主軸系統(tǒng)的連接與調(diào)試

主軸系統(tǒng)的連接與調(diào)試演示文稿當(dāng)前1頁，總共33頁。（優(yōu)選）主軸系統(tǒng)的連接與調(diào)試.當(dāng)前2頁，總共33頁。1.概念一、 主軸伺服系統(tǒng)的組成、分類主軸驅(qū)動系統(tǒng)也叫主傳動系統(tǒng)，是在系統(tǒng)中完成主運動的動力裝置部分。主軸驅(qū)動系統(tǒng)通過該傳動機構(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，配合進給運動，加工出理想的零件。它是零件加工的成型運動之一，它的精度對零件的加工精度有較大的影響。當(dāng)前3頁，總共33頁。2.數(shù)控機床對主軸驅(qū)動系統(tǒng)的要求

一、 主軸伺服系統(tǒng)的組成、分類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)定性當(dāng)前4頁，總共33頁。1主軸驅(qū)動系統(tǒng)2主軸驅(qū)動單元3傳動單元4執(zhí)行單元3.組成當(dāng)前5頁，總共33頁。4分類按電氣原理分為：(1)直流控制驅(qū)動(2)交流控制驅(qū)動當(dāng)前6頁，總共33頁。1)直流驅(qū)動系統(tǒng)20世紀(jì)70年代～90年代中期）直流伺服電動機優(yōu)點：調(diào)速性能好、輸出力矩大、過載能力強、控制精度高、控制原理簡單、易于調(diào)整等。缺點：由于電刷和換向器易磨損，需經(jīng)常維護；換向器換向時會產(chǎn)生火花，最高速度受到限制；具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造困難、制造成本高等缺點當(dāng)前7頁，總共33頁。(2)交流驅(qū)動系統(tǒng)采用數(shù)字式矢量控制方法，控制模型和動態(tài)響應(yīng)均由高速微處理器實時控制，使伺服系統(tǒng)的自診斷能力、快速反應(yīng)及控制精度都有很大的提高。當(dāng)前8頁，總共33頁。二、 CNC裝置與主軸驅(qū)動裝置的信號連接早期——直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)（采用晶閘管調(diào)速）20世紀(jì)90年代初——變頻器驅(qū)動；目前——交流主軸伺服系統(tǒng)時代，主流為全數(shù)字交流主軸伺服系統(tǒng)。當(dāng)前9頁，總共33頁。二、 CNC裝置與主軸驅(qū)動裝置的信號連接1.變頻器控制方式的發(fā)展：電壓矢量控制——磁通矢量控制——直接轉(zhuǎn)矩控制——采用通用變頻器?！巴ㄓ谩保?1）可以和通用的籠型異步電動機配套應(yīng)用；(2）具有多種可供選擇的功能，可應(yīng)用于不同性質(zhì)的負(fù)載。當(dāng)前10頁，總共33頁。2.實例：三菱FR—A50系列主回路端子和控制回路端子如圖所示（1）輸入信號（用于起動和功能設(shè)定）（2）模擬信號（用于頻率設(shè)定）（3）輸出信號二、 CNC裝置與主軸驅(qū)動裝置的信號連接當(dāng)前11頁，總共33頁。

圖三菱FR-A500系列變頻器接口當(dāng)前12頁，總共33頁。3．交流主軸伺服驅(qū)動的原理4.主軸轉(zhuǎn)速的指定信號及開關(guān)量控制信號的連接二、 CNC裝置與主軸驅(qū)動裝置的信號連接當(dāng)前13頁，總共33頁。3.交流主軸伺服控制原理的框圖1-比例積分回路2-絕對值回路3-負(fù)載表4-函數(shù)發(fā)生器5-V/F變換器6-微處理器7-DA強勵磁8-DA振幅器9-乘法器10-電流指令回路11-電流控制回路12-PWM控制回路13-PWM變換器14-脈沖發(fā)生器15-四倍回路16-微分回路17-F/V變換器18-同步整流電路當(dāng)前14頁，總共33頁。CNC通過主軸模擬電壓輸出接口，輸出0~±10V模擬電壓到NCOM端和0端（1CN接口的3、4端），電壓正負(fù)控制電動機的轉(zhuǎn)向，電壓的大小控制電動機的轉(zhuǎn)速。若CNC輸出的電壓為單極性0～＋10V，則可通過FORWARDRUN（8號端）與REVERSRUN（9號端）開關(guān)量分別指定正、反轉(zhuǎn)4.主軸轉(zhuǎn)速的指定信號及開關(guān)量控制信號的連接當(dāng)前15頁，總共33頁。2CN端子BINBPC(BCD碼)3-DIGIT2-DIGITD111D222D344D488D516101D632202D764404D8128808D925610010D1051220020D11102440040D12204880080當(dāng)前16頁，總共33頁。1）準(zhǔn)備好信號RDY2）急停信號EMG3）正反轉(zhuǎn)信號FOR、REV4）轉(zhuǎn)矩高低極限控制信號TLH、TLL5）軟起動信號SSC6）速度調(diào)節(jié)器選擇信號PPI7）速度設(shè)定方式信號DAS8）零速輸出信號ZSPD……當(dāng)前17頁，總共33頁。5.實例：FANUC0i系統(tǒng)對交流主軸驅(qū)動的控制（1）模擬主軸伺服的控制模擬主軸控制即為傳統(tǒng)的模擬量控制，從CNC單元輸出0~10V的模擬電壓控制主軸電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，其中轉(zhuǎn)向控制由相應(yīng)的參數(shù)決定。當(dāng)前18頁，總共33頁。從CNC單元輸出0~10V的模擬電壓控制主軸電動機的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)向，其中轉(zhuǎn)向控制由相應(yīng)的參數(shù)決定。（2）模擬主軸控制連接圖當(dāng)前19頁，總共33頁。CNC數(shù)控裝置對主軸驅(qū)動裝置的控制包括主軸的速度控制和其他開關(guān)量的動作控制。安川YASKAWAVS-626MT的連接圖小結(jié)當(dāng)前20頁，總共33頁。安川YASKAWAVS-626MT連接圖開關(guān)量控制信號及連接模擬電壓指定數(shù)字電壓指定輸出信號當(dāng)前21頁，總共33頁。

