3.主轴驱动系统

数控讲义

(2007版)

主编

张爱红

数控讲义

项目三 主轴驱动系统单元一 交流主轴电机 单元二 交流主轴驱动装置 单元三 主轴准停控制

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项目三 主轴驱动系统一、数控机床对主轴控制的要求调速范围宽 恒功率范围宽 自动加减速控制 准停控制

二、主轴驱动装置的分类直流主轴驱动装置 交流主轴驱动装置

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项目三 主轴驱动系统单元一一、概述交流主轴电动机一般采用交流感应电动机， 交流主轴电动机一般采用交流感应电动机，从结构上 感应电动机 分有带换向器和不带换向器两种， 带换向器和不带换向器两种 分有带换向器和不带换向器两种，通常采用不带换向器的 三相感应电动机(笼型电动机或异步电动机)。 三相感应电动机(笼型电动机或异步电动机)。 交流主轴电动机一般采用定子铁心在空气中直接冷却 的方法，没有机壳， 的方法，没有机壳，而且在定子铁心上作有轴向孔以利通 风等。尾部同轴安装有测速发电机或脉冲编码器等检测元 风等。尾部同轴安装有测速发电机或脉冲编码器等检测元 件。

交流主轴电机

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项目三 主轴驱动系统二、主轴电机工作特性交流主轴电机的特性曲线与直流主轴电机类似： 交流主轴电机的特性曲线与直流主轴电机类似：在基速以 下为恒转矩区域1 而在基速以上为恒功率区域2 下为恒转矩区域1,而在基速以上为恒功率区域2。 恒转矩区域 恒功率区域

转矩特性曲线 功率特性曲线

h 1 2

n0

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项目三 主轴驱动系统单元二 交流主轴驱动装置一、交流主轴驱动装置的组成电网端变流器 控制调节器 负载端变流器 交流主轴电动机 编码器

闭环转速与扭矩控制

磁场计算机 转速实际值

变频器

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项目三 主轴驱动系统二、通用变频器接线( 1. 接线( R-A500 )

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项目三 主轴驱动系统2. 预置设定

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项目三 主轴驱动系统三、伺服驱动主轴主轴转速控制(YASKAWA) 1. 主轴转速控制(YASKAWA) 模拟电压指定 12位二进制指定 12位二进制指定 2位BCD码指定 BCD码指定 3位BCD码指定 BCD码指定 2. 开关量信号控制 正反转信号 准备好信号 急停信号 报警输出信号

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项目三 主轴驱动系统3. 接线图 YASKAWA) (YASKAWA)

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项目三 主轴驱动系统单元三 主轴准停控制一、主轴准停的概念主轴准停功能(又称：主轴定位功能),即当主轴停 主轴准停功能(又称：主轴定位功能),即当主轴停 ), 止时， 下图为主轴准停镗孔示意图。 止时，控制其停于固定位置 ，下图为主轴准停镗孔示意图。

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项目三 主轴驱动系统二、机械准停控制接近体 定位盘 无触点开关LS1 LS2

定位液压缸

主轴中心

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项目三 主轴驱动系统三、电气准停控制1. 磁传感器型

准停

数控系统

主轴驱动

准停板 准停启动 准停完成 磁传感器 速度反馈 主轴 电机

发 磁 体 主轴

传送带

刀具

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项目三 主轴驱动系统2. 编码器型准停

数控系统

主轴驱动

准停板 速度反馈准停启动 准停完成 准停启动

主轴 电机

传送带 编码器 刀具

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项目三 主轴驱动系统3. 数控系统型准停( M19 ) 数控系统型准停(数控系统转速给定

准停位置给定

+K

D/A功能切换开关

主轴驱动装置

M TG PG

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