数控机床电气控制(第二版 教学课件 ppt 作者 杨兴 主编 白树森 副主编第6章.ppt

第6章数控机床驱动装置 第6章 数控机床驱动装置6.1 数控机床驱动装置概况 6.2 数控机床主轴驱动装置 （2）控制回路端子见表6-2。 表6-2 控制回路端子 数控机床模拟主轴，就是数控装置的0～10V模拟电压输出端与变频器频率设定（电压信号）端连接，通过改变CNC模拟主轴输出端输出的0～10V模拟电压，改变变频器输出频率，最终改变电动机转速。此例中变频器频率设定（电压信号）端为2-5端。 2．FR-S500变频器的基本设置参数说明（参数设定方法见FR-S500使用手册） Pr.0：转矩提升。可把低频领域的电机转矩按负荷要求调整。 Pr.1：上限频率。 Pr.2：下限频率。 Pr.3：基波频率。 Pr.4、Pr.5、Pr.6：3速设定。通过外部接点信号的切换，即可选择不同的速度。 Pr.7：加速时间。从0Hz 开始加速到基准频率（Pr.20 ）所需的时间。 Pr.8：减速时间。从基准频率（Pr.20 ）开始减速到0Hz 所需的时间。 Pr.9：电子过电流保护。 Pr.30：扩展功能显示选择。0—仅显示基本功能；1—显示全部参数。 Pr.53：0-设定用旋钮频率设定模式；1-设定用旋钮音量调节模式。 Pr.79：操作模式选择（见表6-3）。 3．FR-S500变频器应用示例 例 FR-S500控制电动机正反转。 图6-9为FR-S500控制电动机正反转电路。 基本参数设置： Pr.0：5%；Pr.1：50HZ；Pr.2：0HZ；Pr.3：50HZ；Pr.7：5s；Pr.8：5s；Pr.9：2A； Pr.30：1；Pr.53：1；Pr.79：0。 连接好电路，合QF1，QF2，按下SB2。设定好参数之后，按下SB4，顺时针和逆时针旋转设定用旋钮，观察电动机转速由慢到快和由快到慢变化情况；按下SB3，电动机停止转动；按下SB5，顺时针和逆时针旋转设定用旋钮，观察电动机转速由慢到快和由快到慢变化情况。 6.2.3交流伺服电动机专用主轴驱动装置 对于主轴位置控制性能要求很高的加工中心，如果采用通用变频器作为主轴驱动装置，则很难满足系统自动换刀、刚性攻丝、主轴C轴进给功能等的要求。因此，加工中心主轴驱动系统通常采用交流同步伺服电动机配备专用交流伺服主轴驱动装置的控制方式。 交流伺服电动机专用主轴驱动装置本质上是一个专用变频器。专用交流伺服主轴驱动装置在电路原理上也采用了SPWM控制技术，只是更具针对性、专业性，即专门为大中型数控机床而设计。与通用变频器相比，专用交流伺服主轴驱动装置具有响应快、速度高、过载能力强的特点，还可以实现定向和进给功能，可以满足系统自动换刀、刚性攻丝、主轴C轴进给等功能，但价格较高。 国内外各数控系统生产厂家都推出多系列的交流伺服主轴驱动装置，如SPM系列FANUC主轴驱动装置；611U 系列西门子主轴驱动装置等。 主轴系统主要由主轴驱动装置及主轴电动机组成。FANUC 0i/0i Mate数控装置提供了模拟主轴和串行主轴接口供用户选择。当用户选择模拟主轴时，一般选用通用变频器作为主轴驱动装置；当用户选择串行主轴时，FANUC 0i/0i Mate数控系统提供了SPM系列专用主轴驱动装置。FANUC的α系列主轴模块主要分为SPM、SPMC、SPM－HV三种。 其中SPM系列含义如下所示。 SPM口－口口 ①② ③④ ①主轴驱动装置型号； ②电动机类型，“无”为α系列，C为αC系列； ③额定输出功率； ④输入电压，“无”为200 V，HV为400 V。 图6-10为FANUC 0i/0i Mate的SPM系列专用主轴驱动装置的接口定义。 6.3 数控机床进给驱动装置 CP+/CP-（脉冲信号）：每个脉冲上升沿使电机转动一步。 CW+/CW-（方向信号）：单脉冲控制方式时为方向控制信号输入接口，若CW为低电平，电机顺时针旋转，CW为高电平，电机逆时针旋转。双脉冲控制方式时为反转步进脉冲信号输入接口。改变电机旋转方向可通过互换电机任意两相接线。 FERR+/FERR-（脱机信号）：脱机信号输入接口，FERR+与FERR-之间分别加高低电平，电机无相电流，电机处于不稳定的自由状态（脱机状态）；反之，FERR+与FERR-之间分别加相同电平或不接，电机处于锁定状态。 Vin：外部电源输入端（仅需接ERR和FINE时接） ERR（报警信号）:报警信号输出接口。 FINE（细分输入信号）:当FINE为高电平时，细分功能有效；当FINE为低电平时，细分功能无效。当细分功能无效时，电机每转的脉冲数为细分功能有效时的1/10。 （2）拨码开关的设置 拨码