數(shù)控原理與系統(tǒng)第6章主軸驅(qū)動及控制(編輯修改稿)
2025-03-26 20:55 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 限TLH 力矩運行REV 反轉(zhuǎn)運行FOR 正轉(zhuǎn)運行EMG 急停RD Y 準備好三相交流200/220 V 電源MCC BL1L2L3RST1CN2 SS4 OV3 NCO M32ORT18171952913281211102298217206PPIDASRSTSSCTLLTLHREVFOREMGRDYY ASK A W A 主軸驅(qū)動系統(tǒng)0 V3210 V4950484725272624234443422CN主軸電動機 ( 帶風扇與編碼器 )uvUVWE3CNuvUVWEPP123456789PG＋ 5V 4, 5, 60V 1, 2, 3PCA 16*PCA 17*PCB 19PCB 18PCC 14*PCC 15PCA 16*PCA 17PCB 18*PCB 19PCC 14*PCC 15SS 20ICNAC0AC1AC2AC3COM 2SM0 VLM外接負載表外接轉(zhuǎn)速表報警代碼輸出報警輸出信號編碼器輸出信號經(jīng)處理后的8004002001008040201084213D1G ITBCP8040201084212D1G ITBIN204810245122651286432168421VV＋－＋－PPPP第 6章 主軸驅(qū)動及控制 主軸的分段無級調(diào)速及控制 ? 以主軸功率 ， 最高轉(zhuǎn)速 6000r/min的數(shù)控機床為例 ， 可有以下 4種驅(qū)動調(diào)速方案 。 ? （ 1） 全段無級調(diào)速 。 如果僅考慮主軸功率和最高轉(zhuǎn)速的要求 ， 可選用額定功率 、 額定轉(zhuǎn)速 1500r/min的主軸電動機 ， 直接驅(qū)動主軸 ， 工作特性曲線如圖 （ a） 所示 。 第 6章 主軸驅(qū)動及控制 ? 圖中 ， 在 1500r/min～ 6000r/min調(diào)速范圍內(nèi) ， 最大輸出功率 Pmax=；在 1500r/min以下 ， 輸出轉(zhuǎn)距 Mmax=15N?m， Pmax隨著轉(zhuǎn)速的降低而下降 。 在 750r/min時 ， Pmax只能達到。 這顯然是無法滿足機床低速大轉(zhuǎn)距要求的 。 第 6章 主軸驅(qū)動及控制 ? 為此 ， 可選用額定功率 、 額定轉(zhuǎn)速1500r/min的主軸電動機 ， 在 1/2額定電壓下無級變速驅(qū)動主軸 ， 工作特性曲線如圖 。在 750r/min ～ 6000r/min 整個范圍內(nèi) ，Pmax= ， 在 750r/min 以下 ，Mmax=30N?m， 完全能夠滿足機床低速大轉(zhuǎn)距要求的 。 第 6章 主軸驅(qū)動及控制 圖 kW (a) 全段無級調(diào)速； (b) 分段無級調(diào)速 n30007500 kW30N mM , P kW15N m6000150001 ∶ 2 齒輪變速箱1 ∶ 1 齒輪變速箱M , P( a ) ( b )n第 6章 主軸驅(qū)動及控制 圖 kW電動機工作特性曲線 M , P kW750n0Pmax1500 kW30N m6000 r/ minMmax第 6章 主軸驅(qū)動及控制 ? （ 2）同功率電機，分段無級調(diào)速。 ? 選用與主軸要求同功率的 、額定轉(zhuǎn)速 1500r/min的主軸電動機。如果采用 1:2齒輪減速驅(qū)動主軸，工作特性曲線如圖 （ b）所示。雖然低速時輸出轉(zhuǎn)距增大， Mmax=30N?m，滿足了低速大轉(zhuǎn)距要求，但降低了最高主軸轉(zhuǎn)速。為此，可采用分兩段無級變速驅(qū)動主軸，在低速段： 750r/min～ 3000r/min范圍內(nèi)用 1:2齒輪減速，在高速段： 1500r/min～ 6000r/min范圍內(nèi)直接驅(qū)動，并由 CNC系統(tǒng)控制齒輪機構(gòu)自動換檔，則可同時滿足低速轉(zhuǎn)矩和最高主軸轉(zhuǎn)速的要求。 第 6章 主軸驅(qū)動及控制 ? 比較上述兩種方案，可以看出：采用全段無級調(diào)速，主軸箱可以大大簡化，但必需選用大功率的主軸電動機，從而使主軸電動機與驅(qū)動裝置的體積、重量及成本大大增加。采用分段無級調(diào)速，既不增大電機的功率，又能展寬恒功率范圍，比較經(jīng)濟，但需要自動換檔機構(gòu)。應用中可根據(jù)實際情況而定。 第 6章 主軸驅(qū)動及控制 ? 2. 分段無級調(diào)速的控制 ? 多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)均能夠提供四擋變速功能 ， 而數(shù)控機床通常使用兩擋即可滿足要求 。 圖 的控制結(jié)構(gòu) 。 第 6章 主軸驅(qū)動及控制 圖 主軸分段無級變速結(jié)構(gòu)示意圖 主軸驅(qū)動裝置PLCCNCM齒輪變速箱主軸M41M420 ～ 177。 10V第 6章 主軸驅(qū)動及控制 ? 數(shù)控系統(tǒng)具有使用 M41～ M44代碼進行齒輪自動變速的功能。首先需要在數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)區(qū)設置 M41～ M44四檔對應的最高主軸轉(zhuǎn)速，這樣數(shù)控系統(tǒng)會根據(jù)當前 S指令值，判斷應處的檔，并自動輸出相應的 M41～ M44指令給可編程控制器(PLC)控制更換相應的齒輪檔，數(shù)控裝置輸出相應的模擬電壓。例如 M41對應的主軸最高轉(zhuǎn)速為1000
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