主軸驅動系統(tǒng)

主軸驅動系統(tǒng)第一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六本章內(nèi)容第一節(jié)概述第二節(jié)主軸驅動裝置的工作原理第三節(jié)主軸分段無級調速控制第四節(jié)主軸準?？刂频诙?，共十四頁，編輯于2023年，星期六第一節(jié)概述對主軸驅動的要求

較寬的調速范圍

、無級調速恒功率范圍要寬要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加減速控制，要求在有四象限的驅動能力，并且加減速時間短。為滿足加工中心自動換刀（ATC）以及某些加工工藝的需要，要求主軸具有高精度的準?？刂?。在車削中心上，還要求主軸能具有旋轉進給軸（C軸）的控制功能。第三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六第二節(jié)主軸驅動裝置的工作原理一、對主軸電動機的要求電動機的輸出功率要大。在大的調速范圍內(nèi)速度應穩(wěn)定，而且恒功率的速度范圍寬。在斷續(xù)負載下電動機轉速波動小，過載能力強。加減速時間短。電動機溫升低。振動、噪聲小。電動機的可靠性高、壽命長、維護容易。體積小，重量輕。分類：主軸直流電動機：勵磁式直流電機類型中的他激直流電機。主軸交流電動機：鼠籠型感應電動機第四頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六二、交流主軸電動機第二節(jié)主軸驅動裝置的工作原理第五頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六1、交流主軸驅動系統(tǒng)調速：轉速公式：調速方法：變頻調速是最適用的方法，主要有：壓頻（u/f）調速矢量變換控制調速三、交流主軸驅動裝置f–

定子電源頻率p–

磁激對數(shù)S–

轉差率ns–

定子旋轉磁場轉速n–

轉子轉速第六頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六Tn10203040100020003000恒轉矩調速特性曲線1、交流主軸驅動系統(tǒng)調速——變頻調速的控制方法①恒轉矩調速T=CTφmI2cosφ2其中T不變，則需u1/f1為常數(shù)k1ω1：定子每相繞組等效匝數(shù)Φm：每極磁通量u1：定子相電壓CT：轉矩常數(shù)I2：折算到定子上的轉子電流Cosφ2：轉子電路功率因數(shù)第七頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六Tn10203040100020003000恒Tm調速特性曲線1、交流主軸驅動系統(tǒng)調速——變頻調速的控制方法②恒最大轉矩Tmax調速若低速時Tmax不變，則需E1/f1為常數(shù)第八頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六1、交流主軸驅動系統(tǒng)調速——變頻調速的控制方法③恒功率調速10203040506010002000nT第九頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六三、交流主軸驅動裝置2、交流主軸驅動特性曲線轉矩與轉速的關系曲線功率與轉速的關系曲線第十頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)主軸分段無級調速控制一、概述數(shù)控機床常采用1~4擋齒輪變速與無級調速相結合的方式，即所謂分段無級變速的方式，來彌補電動機低速段輸出力矩無法滿足機床強力切削的要求，采用機械齒輪減速，增大了輸出扭矩，并利用齒輪換擋擴大了調速范圍。主軸驅動裝置CNCPLCM齒輪變速箱M41M42數(shù)控系統(tǒng)通過程序中的S代碼來控制主軸電動機的驅動調速電路，同時采用開關量信號（程序上用M41～M44代碼）來控制機械齒輪變速自動換擋的執(zhí)行機構。第十一頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六二、自動換擋的實現(xiàn)自動換擋執(zhí)行機構是一種電——機轉換裝置，常用的有液壓撥叉和電磁離合器。液壓撥叉換擋液壓撥叉是一種用一只或幾只液壓缸帶動齒輪移動的變速機構。到位：感應開關等元件檢測。頂齒處理：微電機緩慢旋轉。電磁離合器換擋

數(shù)控機床中常使用無滑環(huán)摩擦片式電磁離合器和牙嵌式電磁離合器。第三節(jié)主軸分段無級調速控制第十二頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六第三節(jié)主軸分段無級調速控制液壓撥叉換擋頂齒處理：正常工作時，離合器脫開，齒輪換擋時，主軸M1停止工作而離合器吸合，微電動機M2工作，帶動主軸慢速轉動。同時，油缸移動齒輪，從而順利嚙合。第十三頁，共十四頁，編輯于2023年，星期六第四節(jié)主軸準?？刂埔?、定義