖动。其主要原因如下。
①定位检测用的传感器位置安装不正。
②主轴速度控制单元的参数不合适。
(7)主轴停位不准，换刀时甚至有掉刀现象。发生这种现象多数是主轴停止回路没有调整好。因此只要调整有关电位器，即可排除故障。
2)交流主轴伺服系统
(1)电动机过热。造成过热的可能原因如下。
①负载过大。
②电动机冷却系统太脏。
③电动机的冷却风扇损坏。
④电动机与控制单元之间连接不良。
(2)主轴电动机不转或达不到正常转速。其原因如下。
①系统侧输出或D/A转换器不良引起。
②印制电路板设定错误、调整不当或控制回路有问题。
③因停位用传感器安装不良而使传感器不能发出检测信号也会使主轴不能启动。
④连接电缆的接触不良。
(3)输入电路的熔断器熔断。引起这类故障的原因多是以下几种。
①交流电源侧的阻抗大高(例如在电源侧用自耦变压器代替隔离变压器)。
②交流电源输入处的浪涌吸收器损坏。
③电源整流桥损坏。
④逆变器用的晶体管模块损坏或控制单元的印制电路板故障。
(4)再生回路用的熔断器熔断。这大多是由于主轴电动机的加速或减速频率太高引起的。
(5)主轴电动机有异常噪声和振动。对这类故障应先检查确认是在何种情况下产生的。若在减速过程中产生，则故障发生在再生回路，此时应检查回路处的熔丝是否熔断及晶体管是否损坏。若在恒速下产生，则应先检查反馈电压是否正常，然后突然切断指令，观察电动机停转过程中是否有噪声。若有噪声，则故障出现在机械部分，否则，多在印制电路板上。若反馈电压不正常，则需检查振动周期是否与速度有关。若有关，应检查主轴与主轴电动机连接是否合适，主轴以及装在交流主轴电动机尾部的脉冲发生器是否不良；若无关，则可能是印制电路板调整不好或不良，或是机械故障。
(6)主轴电动机转速偏离指令值。其原因如下。
①电动机过载。
②如发生在减速时，则可能是再生回路不良或晶体管模块损坏。
③如果发生在电动机正常旋转时，则可能是脉冲发生器故障或速度反馈信号断线，或是印制电路板不良所引起。