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認(rèn)證類型：個人認(rèn)證

認(rèn)證主體：陳**（實名認(rèn)證）

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IP屬地：廣東 上傳時間：2022-07-11 格式：PPTX 頁數(shù)：32 大?。?2.15MB 積分：20 舉報 版權(quán)申訴

1、數(shù)控系統(tǒng)主軸驅(qū)動和準(zhǔn)?？刂?數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)是用來實現(xiàn)機(jī)床主運(yùn)動的，它將主電動機(jī)的原動力變成可供主軸上刀具切削加工的切削力矩和切削速度。典型數(shù)控機(jī)床主傳動系統(tǒng)外觀如左圖。 6.1概述 數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動系統(tǒng)也就是主傳動系統(tǒng)，它的性能直接決定了加工工件的外表質(zhì)量，因此，在數(shù)控機(jī)床的維修和維護(hù)中，主軸驅(qū)動系統(tǒng)顯得很重要。一、概述 主軸驅(qū)動系統(tǒng)也叫主傳動系統(tǒng)，是在系統(tǒng)中完成主運(yùn)動的動力裝置局部。主軸驅(qū)動系統(tǒng)通過該傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)變成主軸上安裝的刀具或工件的切削力矩和切削速度，配合進(jìn)給運(yùn)動，加工出理想的零件。它是零件加工的成型運(yùn)動之一，它的精度對零件的加工精度有較大的影響。二、數(shù)控機(jī)床對主軸驅(qū)動系統(tǒng)的要求

2、 機(jī)床主軸的工作運(yùn)動通常是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，數(shù)控機(jī)床通常通過主軸的回轉(zhuǎn)與進(jìn)給軸的進(jìn)給實現(xiàn)刀具與工件的快速的相對切削運(yùn)動。 1、調(diào)速范圍寬并實現(xiàn)無極調(diào)速 2、恒功率范圍要寬 3、具有4象限驅(qū)動能力 4、具有位置控制能力 5、具有較高的精度與剛度，傳動平穩(wěn)，噪音低。 6、良好的抗振性和熱穩(wěn)定性 三、不同類型的主軸系統(tǒng)的特點和使用范圍 1、普通籠型異步電動機(jī)配齒輪變速箱 這是最經(jīng)濟(jì)的一種方法主軸配置方式，但只能實現(xiàn)有級調(diào)速，由于電動機(jī)始終工作在額定轉(zhuǎn)速下，經(jīng)齒輪減速后，在主軸低速下輸出力矩大，重切削能力強(qiáng)，非常適合粗加工和半精加工的要求。 可以實現(xiàn)主軸的無級調(diào)速，主軸電動機(jī)只有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘以上才能

3、有比較滿意的力矩輸出，否那么，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況，一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只能工作在中高速范圍，另外因為受到普通電動機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。這種方案適用于需要無級調(diào)速但對低速和高速都不要求的場合，例如數(shù)控鉆銑床。國內(nèi)生產(chǎn)的簡易型變頻器較多。2、普通籠型異步電動機(jī)配簡易型變頻器 3、普通籠型異步電動機(jī)配通用變頻器 目前進(jìn)口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調(diào)節(jié)，一般還具有無反響矢量控制功能，會對電動機(jī)的低速特性有所改善，配合兩級齒輪變速，根本上可以滿足車床低速100200轉(zhuǎn)/分鐘小加工余量的加工，但同樣受最高電動機(jī)速度的限制。這是目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)

4、床比較常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)。4、專用變頻電動機(jī)配通用變頻器 中檔數(shù)控機(jī)床主要采用這種方案，主軸傳動兩擋變速甚至僅一擋即可實現(xiàn)轉(zhuǎn)速在100200r/min左右時車、銑的重力切削。一些有定向功能的還可以應(yīng)用與要求精鏜加工的數(shù)控鏜銑床，假設(shè)應(yīng)用在加工中心上，還不很理想，必須采用其他輔助機(jī)構(gòu)完成定向換刀的功能，而且也不能到達(dá)剛性攻絲的要求。5、伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng) 伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有響應(yīng)快、速度高、過載能力強(qiáng)的特點，還可以實現(xiàn)定向和進(jìn)給功能，當(dāng)然價格也是最高的，通常是同功率變頻器主軸驅(qū)動系統(tǒng)的2-3倍以上。伺服主軸驅(qū)動系統(tǒng)主要應(yīng)用于加工中心上，用以滿足系統(tǒng)自動換刀、剛性攻絲、主軸C軸進(jìn)給功能等對主軸位置控

