數(shù)控機(jī)床主軸控制

1、數(shù)控機(jī)床主軸控制數(shù)控機(jī)床主軸控制1.數(shù)控機(jī)床主軸電氣控制原理數(shù)控機(jī)床主軸電氣控制原理2.數(shù)控機(jī)床主軸控制的相關(guān)數(shù)控機(jī)床主軸控制的相關(guān)PLC3.數(shù)控機(jī)床主軸控制的相關(guān)參數(shù)數(shù)控機(jī)床主軸控制的相關(guān)參數(shù) 就電氣控制而言，機(jī)床主軸的控制是有別于機(jī)床伺服軸的。就電氣控制而言，機(jī)床主軸的控制是有別于機(jī)床伺服軸的。一般情況下，機(jī)床主軸的控制系統(tǒng)為速一般情況下，機(jī)床主軸的控制系統(tǒng)為速度控制系統(tǒng)，而機(jī)床伺服軸度控制系統(tǒng)，而機(jī)床伺服軸的控制系統(tǒng)為位置控制系統(tǒng)。的控制系統(tǒng)為位置控制系統(tǒng)。換句話(huà)說(shuō)，主軸編碼器一般情況下不換句話(huà)說(shuō)，主軸編碼器一般情況下不是用于位置反饋的是用于位置反饋的（也不是用于速度反饋的），而僅作為速

2、度測(cè)量（也不是用于速度反饋的），而僅作為速度測(cè)量元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數(shù)據(jù)，一般有兩個(gè)用途，其一元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數(shù)據(jù)，一般有兩個(gè)用途，其一是是用于主軸轉(zhuǎn)速顯示；其二是用于主軸與伺服軸配合運(yùn)行的用于主軸轉(zhuǎn)速顯示；其二是用于主軸與伺服軸配合運(yùn)行的場(chǎng)合場(chǎng)合（如螺紋切削加工，恒線(xiàn)速加工，（如螺紋切削加工，恒線(xiàn)速加工，G95G95轉(zhuǎn)進(jìn)給等）。轉(zhuǎn)進(jìn)給等）。 注：當(dāng)機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)單元使用了帶速度反饋的驅(qū)動(dòng)裝置注：當(dāng)機(jī)床主軸驅(qū)動(dòng)單元使用了帶速度反饋的驅(qū)動(dòng)裝置以及標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)時(shí)，主軸可以根據(jù)需要工作在伺服狀態(tài)。以及標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)時(shí)，主軸可以根據(jù)需要工作在伺服狀態(tài)。此時(shí)，主軸編碼器作為位置反

3、饋元件使用。此時(shí)，主軸編碼器作為位置反饋元件使用。 1.數(shù)控機(jī)床主軸電氣控制原理數(shù)控機(jī)床主軸電氣控制原理 機(jī)床主軸，一般用于給機(jī)床加工提供動(dòng)力，通常主軸機(jī)床主軸，一般用于給機(jī)床加工提供動(dòng)力，通常主軸驅(qū)動(dòng)被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車(chē)削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是車(chē)床類(lèi)；驅(qū)動(dòng)被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車(chē)削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是車(chē)床類(lèi)；主軸驅(qū)動(dòng)切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是銑床類(lèi)。主軸驅(qū)動(dòng)切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對(duì)應(yīng)的機(jī)床是銑床類(lèi)。主軸電機(jī)通常有普通電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)兩種（與之對(duì)應(yīng)的驅(qū)主軸電機(jī)通常有普通電機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)主軸電機(jī)兩種（與之對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)裝置也分為開(kāi)環(huán)與閉環(huán)兩種）。動(dòng)裝置也分為開(kāi)環(huán)與閉環(huán)兩種）。 主軸驅(qū)動(dòng)裝置

4、，有普通變頻器和閉環(huán)主軸驅(qū)動(dòng)裝置等，主軸驅(qū)動(dòng)裝置，有普通變頻器和閉環(huán)主軸驅(qū)動(dòng)裝置等，普通變頻器的生產(chǎn)廠家很多，目前市場(chǎng)上流行的有德國(guó)西門(mén)普通變頻器的生產(chǎn)廠家很多，目前市場(chǎng)上流行的有德國(guó)西門(mén)子公司、日本三肯、安川等。閉環(huán)主軸驅(qū)動(dòng)裝置一般由各數(shù)控子公司、日本三肯、安川等。閉環(huán)主軸驅(qū)動(dòng)裝置一般由各數(shù)控公司自行研制并生產(chǎn)，如西門(mén)子公司的公司自行研制并生產(chǎn)，如西門(mén)子公司的611611系列，日本發(fā)那克系列，日本發(fā)那克公司的公司的系列等。系列等。1.21.2變頻主軸的電氣控制原理變頻主軸的電氣控制原理1)1)變頻器的電氣控制原理圖變頻器的電氣控制原理圖2)MM420 2)MM420 變頻器電源及電機(jī)強(qiáng)電接線(xiàn)

