【正文】 主軸有/無(wú)編碼器反饋30240ENCTYPESP2主軸帶測(cè)量系統(tǒng)類型31020ENCRESOLSP1024編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)32260RATED VELORPMSP3000主軸額定轉(zhuǎn)速36200AX VELO LIMITMM/MINSP33000主軸最大監(jiān)控速度36300MA ENC FPEQ LIMITHZSP55000主軸監(jiān)控頻率除了這些主軸相關(guān)參數(shù)外，還有與主軸機(jī)械換檔相關(guān)的參數(shù)設(shè)置，這里不一一表述，具體內(nèi)容參看調(diào)試說(shuō)明書(shū)。主軸參數(shù)正確與否，直接影響機(jī)床的正常運(yùn)行如果。 西門子數(shù)控系統(tǒng)與主軸裝置的連接802C系統(tǒng)的ENC最多控制3個(gè)模擬坐標(biāo)軸和一個(gè)模擬主軸。過(guò)載電動(dòng)機(jī)過(guò)負(fù)載當(dāng)電動(dòng)機(jī)所拖動(dòng)的負(fù)載過(guò)大使超過(guò)電子熱繼電器的電流超過(guò)設(shè)定值時(shí)，按反時(shí)限性保護(hù)動(dòng)作。（但是：如果由變頻器輸入側(cè)錯(cuò)誤地輸入控制電路電壓值時(shí)，將不能顯示此報(bào)警）減速時(shí)過(guò)電流恒速時(shí)過(guò)電流欠電壓欠電壓電源電壓降低等使主電路直流電壓低至欠電壓檢出值（有點(diǎn)變頻器為400VDC）以下時(shí)，保護(hù)功能動(dòng)作。而對(duì)≤22kW變頻器發(fā)生對(duì)地短路時(shí)，作為過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作。 相序報(bào)警 當(dāng)三相輸入電源相序不正確或缺相狀態(tài)時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將發(fā)出報(bào)警。 勵(lì)磁監(jiān)控 如果主軸勵(lì)磁電流過(guò)低或無(wú)勵(lì)磁電流，為防止飛車，驅(qū)動(dòng)器將發(fā)出故障并進(jìn)行保護(hù)。 速度檢測(cè)回路斷線或短路報(bào)警 當(dāng)測(cè)速發(fā)電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)信號(hào)斷線或短路時(shí)，驅(qū)動(dòng)器將產(chǎn)生報(bào)警并進(jìn)行保護(hù)。 速度偏差過(guò)大報(bào)警 當(dāng)主軸的速度由于某種原因，偏離了指令速度且達(dá)到一定的誤差后，將產(chǎn)生報(bào)警，并進(jìn)行保護(hù)。 接地保護(hù) 在伺服驅(qū)動(dòng)器的輸出線路以及主軸內(nèi)部等出現(xiàn)對(duì)地短路時(shí)，可以通過(guò)快速熔斷器間切斷電源，對(duì)驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行保護(hù)。 （3）一般情況下,變頻器輸出端直接與電動(dòng)機(jī)相連,無(wú)需加接觸器和熱繼電器。（4）面板上的SDP 有兩個(gè) LED，用于顯示變頻器當(dāng)前的運(yùn)行狀態(tài)變頻器輸出接線實(shí)際使用注意事項(xiàng)： （1）輸出側(cè)接線須考慮輸出電源的相序。2）變頻器控制回路功能及端子接線 掌握變頻器控制回路接線端子功能在維修中是非常重要的，西門子變頻器的控制端子有開(kāi)關(guān)量輸入控制端子（8），主要用于控制電機(jī)的正反向運(yùn)行等功能；模擬量輸入端子（4），主要用于控制接受010V的模擬量信號(hào)；報(bào)警信號(hào)輸出（11）。S7300/400（TIA）或過(guò)程控制：內(nèi)置PI控制器。目前作為主軸驅(qū)動(dòng)裝置市場(chǎng)上流行的變頻器有德國(guó)西門子公司、日本三肯、安川等。換句話說(shuō)，主軸編碼器一般情況下不是用于位置反饋的（也不是用于速度反饋的），而僅作為速度測(cè)量元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數(shù)據(jù)，一般有兩個(gè)用途，其一是用于主軸轉(zhuǎn)速顯示；其二是用于主軸與伺服軸配合運(yùn)行的場(chǎng)合（如螺紋切削加工，恒線速加工，G95轉(zhuǎn)進(jìn)給等）。