数控机床主轴控制电路的连接.ppt

* 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 * 本章学习内容 任务二：主轴控制电路的连接 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置上往复运动。现代数控机床对主轴传动，提出了更高的要求： 1、调速范围宽并实现无级调速； 满足粗、精加工不同切削用量的要求。 2、恒功率范围要宽； 低速区为恒转矩输出，为了满足数控机床低速强力切削的需要，常采用分段无级调速的方法，即在低速段采用机械减速装置，以提高输出扭矩。同时，扩大主轴的恒功率调速范围，提高机床加工效率。 一、对主轴控制的要求 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其它直线运动装置上往复运动。现代数控机床对主轴传动，提出了更高的要求： 3、具有位置控制能力-主轴安装位置编码器 主轴同步—螺纹加工 主轴定向—加工中心换刀或精镗孔退刀需要 4、具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低； 5、良好的抗振性和热稳定性。 一、对主轴控制的要求 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 调速方式 有级调速：异步电机+变速箱+主轴 无级调速 变频器+异步电机+主轴 伺服驱动器+伺服电机+主轴 电主轴 二、主轴传动配置形式 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 1、普通笼型异步电动机配齿轮变速箱 这是最经济的一种方法主轴配置方式，但只能实现有级调速，由于电动机始终工作在额定转速下，经齿轮减速后，在主轴低速下输出力矩大，重切削能力强，非常适合粗加工和半精加工的要求。 二、主轴传动配置形式 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 2、普通笼型异步电动机配变频器 可以实现主轴的无级调速，主轴电动机只有工作在约500转/分钟以上才能有比较满意的力矩输出，否则很容易出现堵转的情况。这种方案适用于需要无级调速但对低速和高速都不要求的场合。 二、主轴传动配置形式 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 3、三相异步电动机配齿轮变速箱及变频器 配合两级齿轮变速，基本上可以满足车床低速（100—200转/分钟）小加工余量的加工，但同样受最高电动机速度的限制。这是目前经济型数控机床比较常用的主轴驱动系统。 二、主轴传动配置形式 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 4、伺服主轴驱动系统 伺服主轴驱动系统具有响应快、速度高、过载能力强的特点，还可以实现定向和进给功能，当然价格也是最高的，通常是同功率变频器主轴驱动系统的2-3倍以上。其主要应用于加工中心上，用以满足系统自动换刀、刚性攻丝、主轴C轴进给功能等对主轴位置控制性能要求很高的加工。 二、主轴传动配置形式 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 5、电主轴 电主轴是主轴电动机的一种结构形式，驱动器可以是变频器或主轴伺服，也可以不要驱动器。电主轴由于电机和主轴合二为一，没有传动机构，因此，大大简化了主轴的结构，并且提高了主轴的精度，但是抗冲击能力较弱，而且功率还不能做得太大，一般在10KW以下。由于结构上的优势，电主轴主要向高速方向发展，一般在10000r/min以上。 二、主轴传动配置形式 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 1、模拟主轴控制 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。 2、数字主轴（也称为串行主轴）控制 从CNC单元输出的控制指令（数据）控制主轴电动机的转速及转向。 三、主轴的伺服控制 在CNC中，主轴转速通过S指令进行编程，被编程的S指令可以转换为模拟电压或数字量输出，因此主轴有两种控制方式：利用模拟量输出进行控制（简称模拟主轴）和利用串行总线进行控制（简称串行主轴） 山东职业学院 FANUC数控系统应用中心 任务二：主轴控制电路的连接 通过CNC内部附加的D/A转换器，自动将S指令转换为0-±10V的模拟电压。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。 模拟主轴控制连接图 JA40 JA4