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数控铣床主轴常用驱动系统

时间:2017-09-13 09:20来源:未知 作者:东重数控 点击:
数控铣床

数控机床的主轴驱动系统根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动系统和串行数字控制的主轴驱动系统两类。
模拟量控制的主轴驱动系统采用变频器实现主轴电动机控制,有通用变频器控制通用电动机和专用变频器控制专用变频电动机两种形式。
串行数字控制的主轴驱动系统是数控系统生产厂家用来驱动该厂家专用主轴电动机的驱动装置,不同数控系统其主轴驱动装置各异。

CNC系统把编程的S指令值和主轴倍率的乘积转换成4095代码(如FS-0C/0D系统为F1720~F173.3的12位二进制数,FS-16/18/Oi系统为F36.0~F37.3的12位二进制数),与主轴最高转速配合后输出0-10V模拟量信号或0-16383数值的数字信号。
目前,各大数控机床生产厂家常用的主轴驱动系统一般有以下三种:

1、主轴变频调速驱动系统

由通用变频器和通用三相异步电动机构成的主轴变频调速驱动系统,这种实现方式结构简单,成本较低,多用于经济型数控机床或普通机床主轴调速改造中。变频器的作用是将50Hz的交流电源整流成直流电源,然后通过PWM技术,逆变成频率可变的交流电源,驱动普通三相异步电动机变速旋转。

2、直流主轴原动系统
由直流1轴速度控制单元和他励式直流电动机组成直流主轴驱动系统。直流主轴电动机的结构与水磁式电动机不同,由于要输出较大的功率且要求正反转及停止迅速,所以一般采用他励式。直流主轴电动机的过载能力一约为额定功率的1.5倍,恒转矩调整范围与恒功率词速范围之比约为12。为了防止直流主轴电动机在工工作中过热,常采用轴向强迫风冷却成热管冷却技术。直流主轴速度单元是由速度环和电流环构成的双闭环速度控制系统,用于制主轴电动机的电框电压,进行恒转矩调速。控制系统的主回路采用反并联可逆整流电路,功率关元件大都采用品闸管元件。

3、交流主轴驱动系统
由交流主轴速度控制单元和交流主轴何服电动机组成交流主轴驱动系统。交流主轴驱动系统又分模拟式和数字式两种,现在交流产品大多是数字式,由微处理器担任的转差频率矢量控制器和品体管逆变器控制感应电动机速度,速度传感器一般采用脉冲编码器或旋转变压器。

交流主轴电动机采用专门设计的笼型感应电动机,采用定子铁心机座,空气直接冷却,并设有轴向通风孔,改善了冷却条件。与直流电动机类似,交流电动机恒定转矩与恒攻效率调整范围之比约为1:3,而过载能力为额定功率的1.2~1.5倍,过载时间从几分钟到半小时不等。


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