數(shù)控原理與系統(tǒng) 課件 項目四 主軸驅(qū)動系統(tǒng)

數(shù)控原理與系統(tǒng)——任務(wù)四主軸驅(qū)動系統(tǒng)學(xué)習(xí)任務(wù)學(xué)習(xí)單元參考學(xué)時任務(wù)名稱任務(wù)描述4.主軸驅(qū)動系統(tǒng)1.理解主軸的調(diào)速原理與變頻器的工作原理。2.掌握變頻器與數(shù)控系統(tǒng)的接線與調(diào)試。3.掌握串行主軸的調(diào)試。4.1模擬主軸的連接與調(diào)試684.2串行主軸的連接與調(diào)試2任務(wù)4進(jìn)給軸的調(diào)試與性能優(yōu)化課時8專業(yè)能力1.能夠掌握FANUC0i-TD的參數(shù)界面的操作。2.能夠掌握伺服參數(shù)的調(diào)試。3.能夠根據(jù)機(jī)床類型選擇合適的機(jī)床參數(shù)。4.能夠根據(jù)機(jī)床類型進(jìn)行伺服優(yōu)化。教學(xué)任務(wù)教學(xué)內(nèi)容教學(xué)重難點(diǎn)1.理解主軸的調(diào)速原理與變頻器的工作原理。2.掌握變頻器與數(shù)控系統(tǒng)的接線與調(diào)試。3.掌握串行主軸的調(diào)試。1.伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接2.進(jìn)給軸伺服參數(shù)的初始化設(shè)置3.參考點(diǎn)的設(shè)置。4.參數(shù)的設(shè)置。4.伺服優(yōu)化的設(shè)置。1.伺服驅(qū)動系統(tǒng)的連接。2.伺服參數(shù)的設(shè)定與調(diào)試。3.MCC、ESP線路的連接。4.輪廓誤差分析與調(diào)整。5.伺服優(yōu)化軟件的使用。1模擬主軸的連接與調(diào)試目錄2串行主軸的連接與調(diào)試4.1模擬主軸的連接與調(diào)試

一、概述主軸驅(qū)動系統(tǒng)就是在系統(tǒng)中完成主運(yùn)動的動力裝置部分。它帶動工件或刀具作相應(yīng)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而能配合進(jìn)給運(yùn)動，加工出理想的零件。主軸驅(qū)動變速目前主要有兩種形式:一是主軸電動機(jī)齒輪換檔，目的在于降低主軸轉(zhuǎn)速，增大傳動比，放大主軸功率以適應(yīng)切削的需要；二是主軸電動機(jī)通過同步齒形帶或皮帶驅(qū)動主軸，該類主軸電動機(jī)又稱寬域電機(jī)或強(qiáng)切削電動機(jī)，具有恒功率寬調(diào)速的特點(diǎn)。由于無需機(jī)械變速，主軸箱內(nèi)省卻了齒輪和離合器，主軸箱實際上成了主軸支架，簡化了主傳動系統(tǒng)，從而提高了傳動鏈的可靠性。主軸驅(qū)動系統(tǒng)分類：

一）直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)二）主軸通用變頻器控制系統(tǒng)三）交流主軸驅(qū)動系統(tǒng)對主軸傳動系統(tǒng)的要求:

一）調(diào)速范圍寬為保證加工時選用合適的切削用量，以獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量，特別對于具有自動換刀功能的數(shù)控加工中心，為適應(yīng)各種刀具、工序和材料的加工要求，對主軸的調(diào)速范圍提出了更高的要求，要求主軸能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的指令自動實現(xiàn)無級調(diào)速，并減少中間傳動環(huán)節(jié)。目前主軸驅(qū)動裝置的恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速范圍已可達(dá)1：100，恒功率調(diào)速范圍也可達(dá)1：30，過載1.5倍時仍可持續(xù)工作達(dá)30min。二）恒功率范圍要寬要求主軸在調(diào)速范圍內(nèi)均能提供所需的切削功率，并盡可能在調(diào)速范圍內(nèi)提供主軸電機(jī)的最大功率。由于主軸電機(jī)與驅(qū)動裝置的限制，主軸在低速段均為恒轉(zhuǎn)矩輸出。為滿足數(shù)控機(jī)床低速、強(qiáng)力切削的需要，常采用分段無級變速的方法（即在低速段采用機(jī)械減速裝置），以擴(kuò)大輸出轉(zhuǎn)矩。三）具有四象限驅(qū)動能力要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動時均可進(jìn)行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。目前一般伺服主軸可以在1S內(nèi)從靜止加速到6000r/min。四）具有位置控制能力即進(jìn)給功能（C軸功能）和定向功能（準(zhǔn)停功能），以滿足加工中心自動換刀、剛性攻絲、螺紋切削以及車削中心的某些加工工藝的需要。

二.主軸控制方式分析

1.主軸S指令轉(zhuǎn)換為模擬電壓或數(shù)字量輸出。模擬主軸：利用模擬量輸出進(jìn)行控制。串行主軸：利用串行總線進(jìn)行控制。2.模擬主軸控制系統(tǒng)連接示意圖3.串行主軸控制系統(tǒng)連接示意圖4.模擬主軸與串行主軸的區(qū)別FANUC0i-D/mateD系統(tǒng)連接圖三。37160模擬主軸37171主軸放大器號371880顯示下標(biāo)37204096主軸編碼器脈沖數(shù)37301000主軸速度模擬輸出的增益調(diào)整37350主軸最低鉗制速度37361400主軸最高鉗制速度37411400主軸第一檔速度37720主軸上限鉗制。設(shè)為0，不鉗制8133#51