分段無級調(diào)速是數(shù)控機床常采用1～4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。低速時為恒轉(zhuǎn)矩，當(dāng)需要低速強力切削時需要提高其轉(zhuǎn)矩。措施是通過換擋，降低主軸速度，增大轉(zhuǎn)矩。三、 主軸分段無級調(diào)速的控制當(dāng)前22頁，總共33頁。主軸準(zhǔn)停是指能主軸按指令要求準(zhǔn)確停在指定換刀位置,也稱作主軸定向。其作用：換刀和鏜孔時定向、確定反向退刀方向。

四、 主軸準(zhǔn)?？刂飘?dāng)前23頁，總共33頁。四、 主軸準(zhǔn)停控制早期的機床使用，現(xiàn)在很少使用。但高速時動平衡不好，調(diào)試不方便。1.機械準(zhǔn)停當(dāng)前24頁，總共33頁。2.磁傳感器準(zhǔn)停

在主軸上安裝磁裝置。在對應(yīng)的部位裝檢測裝置。也是早期使用，功能單一。當(dāng)前25頁，總共33頁。3.編碼器準(zhǔn)停：

在主軸上安裝編碼器。準(zhǔn)停角由調(diào)節(jié)控制電路板上的撥碼開關(guān)來實現(xiàn)。

4、數(shù)控系統(tǒng)準(zhǔn)停：

主軸上裝編碼器、系統(tǒng)將主軸作為位置軸來進行控制?？梢钥刂破渫Ｔ谌我饨嵌取⒖赏ㄟ^指令來指令其停止角度。

當(dāng)前26頁，總共33頁。任務(wù)4：主軸驅(qū)動系統(tǒng)的連接與測試一、任務(wù)引入將日立SJ100型變頻器與華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)相連接，根據(jù)日立SJ100型變頻器設(shè)置其連接電機的參數(shù)，由華中世紀(jì)星數(shù)控系統(tǒng)的主軸控制命令控制變頻器的運行。當(dāng)前27頁，總共33頁。任務(wù)4：主軸驅(qū)動系統(tǒng)的連接與測試二、任務(wù)分析在主軸變頻調(diào)速系統(tǒng)中，變頻調(diào)不僅接入了主電源（三相電源），而且輸出控制、狀態(tài)信號給數(shù)控系統(tǒng)來控主軸電機的正/反轉(zhuǎn)、速度到達(dá)等。變頻調(diào)與數(shù)控系統(tǒng)的哪些接口相連？變頻調(diào)與電機聯(lián)接時是否要進行參數(shù)設(shè)置？下面對這些問題進行講解。當(dāng)前28頁，總共33頁。任務(wù)4：主軸驅(qū)動系統(tǒng)的連接與測試三、任務(wù)實施在主軸變頻調(diào)速系統(tǒng)中，變頻調(diào)不僅接入了主電源（三相電源），而且輸出控制、狀態(tài)信號給數(shù)控系統(tǒng)來控主軸電機的正/反轉(zhuǎn)、速度到達(dá)等。變頻調(diào)與數(shù)控系統(tǒng)的哪些接口相連？變頻調(diào)與電機聯(lián)接時是否要進行參數(shù)設(shè)置？下面對這些問題進行講解。當(dāng)前29頁，總共33頁。1.主軸啟停主軸啟?？刂朴蒔LC承擔(dān)，標(biāo)準(zhǔn)銑床PLC程序和標(biāo)準(zhǔn)車床PLC程序中關(guān)于主軸啟停控制的信號如表3-4。利用Y1.0、Y1.1輸出即可控制主軸裝置的正、反轉(zhuǎn)及停止，一般定義接通有效；當(dāng)Y1.0接通時，可控制主軸裝置正轉(zhuǎn)；Y1.1接通時,主軸裝置反轉(zhuǎn)；二者都不接通時,主軸裝置停止旋轉(zhuǎn)。在使用某些主軸變頻器或主軸伺服單元時，也用Y1.0、Y1.1作為主軸單元的使能信號

任務(wù)4：主軸驅(qū)動系統(tǒng)的連接與測試

當(dāng)前30頁，總共33頁。2.主軸速度控制華中HNC-21通過XS9主軸接口中的模擬量輸出可控制主軸轉(zhuǎn)速，當(dāng)主軸模擬量的輸出范圍為-10V～+10V，用于雙極性速度指令輸入主軸驅(qū)動單元或變頻器，這時采用使能信號控制主軸的啟、停。當(dāng)主軸模擬量的輸出范圍為0～+10V，用于單極性速度指令輸入的主軸驅(qū)動單元或變頻器，這時采用主軸正轉(zhuǎn)、主軸反轉(zhuǎn)信號控制主軸的正、反轉(zhuǎn)。模擬電壓的值由用戶PLC程序送到相應(yīng)接口的數(shù)字量決定。任務(wù)4：主軸驅(qū)動系統(tǒng)的連接與測試

當(dāng)前31頁，總共33頁。3.主