数控原理与系统 课件 项目四 主轴驱动系统

数控原理与系统——任务四主轴驱动系统学习任务学习单元参考学时任务名称任务描述4.主轴驱动系统1.理解主轴的调速原理与变频器的工作原理。2.掌握变频器与数控系统的接线与调试。3.掌握串行主轴的调试。4.1模拟主轴的连接与调试684.2串行主轴的连接与调试2任务4进给轴的调试与性能优化课时8专业能力1.能够掌握FANUC0i-TD的参数界面的操作。2.能够掌握伺服参数的调试。3.能够根据机床类型选择合适的机床参数。4.能够根据机床类型进行伺服优化。教学任务教学内容教学重难点1.理解主轴的调速原理与变频器的工作原理。2.掌握变频器与数控系统的接线与调试。3.掌握串行主轴的调试。1.伺服驱动系统的连接2.进给轴伺服参数的初始化设置3.参考点的设置。4.参数的设置。4.伺服优化的设置。1.伺服驱动系统的连接。2.伺服参数的设定与调试。3.MCC、ESP线路的连接。4.轮廓误差分析与调整。5.伺服优化软件的使用。1模拟主轴的连接与调试目录2串行主轴的连接与调试4.1模拟主轴的连接与调试

一、概述主轴驱动系统就是在系统中完成主运动的动力装置部分。它带动工件或刀具作相应的旋转运动，从而能配合进给运动，加工出理想的零件。主轴驱动变速目前主要有两种形式:一是主轴电动机齿轮换档，目的在于降低主轴转速，增大传动比，放大主轴功率以适应切削的需要；二是主轴电动机通过同步齿形带或皮带驱动主轴，该类主轴电动机又称宽域电机或强切削电动机，具有恒功率宽调速的特点。由于无需机械变速，主轴箱内省却了齿轮和离合器，主轴箱实际上成了主轴支架，简化了主传动系统，从而提高了传动链的可靠性。主轴驱动系统分类：

一）直流主轴驱动系统二）主轴通用变频器控制系统三）交流主轴驱动系统对主轴传动系统的要求:

一）调速范围宽为保证加工时选用合适的切削用量，以获得最佳的生产率、加工精度和表面质量，特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心，为适应各种刀具、工序和材料的加工要求，对主轴的调速范围提出了更高的要求，要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速，并减少中间传动环节。目前主轴驱动装置的恒转矩调速范围已可达1：100，恒功率调速范围也可达1：30，过载1.5倍时仍可持续工作达30min。二）恒功率范围要宽要求主轴在调速范围内均能提供所需的切削功率，并尽可能在调速范围内提供主轴电机的最大功率。由于主轴电机与驱动装置的限制，主轴在低速段均为恒转矩输出。为满足数控机床低速、强力切削的需要，常采用分段无级变速的方法（即在低速段采用机械减速装置），以扩大输出转矩。三）具有四象限驱动能力要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短。目前一般伺服主轴可以在1S内从静止加速到6000r/min。四）具有位置控制能力即进给功能（C轴功能）和定向功能（准停功能），以满足加工中心自动换刀、刚性攻丝、螺纹切削以及车削中心的某些加工工艺的需要。

二.主轴控制方式分析

1.主轴S指令转换为模拟电压或数字量输出。模拟主轴：利用模拟量输出进行控制。串行主轴：利用串行总线进行控制。2.模拟主轴控制系统连接示意图3.串行主轴控制系统连接示意图4.模拟主轴与串行主轴的区别FANUC0i-D/mateD系统连接图三。37160模拟主轴37171主轴放大器号371880显示下标37204096主轴编码器脉冲数37301000主轴速度模拟输出的增益调整37350主轴最低钳制速度37361400主轴最高钳制速度37411400主轴第一档速度37720主轴上限钳制。设为0，不钳制8133#51