主轴系统的连接与调试.ppt

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1、二、CNC装置与主轴驱动装置的信号连接三、主轴分段无级调速的控制四、主轴准停控制4：主轴驱动系统的连接与测试情景4主轴系统的连接与调试一、主轴伺服系统的组成、分类1.概念一、主轴伺服系统的组成、分类主轴驱动系统也叫主传动系统，是在系统中完成主运动的动力装置部分。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合进给运动，加工出理想的零件。它是零件加工的成型运动之一，它的精度对零件的加工精度有较大的影响。2.数控机床对主轴驱动系统的要求一、主轴伺服系统的组成、分类1、调速范围宽并实现无极调速2、恒功率范围要宽3、具有4象限驱动能力4、具有位

2、置控制能力5、具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低。6、良好的抗振性和热稳定性1主轴驱动系统2主轴驱动单元3传动单元4执行单元3.组成4分类按电气原理分为：(1)直流控制驱动(2)交流控制驱动1)直流驱动系统20世纪70年代～90年代中期）直流伺服电动机优点：调速性能好、输出力矩大、过载能力强、控制精度高、控制原理简单、易于调整等。缺点：由于电刷和换向器易磨损，需经常维护；换向器换向时会产生火花，最高速度受到限制；具有结构复杂、制造困难、制造成本高等缺点(2)交流驱动系统采用数字式矢量控制方法，控制模型和动态响应均由高速微处理器实时控制，使伺服系统的自诊断能力、快速

3、反应及控制精度都有很大的提高。二、CNC装置与主轴驱动装置的信号连接早期——直流主轴驱动系统（采用晶闸管调速）20世纪90年代初——变频器驱动；目前——交流主轴伺服系统时代，主流为全数字交流主轴伺服系统。二、CNC装置与主轴驱动装置的信号连接1.变频器控制方式的发展：电压矢量控制——磁通矢量控制——直接转矩控制——采用通用变频器。“通用”：(1）可以和通用的笼型异步电动机配套应用；(2）具有多种可供选择的功能，可应用于不同性质的负载。2.实例：三菱FR—A50系列主回路端子和控制回路端子如图所示（1）输入信号（用于起动和功能设定）（2）模拟信号（用于频率设定）（3）输

4、出信号二、CNC装置与主轴驱动装置的信号连接图三菱FR-A500系列变频器接口3．交流主轴伺服驱动的原理4.主轴转速的指定信号及开关量控制信号的连接二、CNC装置与主轴驱动装置的信号连接3.交流主轴伺服控制原理的框图1-比例积分回路2-绝对值回路3-负载表4-函数发生器5-V/F变换器6-微处理器7-DA强励磁8-DA振幅器9-乘法器10-电流指令回路11-电流控制回路12-PWM控制回路13-PWM变换器14-脉冲发生器15-四倍回路16-微分回路17-F/V变换器18-同步整流电路CNC通过主轴模拟电压输出接口，输出0~±10V模拟电压到NCOM端和0端（1CN接

5、口的3、4端），电压正负控制电动机的转向，电压的大小控制电动机的转速。若CNC输出的电压为单极性0～＋10V，则可通过FORWARDRUN（8号端）与REVERSRUN（9号端）开关量分别指定正、反转4.主轴转速的指定信号及开关量控制信号的连接2CN端子BINBPC(BCD码)3-DIGIT2-DIGITD111D222D344D488D516101D632202D764404D8128808D925610010D1051220020D11102440040D122048800801）准备好信号RDY2）急停信号EMG3）正反转信号FOR、REV4）转矩高低极限控制信

6、号TLH、TLL5）软起动信号SSC6）速度调节器选择信号PPI7）速度设定方式信号DAS8）零速输出信号ZSPD……5.实例：FANUC0i系统对交流主轴驱动的控制（1）模拟主轴伺服的控制模拟主轴控制即为传统的模拟量控制，从CNC单元输出0~10V的模拟电压控制主轴电动机的转速及转向，其中转向控制由相应的参数决定。从CNC单元输出0~10V的模拟电压控制主轴电动机的转速及转向，其中转向控制由相应的参数决定。（2）模拟主轴控制连接图CNC数控装置对主轴驱动装置的控制包括主轴的速度控制和其他开关量的动作控制。安川YASKAWAVS-626MT的连接图小结安川YASKAW

7、AVS-626MT连接图开关量控制信号及连接模拟电压指定数字电压指定输出信号分段无级调速是数控机床常采用1～4挡齿轮变速与无级调速相结合的方式，即分段无级变速。低速时为恒转矩，当需要低速强力切削时需要提高其转矩。措施是通过换挡，降低主轴速度，增大转矩。三、主轴分段无级调速的控制主轴准停是指能主轴按指令要求准确停在指定换刀位置,也称作主轴定向。其作用：换刀和镗孔时定向、确定反向退刀方向。四、主轴准停控制四、主轴准停控制早期的机床使用，现在很少使用。但高速时动平衡不好，调试不方便。1.机械准停2.磁传感器准停在主轴上安装磁装置。在对应的部位装检测装置。也