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1、电气传动 2003年 第4期 三菱交流伺服主轴驱动系统在数控加工中心上的应用常晓玲 沙杰 刘战术郑州工业高等专科学校 摘要:文章将智能化交流伺服主轴驱动系统应用于数控加工中心,分析主轴驱动系统的原理,给出容量计算及型号选择方法,讨论主轴驱动系统与CNC之间的信号联系与电路连接方法,研究主轴的参数设置,使高性能主轴驱动系统在加工中心上得到合理使用,以满足数控加工的工艺和精度要求。关键词:数控系统 智能化 交流主轴驱动 参数整定TheApplicationofMITSUBISHIACServoSpindleD
2、riveSysteminCNCMachiningCenterChangXiaolingShaJieLiuZhanshuAbstract:BytheuseofintelligentizedACservospindledrivesystemforCNCmachiningcenter,thispaperanalysestheprincipleofthespindledrivesystem,pointsoutthecapacitycalculationmethodandthetypeselectionmethod.
3、InthispaperthesignalrelationsandthelinkcircuitbetweenthespindledrivesystemandCNCarediscussed,thesettingofspindleparameteralsoarestudied.Highperformancespindledrivesystemisputtorationaluseinmachiningcentertosatisfytherequirementsoftechnologyandprecision.Key
4、words:CNCintelligentizedACspindledriveparameteradjustment 主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机度特点及方便的参数调整功能,通过合理的容量构,其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指选择、电路连接和相关参数调整,使主轴驱动系统令及M码辅助功能指令,驱动主轴进行切削加满足加工中心的工艺和精度要求。工。数控加工中心对主轴有较高的控制要求,首先1 交流伺服主轴驱动系统工作原理要求在大力矩、强过载能力的基础上实现宽范围无级变速,其次要求在自动换刀动作中实现
5、定角交流伺服主轴驱动系统由主轴驱动单元、主度停止(即准停),这使加工中心主轴驱动系统比轴电动机和检测主轴速度与位置的旋转编码器3一般的变频调速系统或小功率交流伺服系统在电部分组成,主要完成闭环速度控制,但当主轴准停路设计和运行参数整定上具有更大的难度。主轴时则完成闭环位置控制。由于数控机床的主轴驱的驱动可以使用交流变频或交流伺服2种控制方动功率较大,所以主轴电动机采用鼠笼式感应电式,交流变频主轴能够无级变速但不能准停,需要动机结构形式,旋转编码器可以在主轴外安装,也另外装设主轴位置传感器,配合CNC系统PM
6、C可以与主轴电动机做成一个整体,主轴驱动单元(指数控系统内置PLC)的逻辑程序来完成准停的闭环控制、矢量运算均由内部的高速信号处理速度控制和定位停止;交流伺服主轴本身即具有器及控制系统实现,其原理框图如图1所示。图中3准停功能,其自身的轴控PLC信号可直接连接至CNC系统向主轴驱动单元发出速度指令UX,驱CNC系统的PMC,配合简捷的PMC逻辑程序即动单元将该指令与旋转编码器测出的实际速度可完成准停定位控制,且后者的控制精度远远高UX相比较,经数字化的速度调节器和磁链函数发3于前者。生器运算,得到转子当前的
7、希望力矩UT与希望3本文基于主轴伺服驱动系统的原理分析,结磁链矢量U72,再分别与实际力矩、磁链运算结果合三菱SJ2PF系统交流主轴驱动系统在H400和UT,U72相比较,且经过力矩、磁链调节器运算得V400立、卧式2台加工中心上的应用情况,探讨到等效直流电动机(两相旋转轴系)的转矩电流分33如何利用现代智能化驱动系统的高稳定度、高精量Uitl和励磁电流分量Uiml,再经过反旋转矢量变57©1995-2004TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Allrightsreserv
8、ed. 电气传动 2003年 第4期 换进入两相静止轴系,最后经2ö3矢量变换进入直径;n为主轴恒扭矩输出的最大转速。三相静止轴系,得到变频装置的三相定子电流希代入数值得P0=0.92kW。333望值ia,ib,ic,通过控制SPWM驱动器及IGBT2)主轴最大切削功率。当主轴最大切削功率变频主回路使负载三相电流跟随希望值,就可以为最大铣削力产生时,主轴的切削负荷。用高速钢完成主轴的速度闭环控制。端面铣刀铣削中碳
