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南京一中老三届_大哥 急切啊 数控机床主轴变频驱动控制部分的设计

大哥 急切啊 数控机床主轴变频驱动控制部分的设计


三晶变频数控主轴变频控制说明

数控机床是一种灵活、高效能的自动化机床,好地解决了复杂、精密、小批多变的零件加工问题。合理地进行数控机床主轴的控制,对提高机床的加工精度和生产效率都十分重要。
数控机床的主轴驱动系统也叫主传动系统,是完成主运动的动力装置部分。主轴驱动系统通过该传动机构转变成主轴上安装的刀具或工件的切削力矩和切削速度,配合进给运动,加工出理想的零件。它是零件加工的成型运动之一,它的精度对零件的加工精度有较大的影响。机床的主轴驱动和进给驱动有较大的差别,机床主轴的工作运动通常是旋转运动,不像进给驱动需要丝杆或者其他直线运动装置作往复运动,数控机床通过主轴的回转与进给实现刀具与工件的相对切削运动。
根据机床主轴传动的工作特点,早期的机床多数采用三相异步电动机加上多级变速箱的结构,随着技术的不断发展,机床机构有了很大改进,从而对主轴系统提出了新的要求,而且因用途而异,在数控机床中,数控车床占42%,数控钻镗铣床占33%,数控磨床、冲床占23%,其他占2%,为了满足量大面广的前两类数控机床的需要,对主轴传动提出了如下要求:主传动电机应有2.2KW~250KW的功率范围;要有大的无级调速范围,如能在1:100~1000范围内进行恒转矩调速和1:10的恒功率调速;要求主传动有四象限的驱动能力;为了满足螺纹车削,要求主轴能与进给实行同步控制。
在目前数控车床中,主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求,变频器必须有以下性能:(1)宽调速范围,且稳速精度高;(2)低速运行时,有较大力矩输出;(3)加减速时间短;(4)过载能力强;(5)快速响应主轴电机快速正反转以及加减速。
下图是变频器在数控机床主轴上的应用:

其中变频器与数控装置的联系通常包括:(1)数控装置给变频器的正反转信号;(2)数控装置给变频器的速度或频率信号,可以通过通讯给定或模拟给定;(3)变频器给数控装置的故障等状态信号。所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置,数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置,以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。
主轴变频器的基本选型应该依据主轴驱动的要求。目前市场上最为常用的一类变频器为V/F控制方式,采用此控制方式的变频器低频转矩不够大、稳速精度不够高,因此在车床主轴上使用不太适合。另一类型的变频器为矢量型变频器,所谓矢量控制,通俗的讲,就是使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能,通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位,用以维持电机内部的磁通为恒定值,产生所需要的转矩,此类变频器具有低频力矩大,稳速精度高,响应速度快,相对伺服系统价格便宜等特点,在数控机床主轴上应用尤为合适,矢量控制的变频器在数控机床主轴驱动上正逐步推广。
以三晶S350变频器在顺德某数控机床主轴上采用无速度传感器矢量控制成功应用为例来说明变频器在机床主轴上的应用。三晶S350变频器是一款电流矢量型变频器,采用高速DSP芯片,响应速度快,0.5HZ时力矩可达150%,稳速精度可达±0.2%。
主轴电机参数
电机额定功率 电机额定电压 电机额定频率 电机额定电流 电机额定转速
4KW 380V 50/60HZ 8.8A 1480
数控车床系统加工基本要求
1、控制系统反应速度快,高柔性,机床主轴能够快速正反转及加减速切换运行;
2、切削精度保证±0.2%,稳定度高;
3、加工复杂、不规则形状零件时要求合格率高达98%以上;
4、高生产率;
三晶S350变频控制系统配置及接线图:
1、控制系统配置
①S350变频器②主轴电机③传动部分④数控操作系统
(备注:主轴驱动系统根据切削零件具体工况可加装编码器、PG卡进行闭环矢量控制。)
2、该数控车床系统特性及使用S350变频接线图
特性:该数控机床系统通过两路模拟信号控制机床主轴转动:一路是模拟电压信号0~10V输入,另一路是模拟电流信号4~20mA输入。
S350变频接线图:

三晶S350变频控制主要操作步骤及参数设置:
1、电机与负载脱离,启动变频器,正确输入电机铭牌参数至变频器电机参数组相对应的功能码,进行电机参数自学习。
2、选择无感矢量控制模式(SVC),然后正确输入系统所需各项参数。
3、具体参数设置如下表:
功能码 功能说明 设定值 功能备注
F0.00 控制模式选择 0 选择无速度传感器的矢量控制(开环SVC矢量控制)
F0.01 启停信号选择 1 外部启停
F0.03 主频率源X选择 2 (VI) (用户可自己选择)模拟电压信号
F0.10 最大输出频率 100HZ 由用户要求设定
F0.12 运行频率上限 100HZ
F0.18 加速时间1 0.5S
F019 减速时间1 0.5S
F1.06 停机直流制动频率 0.5HZ 需外加制动电阻
F1.07 停机直流制动等待时间 0
F1.08 停机直流制动电流 100 需外加制动电阻
F1.09 停机直流制动时间 1S
F2.01 电机额定功率 3KW

电机铭牌参数
F2.02 电机额定频率 50HZ
F2.03 电机额定转速 1460
F2.04 电机额定电压 380V
F2.05 电机额定电流 6.5A
F2.11 电机参数识别 1 选择电机完整调谐(需脱离负载)
F3.06 VC转差补偿系数由用户要求设定
F3.07 转矩上限设定
F5.13 VI下限值 0.00V 用户可根据实际要求更改
F5.14 VI下限对应设定 0.0%
F5.15 VI上限值 5
F5.16 VI上限对应设定 94.5
F5.17 VI输入滤波时间 0.10
F5.18 CI下限值 4
F5.19 CI下限对应设定 0.0%
F5.20 CI上限值 20.0
F5.21 CI上限对应设定 100
F5.22 CI输入滤波时间 0.10
在电机参数自学习过程中,必须注意:(1)若旋转辨识中出现过流或过压故障,可适当增减加减速时间;(2)旋转辨识只能在空载中进行;(3)必须首先正确输入电机铭牌的参数。
对于数控车床的主轴电机,使用无速度传感器的变频调速器的矢量控制后,具有以下显著优点:大幅度降低维护费用,甚至免维护;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。这个题目光悬赏分不行,得花银子,难度比较大。数控系统应该是8025吧。不是S。做课程设计啊,到西门子网站下载802S安装手册,和标准程序,然后挑出主轴部分就可以来自:求助得到的回答
大地数控系统怎样编程
大同小异都差不多

关 M 指令和 G 代码
M03 主轴正
M03 S1000 主轴以每分钟1000的正转
M04主轴逆转
M05主轴停止
M10 M14 M08 主轴切削液开
M11 M15主轴切削液停
M25 托盘上升
M85工件计数器加一个
M19主轴定位
M99 循环所以程式

G 代码
G00快速定位
G01主轴直线切削
G02主轴顺时针圆壶切削
G03主轴逆时针圆壶切削
G04 暂停
G04 X4 主轴暂停4秒
G10 资料预设
G28原点复归
G28 U0W0 ;U轴和W轴复归
G41 刀尖左侧半径补偿
G42 刀尖右侧半径补偿
G40 取消
G97 以转速 进给
G98 以时间进给
G73 循环
G80取消循环 G10 00 数据设置 模态
G11 00 数据设置取消 模态
G17 16 XY平面选择 模态
G18 16 ZX平面选择 模态
G19 16 YZ平面选择 模态
G20 06 英制 模态
G21 06 米制 模态
G22 09 行程检查开关打开 模态
G23 09 行程检查开关关闭 模态
G25 08 主轴速度波动检查打开 模态
G26 08 主轴速度波动检查关闭 模态
G27 00 参考点返回检查 非模态
G28 00 参考点返回 非模态
G31 00 跳步功能 非模态
G40 07 刀具半径补偿取消 模态
G41 07 刀具半径左补偿 模态
G42 07 刀具半径右补偿 模态
G43 17 刀具半径正补偿 模态
G44 17 刀具半径负补偿 模态
G49 17 刀具长度补偿取消 模态
G52 00 局部坐标系设置 非模态
G53 00 机床坐标系设置 非模态
G54 14 第一工件坐标系设置 模态
G55 14 第二工件坐标系设置 模态
G59 14 第六工件坐标系设置 模态
G65 00 宏程序调用 模态
G66 12 宏程序调用模态 模态
G67 12 宏程序调用取消 模态

