第四章主轴驱动系统的故障诊断与维修.pptx

第四章 主轴驱动系统 的故障诊断与维修;4.1 概述;主轴驱动系统分类： 一）直流主轴驱动系统 二）主轴通用变频器控制系统 三）交流主轴驱动系统 ;;SIMODRIVE 611 变频器系统;SIMODRIVE611 数字式变频器系统带SINUMERIK 840D;Siemens 1PH7 主轴电机;使用说明 1PH7 空气冷却主轴电机具有以下特点 电机的总长度缩短 集成的终端外壳设计(AH 100 至AH160)将噪音曲线降至最低 速度高达9 000 转/分(可选用12 000 转/分) 持续提供各种额定转矩即使停止时 对SIMODRIVE 611 的各种功率级别进行最优配置 ; 1PH7 空??冷却型交流主轴电机是一种转动平稳无须维护的四极鼠笼式异步电机。专门设计用于与 SIMODRIVE 611 变频器系统相连接。 一台提供单独供风的风机沿轴向安装在电动机的尾部。气流的正常流向是从驱动端到非驱动端，以便让机床中的废气更好的排走。 电机配置了一个内置的编码系统，用来感应电机的转速和间接的位置。这个编码器能够使C 轴做为标准操作。也就是说，不再需要额外的编码器来控制C轴。;应用 小型而且结构紧凑的机床(AH 100 至AH 160) 复杂的加工中心和车床 专用机床;1PH4 主轴电机;规格说明 1PH4 水冷却主轴电机具有如下性能 设备体积小功率强度大 最高速度可达9 000 转/分(可选12 000 转/分) 即使在设备停止时也可输出各种转矩 经过冷却处理的凸缘能有效避免由于机械传动系 所引起的热应力 噪音低 防护级别高(IP65 轴盖为IP55) 旋转精度高; 由于现代机械设备设计结构紧凑，从电气驱动部件中产生的热量会对机械的精度产生副作用。对于功率密度高，而且冷却效果好的电机的要求，促使了1PH4系列水冷型交流主轴电机的发展。 而且同时满足高转矩和设备体积小(从而质量惯性小)的双重性能的这一复合产品的加速和刹车时间都短从而减少了作无用功的时间。 1PH4 电机是一种性能坚固，4 极感应的鼠笼式电动机。专门设计用于与SIMODRIVE611 变频系统进行连接，其功率损失和噪音级别都降低到很低水平。由于这一系列电动机的设计紧凑，使得在使用中，可以获得较高的最大运行速度。;电机配备了一套编码器系统，用来感应电机的运行速度，以及间接了解转子的所处位置。这一编码器可以进行额定状况下的C 轴运行模式，也就是说，对于C轴运行不需要额外的编码器 应用 全封闭式的铣床 高负荷的铣床 车床中的反向轴 ;对主轴传动系统的要求: 一）调速范围宽 为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量，特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和材料的加工要求，对主轴的调速范围提出了更高的要求，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节。目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1：100，恒功率调速范围也可达1：30，过载1.5倍时仍可持续工作达30min。 二）恒功率范围要宽 要求主轴在调速范围内均能提供所需的切削功率，并尽可能在调速范围内提供主轴电机的最大功率。由于主轴电机与驱动装置的限制，主轴在低速段均为恒转矩输出。为满足数控机床低速、强力切削的需要，常采用分段无级变速的方法（即在低速段采用机械减速装置），以扩大输出转矩。 ; 三）具有四象限驱动能力 要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短。目前一般伺服主轴可以在1S内从静止加速到6000r/min。 四）具有位置控制能力 即进给功能（C轴功能）和定向功能（准停功能），以满足加工中心自动换刀、刚性攻丝、螺纹切削以及车削中心的某些加工工艺的需要。;4.2?直流主轴驱动系统;;;;;;;;;;;;;;;;;;; ;4.3 主轴通用变频器;; 值得注意的是，变频器的冷却方式都采用风扇强迫冷却。如果通风不良，器件的温度将会升高，有时即使变频器并没有跳闸，但器件的使用寿命已经下降。所以，应注意冷却风扇的运行状况是否正常，经常清拭滤网和散热器的风道，以保证变频器的正常运转。 ;4.3.1 变频器连接图;脚号 ;脚号 ; ;4.3.2 变频调速原理;2. 恒转矩调速 恒转矩变频调速系统中，如能保持Ux/f=定值，则f变化时，能保持过载能力不变（理论上）。 ; ;