加工中心主轴驱动系统的工作原理

发布时间:

2022-10-27 09:59

    从第一章数控机床主轴驱动系统的特点与发展趋势叙述中我们知道,目前主轴V动普遍使用交流变频或交流伺服电主轴控制系统。加工中心对主轴的控制要求较高,既需要实现宽范围无级变速,又需要在刀其自动更换时实现定角度停止(即准停)。主轴的准停可以由多种方式实现,交流伺服电主轴木身具有准停功能,可由其自身的PLC模块与CNC的PMC模块共同协调实现主轴的定向准停,PMC仅仅发出准停指令,主轴驱动系统可以完成准停动作;而交流变频电主轴只有调速功能无准停功能.这时应在主轴上装设准停传感器,并利用CNC系统的PMC程序.由PMC软件控制主轴系统的准停速度和到位停止,准停结束后,再将主轴恢复待机状态。交流伺服电主轴的控制精度远远高于变频电上轴。控制原理上也更为复杂.在此作重点叙述.
一、加工中心主轴驱动系统的工作原理
     由于数控机床的主轴骡动功率较大,所以主轴电动机采用笼型感应电动机结构形式.为了检锁9主轴的速度或位置,须在主轴外安装旋转编码器或使用主轴内藏式编码器。主轴驱动单元的闭环控制、矢量运算均由内部的计算机控制系统实现,主轴驱动单元的原理框图如图3-6;v - CNC系统向主轴驱动单元发出速度指令U.驱动单元将该指令与旋转编码器测
出的实际速度U.相比较,经数字化的速度调节器ASR和磁链晒数发生器运算,得到转子当前的希望力矩U7与希望磁链矢量Uy再分别ej实际力矩、磁链运算结果U7 U,y2fll比较.且经过力矩、磁链调节器运算得到等效直流电动机(两相旋转轴系)的转知电流分量ui:l和励磁电流分量UL再经过反旋转矢量变换进入两相静止轴系.最后经2'3欠量变换进入三相静止轴系.得到变频装置的三相定子电流希望值,通过控制SPWM骡动器及IGBT变频主回路使负载三相电流跟随希望值,就可以完成主轴的速度闭环控制.
    H400加工中心使用三菱公司MIIS-A-SPIA系列交流主轴"Ipi.动器·它采用电流型欠量控制方式,SPWM波形,可以接受数字速度给定,也可以接受模拟速度给定。具备过流、过压、过载、欠压、过热、过速等多项保护的监控和诊断功能。系统设置的通信功能.可以通过PC一机进行准停参数及运行参数设置。该系统在主轴准停定位时.驭动器实际上并不接受
CNC的速度命令.仅仅按照预设的准停位置、准停速度等参数完成位置闭环控制.

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