5、制性能要求很高的加工。6、電主軸 電主軸是主軸電動機(jī)的一種結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動器可以是變頻器或主軸伺服，也可以不要驅(qū)動器。電主軸由于電機(jī)和主軸合二為一，沒有傳動機(jī)構(gòu)，因此，大大簡化了主軸的結(jié)構(gòu)，并且提高了主軸的精度，但是抗沖擊能力較弱，而且功率還不能做得太大，一般在10KW以下。由于結(jié)構(gòu)上的優(yōu)勢，電主軸主要向高速方向開展，一般在10000r/min以上。四、常用的主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹 1、FANUC法那科公司主軸驅(qū)動系統(tǒng) 目前三個系列交流主軸電動機(jī)為：S系列電動機(jī)，額定輸出功率范圍1.537KW；H系列電動機(jī)，額定輸出功率范圍1.522KW；P系列電動機(jī)，額定輸出功率范圍3.737KW。該公司交流主軸驅(qū)

6、動系統(tǒng)的特點為：采用為處理器控制技術(shù)，進(jìn)行矢量計算，從而實現(xiàn)最正確控制。主回路采用晶體管PWM逆變器，使電動機(jī)電流非常接近正弦波性。具有主軸定向控制、數(shù)字和模擬輸入接口等功能。2、SIEMENS西門子公司主軸驅(qū)動系統(tǒng) SIEMENS公司生產(chǎn)的直流主軸電動機(jī)有1GG5、1GF5、1GL5和1GH5四個系列，與這四個系列電動機(jī)配套的6RA24、6RA27系列驅(qū)動裝置采用晶閘管控制。1PH5和1PH6兩個系列的交流主軸電動機(jī)，功率范圍為3100KW。驅(qū)動裝置為6SC650系列交流主軸驅(qū)動裝置或6SC611ASIMODRIVE 611A主軸驅(qū)動模塊，主回路采用晶體管SPWM變頻器控制的方式，具有能量再

7、生制動功能。另外，采用為處理器80186可進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制及磁場計算，從而完成矢量控制。同過選件實現(xiàn)C軸進(jìn)給控制，在不需要CNC的幫助下，實現(xiàn)主軸的定位控制。3、DANFOSS丹佛斯公司系列變頻器 目前應(yīng)用于數(shù)控機(jī)床上的變頻器系列常用的有：VLT2800，可并列式安裝方式，具有寬范圍配接電機(jī)功率：0.37KW-7.5KW 200V/400；VLT5000，可在整個轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行精確的滑差補(bǔ)償，并在3ms內(nèi)完成。在使用串行通訊時，VLT 5000對每條指令的響應(yīng)時間為0.1ms，可使用任何標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)與VLT 5000匹配。4、HITACHI日立公司系列變頻器 HITACHI公司的主軸變頻器應(yīng)

8、用于數(shù)控機(jī)床上通常有：L100系列通用型變頻，額定輸出功率范圍為0.2KW-7.5KW， V/f 特性可選恒轉(zhuǎn)矩/降轉(zhuǎn)矩，可手動/自動提升轉(zhuǎn)矩，載波頻率0.5HZ-16HZ連續(xù)可調(diào)。日立 SJ100系列變頻器，是一種矢量型變頻，額定輸出功率范圍為0.2KW-7.5KW，載波頻率在0.5HZ-16HZ內(nèi)連續(xù)可調(diào) ，加減速過程中可分段改變加減速時間 ，可內(nèi)部/外部啟動直流制動；日立 SJ200/300系列變頻器，額定輸出功率范圍為0.75KW-132KW，具有2臺電機(jī)同時無速度傳感器矢量控制運(yùn)行且電機(jī)常數(shù)在/離線自整定。5、HNC華中數(shù)控公司系列主軸驅(qū)動系統(tǒng) HSV-20S是武漢華中數(shù)控股份推出的

