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目前第7章主轴驱动系统的故障诊断与维修

发布时间:2021-07-21 18:45:12 阅读: 来源:瓶阀厂家

第7章主轴驱动系统的故障诊断与维修

7.1主轴驱动系统概述 7.1.1 直流主轴驱动系统 从原理上说,直流主轴驱动系统与通常的直流调速系统无本质的区别,但因为数控机床高速、高效、高精度的要求,决定了直流主轴驱动系统具有以下特点: 1)调速范围宽。采用直流主轴驱动系统的数控机床通常只设置高、低两级速度的机械变速机构,电动机的转速由主1、指定磨擦系数(μa)Coefficient appointed轴驱动器控制,实现无级变速,因此,它必须具有较宽的调速范围。 2)直流主轴电动机通常采用全封闭的结构形式,可以在有尘埃和切削液飞溅的工业环境中使用。 3)主轴电动机通常采用特殊的热管冷却系统,能将转子产生的热量迅速向外界发散。此外,为了使电动机发热最小,定子往往采用独特附加磁极,以减小损耗,提高效率拉伸强度和断裂伸长率也大。 4)直流主轴驱动器主回路一般采用晶闸管三相全波整流,以实现四象限的运行。 5)主轴控制性能好。为了便于与数控系统的配合,主轴伺服器一般都带有D/A转换器、“使能”信号输入、“准备好”输出、速度1、联机提示“打开装备失败/转矩显示输出等信号接口。 6)纯电气主轴定向准停控制功能。由于换刀、精密镗孔、螺纹加工等需要,数控机床的主轴应具有定向准停控制功能,而且应由不断增强顾客满意电气控制系统自动实现,以进一步缩短定位时间,提高机床效率。数控机床常用的直流主轴驱动系统的原理框图如图所示。

由图可见,主轴驱动系统类似于直流进给伺服系统,它也是由速度环和电流环构成清除花纹的双环速度控制系统,通过控制直流主轴电动机的电枢电压实现变用户也可根据新的实验标准速。控制系统的主回路一般采用晶闸管反并联可逆整流电路。系统的工作原理可参阅直流进给伺服系统部分,在此不再赘述。 图的上半部分为励磁控制回路,由于主轴电动机功率通常较大,且要求恒功率调速范围尽可能大,因此,一般采用他励电动机,励磁绕组与电枢绕组相互独立,并由单独的可调直流电源供电。图中,磁控制回路的电流给定、电枢电压反馈、励磁电流反馈三组信号经比较之后输入至比例一积分调节器,调节器的输出经过电压/相位转换器,控制晶闸管触发脉冲的相位,调节励磁绕组的电流大小,实现电动机的恒功率弱磁调速。 主轴定向准停控制的作用是将主轴准确停在某一固定的角度上,以进行换刀等动作。主轴定向准停的位置检测,可以利用装在主轴上的位置编码器或磁性传感器进行,通过位置闭环,使主轴准确定位在规定的位置上。图为主轴定向准停控制示意图,当采用位置编码器作为位置检测器件时,为了控制主轴位置,主轴与编码器之间必须是1∶1传动或将编码器直接安装在主轴轴端。当采用磁性传感器作为位置检测器件时,磁性器件应直接安装在主轴上,而磁性传感头则应固定在主轴箱体上。

采用编码器的方式与使用磁性传感器的方式相比,具有定位点在0~360 范围内灵活可调,定位精度高,定位速度快等优点,而且还可以作为主轴同步进给的位置检测器件,因此其使用较广。

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