安裝電主軸的機(jī)床主要用于精加工和高速加工，例如高速精密加工中心。伺服主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要應(yīng)用于加工中心上，用以滿足系統(tǒng)自動(dòng)換刀、剛性攻絲、主軸C軸進(jìn)給功能等對(duì)主軸位置控制性能要求很高的加工。提供通用變頻器的廠家以國(guó)外公司為主，如：西門子、安川、富士、三菱、日立等。通籠型異步電動(dòng)機(jī)配通用變頻器 目前進(jìn)口的通用變頻器，除了具有U/f曲線調(diào)節(jié)，一般還具有無(wú)反饋矢量控制功能，會(huì)對(duì)電動(dòng)機(jī)的低速特性有所改善，配合兩級(jí)齒輪變速，基本上可以滿足車床低速（100—200轉(zhuǎn)/分鐘）小加工余量的加工，但同樣受最高電動(dòng)機(jī)速度的限制。如果加工產(chǎn)品比較單一，對(duì)主軸轉(zhuǎn)速?zèng)]有太高的要求，配置在數(shù)控機(jī)床上也能起到很好的效果；它的缺點(diǎn)是噪音比較大，由于電機(jī)工作在工頻下，主軸轉(zhuǎn)速范圍不大，不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場(chǎng)合。模擬量控制的的主軸驅(qū)動(dòng)裝置采用變頻器實(shí)現(xiàn)主軸電動(dòng)機(jī)控制，有通用變頻器控制通用電機(jī)和專用變頻器控制專用電機(jī)兩種形式。良好的抗振性和熱穩(wěn)定性。應(yīng)采用精度高的軸承及合理的支撐跨距，以提高主軸的組件的剛性。 數(shù)控機(jī)床加工精度的提高與主軸系統(tǒng)的精度密切相關(guān)。具有4象限驅(qū)動(dòng)能力 要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)均可進(jìn)行自動(dòng)加、減速控制，并且加、減速時(shí)間要短。在無(wú)級(jí)變速中，變頻調(diào)速主軸一般用于普及型數(shù)控機(jī)床，交流伺服主軸則用于中、高檔數(shù)控機(jī)床?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床對(duì)主軸傳動(dòng)提出了更高的要求：調(diào)速范圍寬并實(shí)現(xiàn)無(wú)極調(diào)速 為保證加工時(shí)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。機(jī)床主軸的工作運(yùn)動(dòng)通常是旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，不像進(jìn)給驅(qū)動(dòng)需要絲杠或其它直線運(yùn)動(dòng)裝置作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。它包括主軸驅(qū)動(dòng)裝置、主軸電動(dòng)機(jī)、主軸位置檢測(cè)裝置、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)及主軸。第五章 數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)與維修數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也就是主傳動(dòng)系統(tǒng)，它的性能直接決定了加工工件的表面質(zhì)量，因此，在數(shù)控機(jī)床的維修和維護(hù)中，主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)顯得很重要。通常主軸驅(qū)動(dòng)被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是車床類；主軸驅(qū)動(dòng)切削刀具旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是銑床類。數(shù)控機(jī)床通常通過(guò)主軸的回轉(zhuǎn)與進(jìn)給軸的進(jìn)給實(shí)現(xiàn)刀具與工件的快速的相對(duì)切削運(yùn)動(dòng)。