9、全數(shù)字交流主軸驅(qū)動器。該驅(qū)動器結(jié)構(gòu)緊湊、使用方便、可靠性高。采用的是最新專用運(yùn)動控制DSP、大規(guī)模現(xiàn)場可編程邏輯陣列FPGA和智能化功率模塊IPM等當(dāng)今最新技術(shù)設(shè)計，具有025、050、075、100多種型號規(guī)格，具有很寬的功率選擇范圍。用戶可根據(jù)要求選配不同型號驅(qū)動器和交流主軸電機(jī)，形成高可靠、高性能的交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。五、主軸驅(qū)動系統(tǒng)的分類 主軸驅(qū)動器主軸電動機(jī) 分類：按變速方式：有級、無級、分段無級按電源方式：直流、交流6.2主軸的分段無級調(diào)速及控制一、主軸無級調(diào)速方案二、分段無級調(diào)速的控制三、齒輪變速自動換擋的操縱機(jī)構(gòu)一、主軸無級調(diào)速方案1、全段無級調(diào)速特點：需要大功率的主軸電動機(jī)，使

10、主軸電動機(jī)與驅(qū)動裝置的體積、重量、本錢大大增加。2、同功率電動機(jī)，分段無級調(diào)速特點：可展寬恒功率范圍，經(jīng)濟(jì)，但需要自動換擋機(jī)構(gòu)。調(diào)速方式：二、分段無級調(diào)速的控制 數(shù)控機(jī)床常采用 14擋齒輪變速與無級調(diào)速相結(jié)合的方式，即分段無級變速。采用齒輪減速雖然低速的輸出轉(zhuǎn)矩增大，但降低了最高主軸轉(zhuǎn)速。因此通常均采用齒輪自動變速，到達(dá)同時滿足低速轉(zhuǎn)矩和最高主軸轉(zhuǎn)速的要求。一般說來，數(shù)控系統(tǒng)均提供4擋變速功能的要求，而數(shù)控機(jī)床通常使用2擋即可滿足要求。 三、齒輪變速自動換擋的操縱機(jī)構(gòu)主軸電動機(jī) 變速齒輪傳遞 主軸變速方法液壓撥叉電磁離合器主軸換擋的控制 6.3主軸準(zhǔn)?？刂?當(dāng)主軸停止時，控制其停于固定位置定位

11、于圓周上特定角度又稱“主軸準(zhǔn)停、“主軸定位、“主軸定向準(zhǔn)停指令：M19或M06一、主軸定向的用途加工中心自動換刀精鏜后退刀背鏜車床上工件定位 1、加工中心自動換刀(Auto tool changing)在加工中心中，當(dāng)主軸停轉(zhuǎn)進(jìn)行刀具交換時，主軸需停在一個固定不變的位置上，從而保證主軸端面上的鍵也在一個固定的位置，這樣，換刀機(jī)械手在交換刀具時，能保證刀柄上的鍵槽對正主軸端面上的定位鍵。2、精鏜孔后退刀(Fine boring)在精鏜孔退刀時，為了防止刀尖劃傷已加工外表，采用主軸準(zhǔn)?？刂?，使刀尖停在一個固定位置X軸或Y軸上，以便主軸偏移一定尺寸后，使刀尖離開工件外表進(jìn)行退刀。3、背鏜Counterboring通過小孔鏜大孔，主軸準(zhǔn)?？刂?，使刀尖停在一個固定位置 X軸或Y軸上，以便主軸偏移一定尺寸后，使刀尖能通過前壁小孔進(jìn)入箱體內(nèi)對大孔進(jìn)行鏜削。4、車床上工件定位 用于工件定位，進(jìn)行自動裝載和卸載二、主軸定向控制的實現(xiàn)方式Methods機(jī)械準(zhǔn)停Mechanical orientation電氣準(zhǔn)停Electrical orientation1、V型槽定位盤滾輪準(zhǔn)停裝置 Mechanical orientat