主轴定位 介绍.doc

.大家在学习数控车床技术的时候，都已经知道大部分数控车床或加工中心上都有主轴定位（或叫主轴定向）功能，现在为能更清楚地了解该功能，笔者在这里就就数控车床主轴定位的分类、原理、调整方法、及常见故障等方面展开讨论。主轴定位：通常主轴只是进行速度控制，但在一些特殊的情况下也需要对主轴进行位置控制。例如：在加工中心上进行自动换刀时、镗孔加工中因工艺要求而需要让刀时，以及车床在装卡工件等时都需要主轴准确的停在一个特定的位置上。这就是我们通常所说的主轴定向功能。主轴定向功能就是NC发出定向命令，通过主轴上的位置传感器上的一转信号使主轴停止在一个确定的位置上，并向伺服电机位置环一样提供一定的保持力矩。定位与定向是两个概念主轴定向是一点定位，而定位是任何角度主轴定向是对主轴位置的简单控制，可以选来作为位置信号的元件有：外接接近开关与电机速度传感器；主轴位置编码器；电机或内装主轴的内置传感器。而根据使用的位置信号的不同参数设置也有区别。数控车床主轴定位有两种，一种是靠伺服主轴电机自身构成C轴，主轴电机和主轴靠同步带连接（1：1）构成全闭环，可以CS轮廓插补，定位，刚性功丝。另一种可以在主轴上加一个伺服电机用齿轮传动组成C轴造成主轴定位故障的原因主要来自下面三个方面：1、主轴定位检测传感器位置安装不正确，无法检测到主轴状态，造成定位时主轴来回摆动；2、主轴速度控制单元参数设置有误，使主轴定位产生误差或抖动；3、主轴停止回路调整不当，会使主轴在定位点附近摆动。对于前两种原因引起的故障，可通过调整定位传感器的安装位置或修改控制单元有关参数消除；对于第三类原因引起的故障，只需调整主轴回路定位电位器即可排除。加工中心主轴一般只能定向，不能定位，目的是用于换刀，镗孔时定向。靠仅主轴尾端有一副检测元件（如光电开关，霍尔元件等），检测到定向信号后，主轴伺服电机会电磁锁紧定位（这类伺服电机一般编码器线数不高，定位精度低，但转速高），如果主轴定位不准确，可能会损坏刀库和主轴头。解决办法是：卸下主轴外罩，将检测元件的固定端的哪一个向相反的方向调一点就好了。车床主轴一般只有光电编码器，有的和主轴相连，有的和主轴电机相连，如果没有此部件就无法车削螺纹。车床主轴定向取决于编码器安装位置，有3个作用：1.检测主轴（主轴电机）的转速2.确定螺纹的起点位置，在转速，起刀点相同的情况下，螺纹会按照相同的轨迹加工。如果编码器松动，接触不良等就会造成螺纹乱牙。3.确定C轴的0度位置，这类编码器线数很高，能够高精度定位定向，可应用于C轴插补，常见于车铣中心。有的数控机床是主轴通过联轴器直接与电机相连，机械手换刀时，镗刀加工时，都要求主轴定位，这都是主轴电机编码器控制的，如果出现定位不准，通过修改PLC 里面参数，修改其定位角度。数控车床又称为CNCComputernumericalcontrol车床，一种由程序控制的自动化机床。数控车床主要用于加工轴类和回转体零件，能自动完成内外圆柱面、圆弧面、端面、螺纹等工序的切削加工，适合于加工形状复杂、精度要求高的轴类或盘类零件。数控车床主要由主机、数控装置、驱动装置以及辅助装置等几大部分组成。 主机，数控车床的主体，包括机床身、立柱、主轴、进给机构等机械部件。数控装置，数控车床的核心，包括硬件（印刷电路板、CRT显示器、键盒、纸带阅读机等）以及相应的软件，用于输入数字化的零件顺序，并完成输入信息的存储、数据的变换、插补运算以及实现各种控制功能。驱动装置，数控车床执行机构的驱动部件，包括主轴驱动单元、进给单元、主轴电机及进给电机等。辅助装置，指数控车床的一些必要的配套部件，用以保证数控机床的运行，如冷却、排屑、润滑、照明、监测等。 二、现场工况 点击此处检查全部新闻图片 2实景图片 点击此处检查全部新闻图片 三、工艺要求及变频器配置 数控车床主轴电机需要变频器在起停时要快且平稳，电机无尖叫声，无明显抖动。转矩响应要快，稳速精度要高；抗干扰能力强，同时维修要方便。电机最大转速要求达到3000r/min现场速度脉冲编码器安装在车床主轴上面，车床主轴和主轴电机之间通过同步皮带连接，且皮带输入输出带轮直径比值为11同时，车床主轴要求实现定位控制，当一个工件加工好后，车床主轴要回到初始位置，此时，将加工好的工件取下，重新装上一个待加工工件。 针对上述工艺要求，司特选用高性能闭环矢量主轴定位专用变频器Goodrive35功率等级为4KW型号为GD35-004G-4-A 1 四、调试过程及实际效果 1现场接线示意图 2调试过程及使用效果 1编码器参数及方向设定 CNC数控系统、变频器和速度脉冲编码器之间的连线接好后，然后测试编码器。设置编码器线数P20.01设置P00.00=2P00.10=20Hz运行电机，此时电机旋转为20Hz观察P18.00测速值应接近20Hz如果测速值为负，则标明编码器方向反向了设置P20.02=1即可，如果测速值偏差较大，则表明P20.01设置错误。观察P18.02Z脉冲计数值是否波动，如果动摇，标明编码器有干扰或者P20.01设置错误，检查接线及屏蔽线是否良好接地。 2电机参数自学习 记录电机铭牌参数，然后设置参数P02.00P02.05设置P00.00=1开环矢量运行模式，并设置参数P00.15=1旋转参数自学习）同时给运行命令，电机会先静止然后再旋转到2/3额定转速，自学习完成后，自动停机，键盘显示-END-并且将学习得到参数保管在P2组电机参数P02.06P02.10中。 注：进行上述动态自学习时需要把电机轴与机械负载脱开，而进行静态自学习则不需要脱开机械负载。 3试运行电机 设置P00.00=3闭环矢量控制模式，同时设置运行指令通道及频率给定源。调整加减速时间及P3组速度环及电流环PI参数，使之在整个范围内运行平稳。 4端子功能设定 参考说明书P5,P6组输入输出端子功能进行端子功能的设定。注：Goodrive35说明文档由Goodrive300产品说明书和Goodrive35附加说明书共同组成。 立车主轴加工工件时，转速要求设定为850r/min采用闭环矢量控制模式，转速动摇小，稳速精度高。电机无异常噪音，无明显抖动。当一个工件加工完成后，切换到定位模式，主轴可以精准地回到最始位置。Goodriv