特別對(duì)于具有自動(dòng)換刀功能的數(shù)控加工中心，為適應(yīng)各種刀具、工序和各種材料的加工要求，對(duì)主軸的調(diào)速范圍要求更高，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(dòng)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并減少中間傳動(dòng)環(huán)節(jié)，簡(jiǎn)化主軸箱。恒功率范圍要寬 主軸在全速范圍內(nèi)均能提供切削所需功率，并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動(dòng)機(jī)的最大功率。目前一般伺服主軸可以在1秒內(nèi)從靜止加速到6000r/min。為了提高傳動(dòng)件的制造精度與剛度，采用齒輪傳動(dòng)時(shí)齒輪齒面應(yīng)采用高頻感應(yīng)加熱淬火工藝以增加耐磨性。在結(jié)構(gòu)允許的條件下，應(yīng)適當(dāng)增加齒輪寬度，提高齒輪的重疊系數(shù)。 數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，可能由于持續(xù)切削、加工余量不均勻、運(yùn)動(dòng)部件不平衡以及切削過(guò)程中的自振等原因引起沖擊力和交變力，使主軸產(chǎn)生振動(dòng)，影響加工精度和表面粗糙度，嚴(yán)重時(shí)甚至可能損壞刀具和主軸系統(tǒng)中的零件，使其無(wú)法工作。主軸系統(tǒng)分類及特點(diǎn) 全功能數(shù)控機(jī)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無(wú)級(jí)變速。目前大部分的經(jīng)濟(jì)型機(jī)床均采用數(shù)控系統(tǒng)模擬量輸出+變頻器+感應(yīng)（異步）電機(jī)的形式，性價(jià)比很高，這時(shí)也可以將模擬主軸稱為變頻主軸。普通籠型異步電動(dòng)機(jī)配簡(jiǎn)易型變頻器 可以實(shí)現(xiàn)主軸的無(wú)級(jí)調(diào)速，主軸電動(dòng)機(jī)只有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出，否則，特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況，一般會(huì)采用兩擋齒輪或皮帶變速，但主軸仍然只能工作在中高速范圍，另外因?yàn)槭艿狡胀妱?dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。這是目前經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床比較常用的主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。中檔數(shù)控機(jī)床主要采用這種方案，主軸傳動(dòng)兩擋變速甚至僅一擋即可實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)速在100—200r/min左右時(shí)車、銑的重力切削。電主軸 電主軸是主軸電動(dòng)機(jī)的一種結(jié)構(gòu)形式，驅(qū)動(dòng)器可以是變頻器或主軸伺服，也可以不要驅(qū)動(dòng)器。另外，在雕刻機(jī)和有色金屬以及非金屬材料加工機(jī)床上應(yīng)用較多，這些機(jī)床由于只對(duì)主軸高轉(zhuǎn)速有要求，因此，往往不用主軸驅(qū)動(dòng)器。 注：當(dāng)機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)單元使用了帶速度反饋的驅(qū)動(dòng)裝置以及標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)時(shí)，主軸可以根據(jù)需要工作在伺服狀態(tài)。下面以西門子（MM420）為例，講解模擬量控制主軸運(yùn)動(dòng)裝置的工作原理、端部接線、功能參數(shù)的設(shè)定、相關(guān)數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)定及維修技術(shù)。輸入：3個(gè)數(shù)字輸入，1個(gè)模擬輸入。