G73 01 高速深孔钻孔循环 非模态
G74 01 左旋攻螺纹循环 非模态
G76 01 精镗循环 非模态
G80 10 固定循环注销 模态
G81 10 钻孔循环 模态
G82 10 钻孔循环 模态
G83 10 深孔钻孔循环 模态
G84 10 攻螺纹循环 模态
G85 10 粗镗循环 模态
G86 10 镗孔循环 模态
G87 10 背镗循环 模态
G89 10 镗孔循环 模态
G90 01 绝对尺寸 模态
G91 01 增量尺寸 模态
G92 01 工件坐标原点设置 模态
数控车床主轴编码器的运用 螺纹车削指令的系统程序
这种工件完全可以,不知轴是否要求定位控制,如要的话,那么主轴一定要用伺服主轴,伺服主仅可以实现普通的速度旋转功能,同时还能实现位置控制功能,可以指令主轴旋转一定的角度。
一般螺纹切削的原理就是利用主轴编码器的一转信号来保证每次的进刀点保持一致。加工时,可以利用G32螺纹加工指令中的Q来偏移切削起始角度,Q的值自定义,想偏移多少就设置多少度。不知道这样能不能满足你的加工要求,这种编程不需要伺服主轴,普通的变频器主轴即可满足要求。
另外还有一种螺纹加工方法,叫做数字主轴螺纹切削。这种功能我只在凯恩帝系统上用到过,它需要伺服主轴,全脉冲控制的。这种螺纹加工并不需要检测主轴编码器一转信号,主轴根据Z轴的移动而保持同步旋转。也就是说你可以把切削起始点定义在任意位置,Z轴不动的话,主轴就不会转动;主轴始终保持与Z轴同步运动。当然主轴也可以进行定位控制。不知道这两种方法哪种能满足你的要求。追问

您好 非常感谢您的回答 我补充了提问 由于追问规定了字数 我只能讲追问的内容打到了补充提问 如您有空还望指点迷津 谢谢!追答

你说的这种加工工艺有些复杂。用宏程序控制主轴转速与进给速度保持比例关系,这相当于主轴与进给轴进行插补运动。如果机床主轴是Cs轴的话,倒是可以,但是如果主轴只是普通的变频器主轴的话,要实现起来很困难。而且用宏程序加工偏心圆轨迹,编程也不简单,需要很多公式和大量的计算,估计我是没有能力编出来了。最大的障碍是主轴不是Cs轴,不能进行位置控制。变频器主轴的话很少能实现位置控制的,而且既便是能进行位置控制,控制精度也比Cs轴差很多,而且变频器主轴容易受到外部电气干扰,负载变化时,转速波动大。这些都是不利因素。我是想不出有什么更好的办法了,不好意思,爱莫能助了。
数控主轴编码器线可以控制卡盘轻松开和夹紧吗


PMC是可编机床控制器(Programmable Machine Controller)文缩写。
FANUC PMC与PLC最主不同之处是他还有一部系统的专用接口信号,一般PLC只有对外围原件的输入输出控制,PMC是在处理完外围接口信号后就要传送给系统对应的专用地址来实现相应的系统功能,例如你在屏幕输入M03 S100,系统处理时先要将专用信号F在梯形图里译码成一个中间点,然后梯形图再处理外围的输入信号如卡盘夹紧尾架顶紧关门等等信号,等条件都满足再传送到系统专用的G地址里,这时主轴就能运转了。在siemens系统里也一样,如果用标准的S7-300肯定不能控制系统,所以在840D里,PLC是集成在NCU模块里的是一个专门和数控系统专门使用的。本回答被网友采纳


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