SIMOTION自動(dòng)化系統(tǒng)的理想配套設(shè)備。其中多功能端子7的具體功能是分別由變頻器參數(shù)P070P070P0703等設(shè)定，以數(shù)控系統(tǒng)802C為例，根據(jù)西門子802C PLC程序的主軸控制輸出特點(diǎn)，其相應(yīng)的端子功能設(shè)定如下表： 變頻器控制端子功能設(shè)定參數(shù)3）變頻器輸入接線實(shí)際使用注意事項(xiàng): （1）根據(jù)變頻器輸入規(guī)格選擇正確的輸入電源。若相序錯(cuò)誤，將會(huì)造成主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)，機(jī)床不能正常加工而報(bào)警。 4）通用變頻器常見(jiàn)報(bào)警及保護(hù) 為了保證驅(qū)動(dòng)器的安全，可靠的運(yùn)行，在主軸伺服系統(tǒng)出現(xiàn)故障和異常等情況時(shí)，設(shè)置了較多的保護(hù)功能，這些保護(hù)功能與主軸驅(qū)動(dòng)器的故障檢測(cè)與維修密切相關(guān)。此功能只是保護(hù)變頻器。注意：當(dāng)電壓低至不能維持變頻器控制電路電壓值時(shí)，將不顯示報(bào)警。變頻器過(guò)負(fù)載此報(bào)警一般為變頻器主電路半導(dǎo)體元件的溫度保護(hù)，按變頻器輸出電流超過(guò)過(guò)載額定值時(shí)保護(hù)動(dòng)作。西門子802C數(shù)控系統(tǒng)和MM420變頻器的連接圖52 西門子802C數(shù)控系統(tǒng)和MM420變頻器的連接802C系統(tǒng)通過(guò)X7軸接口中的A04/GND4模擬量輸出端口可控制主軸轉(zhuǎn)速，當(dāng)系統(tǒng)接受主軸旋轉(zhuǎn)指令后，在輸出口輸出010V的模擬量電壓，、一般定義高電平有效，, 、 同時(shí)為高電平時(shí),主軸裝置反轉(zhuǎn),二者都為低電平時(shí),主軸裝置停止停轉(zhuǎn)。采用交流電機(jī)加變頻器，或者采用伺服主軸；在加工螺紋或每轉(zhuǎn)進(jìn)給編程時(shí)，則機(jī)床數(shù)據(jù)MD30130設(shè)為1。 華中世紀(jì)星HNC21TF系統(tǒng)主軸的連接華中世紀(jì)星HNC21TF系統(tǒng)的XS9為主軸控制接口，包括主軸速度模擬電壓指令輸出和主軸編碼器反饋輸入，其信號(hào)定義如下表圖11。 作為主軸單元的使能信號(hào)。用模擬量控制的主軸驅(qū)動(dòng)單元（如變頻器）和電動(dòng)機(jī)稱為模擬主軸，主軸模擬輸出接口只能控制一個(gè)模擬主軸。FANUC Oi Mate主軸相關(guān)參數(shù) FANUC Oi Mate主軸相關(guān)參數(shù)參數(shù)號(hào)符號(hào)意義0iMate3701/1ISI使用串行主軸O3701/4SS2用第二串行主軸O3705/0ESFS和SF的輸出O3705/1GSTSOR信號(hào)用于換擋/定向3705/2SGB換擋方法A，B3705/4EVSS和SF的輸出O3706/4GTT主軸速度擋數(shù)（T/M型）3706/6,7CWM/TCWM03/M04的極性O(shè)3708/0SAR檢查主軸速度到達(dá)信號(hào)O3708/1SAT螺紋切削開(kāi)始檢查SARO3730主軸模擬輸出的增益調(diào)整O3731主軸模擬輸出時(shí)電壓偏移的補(bǔ)償O3732定向/換擋的主軸速度O3735主軸電機(jī)的允許最低速度3736主軸電機(jī)的允許最低速度3740檢查SAR的延時(shí)時(shí)間O3741第一擋主軸最高速度O3742第二擋主軸最高速度O3743第三擋主軸最高速度O3744第四擋主軸最高速度O3751第一至第二擋的切換速度3752第二至第三擋的切換速度3771G96的最低主軸速度O3772最高主軸速度O4019/7主軸電機(jī)初始化O4133主軸電機(jī)代碼O1）FANUC 0i的模擬主軸設(shè)置和siemens802s/c的模擬主軸設(shè)置基本類似，也可以分為單極性主軸和雙極性主軸。F01，C30 分別是頻率設(shè)定１，頻率設(shè)定２選擇頻率設(shè)定的設(shè)定方法。C35 的數(shù)據(jù)為 1 時(shí)僅 DC0～+10V 有效，負(fù)極輸入 DC0～10V 視為 0(零)V。 除了本設(shè)定以外，還有優(yōu)先級(jí)較高的設(shè)定手段（