5、端子排列如下圖所示變頻器電源及電機(jī)強(qiáng)電接線(xiàn)端子排列如下圖所示： 3)3)變頻器接線(xiàn)方框圖變頻器接線(xiàn)方框圖 4)4)變頻器與變頻器與611U611U伺服驅(qū)動(dòng)的連接圖伺服驅(qū)動(dòng)的連接圖 802D802D數(shù)控系統(tǒng)配置變頻主軸時(shí)數(shù)控系統(tǒng)配置變頻主軸時(shí), ,變頻器變頻器0-10V0-10V的指令電壓是的指令電壓是通過(guò)通過(guò)611UE611UE的的X411X411端口上的端口上的75.A75.A和和1515給出的給出的, ,正反轉(zhuǎn)指令是通過(guò)正反轉(zhuǎn)指令是通過(guò)X453X453端口上的端口上的Q0.AQ0.A和和Q1.AQ1.A給出的給出的引腳引腳說(shuō)明說(shuō)明引腳引腳說(shuō)明說(shuō)明1P 電源正電源正9P 電源正電源正2M 電

6、源地電源地10R3A11M 電源地電源地4*A12*R5空空13空空6B14空空7*B15空空8空空4) X4714) X471主軸編碼器接口說(shuō)明主軸編碼器接口說(shuō)明6)伺服主軸的電氣控制原理圖伺服主軸的電氣控制原理圖2.2.數(shù)控機(jī)床主軸控制的相關(guān)數(shù)控機(jī)床主軸控制的相關(guān)PLCPLC1)配置主軸2) 2) 主軸使能控制主軸使能控制4 4）主軸點(diǎn)動(dòng)）主軸點(diǎn)動(dòng)3.3.數(shù)控機(jī)床主軸的相關(guān)參數(shù)數(shù)控機(jī)床主軸的相關(guān)參數(shù)1 1）與變頻主軸相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定）與變頻主軸相關(guān)機(jī)床數(shù)據(jù)的設(shè)定數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說(shuō)明數(shù)據(jù)說(shuō)明1306013060DRIVE_TELEGRAM_TYPE 0 DRIVE_TELE

7、GRAM_TYPE 0 0 0 總線(xiàn)地址總線(xiàn)地址12 12 的報(bào)文類(lèi)型的報(bào)文類(lèi)型1306013060DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 0 0總線(xiàn)地址總線(xiàn)地址10 10 的報(bào)文類(lèi)型的報(bào)文類(lèi)型1307013070DRIVE_FUNCTION_MASK 0 DRIVE_FUNCTION_MASK 0 80008000總線(xiàn)地址總線(xiàn)地址12 12 的功能選項(xiàng)：模擬主軸的功能選項(xiàng)：模擬主軸3013430134IS_UNIPOLAR_OUTPUT 0,AX3 IS_UNIPOLAR_OUTPUT 0,AX3 0 0雙極性模擬量（出廠設(shè)定）雙極性模擬量（出

8、廠設(shè)定）1 1單極性模擬量（使能單極性模擬量（使能 & & 方向）方向）2 2單極性模擬量（單極性模擬量（+ +使能使能 & -& -使能）使能）3011030110CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 1 1給定值模塊號(hào)給定值模塊號(hào)3012030120CTRLOUT_NR 0,AX3 CTRLOUT_NR 0,AX3 2 2給定值號(hào)信號(hào)端口給定值號(hào)信號(hào)端口3013030130CTRLOUT_TYPE00 0給定值輸出類(lèi)型給定值輸出類(lèi)型3020030200NUM_ENCS1 1編碼器數(shù)量編碼器數(shù)量3022

9、030220ENC_MODULE_NR 0,AX3 ENC_MODULE_NR 0,AX3 1 1編碼器模塊號(hào)編碼器模塊號(hào)3023030230ENC_INPUT_NR 0, AX3 ENC_INPUT_NR 0, AX3 2 2編碼器信號(hào)端口號(hào)編碼器信號(hào)端口號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說(shuō)明數(shù)據(jù)說(shuō)明3024030240ENC_TYPE02編碼器類(lèi)型編碼器類(lèi)型3102031020ENC_RESOL 0, AX3 ENC_RESOL 0, AX3 實(shí)際值實(shí)際值TTL TTL 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)3200032000MAX_AX_VELO最大軸速度最大軸速度3202032020JOG

10、_VELO_RAPID點(diǎn)動(dòng)方式快速速度點(diǎn)動(dòng)方式快速速度3225032250RATED_OUTVAL 0, AX3 RATED_OUTVAL 0, AX3 100100額定輸出值（額定輸出值（% %）* *3226032260RATED_VELO 4 RATED_VELO 4 實(shí)際值額定電機(jī)轉(zhuǎn)速實(shí)際值額定電機(jī)轉(zhuǎn)速( (對(duì)應(yīng)模擬電壓對(duì)應(yīng)模擬電壓) )* *3620036200AX_VELO_LIMIT0.5速度監(jiān)控的門(mén)限值速度監(jiān)控的門(mén)限值3511035110GEAR_STEP_MAX_VELO0.5主軸各檔最高轉(zhuǎn)速主軸各檔最高轉(zhuǎn)速3513035130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT

11、0.5主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制2）與變頻主軸相關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)設(shè)置）與變頻主軸相關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)設(shè)置利用準(zhǔn)備好的利用準(zhǔn)備好的“驅(qū)動(dòng)器調(diào)試電纜驅(qū)動(dòng)器調(diào)試電纜”將計(jì)算機(jī)與將計(jì)算機(jī)與611UE 611UE 的的X471 X471 連接起來(lái)；連接起來(lái)；從從WINDOWS WINDOWS 的的“開(kāi)始開(kāi)始”中找到驅(qū)動(dòng)器調(diào)試工具中找到驅(qū)動(dòng)器調(diào)試工具SimoCom USimoCom U，并啟動(dòng)；，并啟動(dòng)；選擇聯(lián)機(jī)方式；進(jìn)入專(zhuān)家表（選擇聯(lián)機(jī)方式；進(jìn)入專(zhuān)家表（Ctrl+ECtrl+E），配置電機(jī)參數(shù)：），配置電機(jī)參數(shù)： P890=4 P890=4 編碼器信號(hào)源來(lái)自編碼器信號(hào)源來(lái)自X472 X4

12、72 接口接口 P922=104 P922=104 主軸信號(hào)的主軸信號(hào)的PROFIBUS PROFIBUS 報(bào)文類(lèi)型報(bào)文類(lèi)型 P1007=P1007=編碼器線(xiàn)數(shù)編碼器線(xiàn)數(shù) 外裝編碼器每的轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。應(yīng)與主軸參數(shù)外裝編碼器每的轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。應(yīng)與主軸參數(shù)MD31020 MD31020 相相同。同。在在SimoComU SimoComU 的主畫(huà)面上選擇圖標(biāo)的主畫(huà)面上選擇圖標(biāo) 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù) ，選擇圖標(biāo)選擇圖標(biāo) 上電復(fù)位上電復(fù)位P922=0 P922=0 主軸信號(hào)的主軸信號(hào)的PROFIBUS PROFIBUS 報(bào)文類(lèi)型報(bào)文類(lèi)型P890=4 P890=4 編碼器信號(hào)源來(lái)自編碼器信號(hào)源來(lái)自X472 X472

13、接口接口P9158=50103 P9158=50103 總線(xiàn)給定值配置：模擬輸出送到總線(xiàn)給定值配置：模擬輸出送到X441 X441 的端子的端子75.A 75.A 和和1515P9159=50107 P9159=50107 總線(xiàn)給定值配置：數(shù)字輸出送到總線(xiàn)給定值配置：數(shù)字輸出送到X453 X453 的端子的端子Q0.A Q0.A 和和Q1.AQ1.A注意：參數(shù)的索引號(hào)注意：參數(shù)的索引號(hào)88、99需要用鼠標(biāo)右鍵激活顯示濾波器需要用鼠標(biāo)右鍵激活顯示濾波器：在在SimoComU SimoComU 的主畫(huà)面上選擇圖標(biāo)的主畫(huà)面上選擇圖標(biāo) 存儲(chǔ)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)數(shù)據(jù) ，選擇圖標(biāo)選擇圖標(biāo) 上電復(fù)位上電復(fù)位P922=0

14、 P922=0 主軸信號(hào)的主軸信號(hào)的PROFIBUS PROFIBUS 報(bào)文類(lèi)型，然后再報(bào)文類(lèi)型，然后再SimoComU SimoComU 的上的上設(shè)定模擬輸出和數(shù)字量輸出，見(jiàn)下圖：設(shè)定模擬輸出和數(shù)字量輸出，見(jiàn)下圖：3)3)與伺服主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)與伺服主軸相關(guān)的機(jī)床數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說(shuō)明數(shù)據(jù)說(shuō)明1306013060DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 0 0報(bào)文類(lèi)型報(bào)文類(lèi)型( (總線(xiàn)地址總線(xiàn)地址10)10)3011030110CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 5

15、5給定值模塊號(hào)給定值模塊號(hào)3012030120CTRLOUT_NR 0,AX3 CTRLOUT_NR 0,AX3 2 2給定值號(hào)信號(hào)端口給定值號(hào)信號(hào)端口3013030130CTRLOUT_TYPE00 0給定值輸出類(lèi)型給定值輸出類(lèi)型3020030200NUM_ENCS1 1編碼器數(shù)量編碼器數(shù)量3022030220ENC_MODULE_NR 0,AX3 ENC_MODULE_NR 0,AX3 5 5編碼器模塊號(hào)編碼器模塊號(hào)3023030230ENC_INPUT_NR 0, AX3 ENC_INPUT_NR 0, AX3 2 2編碼器信號(hào)端口號(hào)編碼器信號(hào)端口號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)號(hào)數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說(shuō)明數(shù)

16、據(jù)說(shuō)明3024030240ENC_TYPE0ENC_TYPE02 2編碼器類(lèi)型編碼器類(lèi)型3102031020ENC_RESOL 0, AX3 ENC_RESOL 0, AX3 實(shí)際值實(shí)際值TTL TTL 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)3200032000MAX_AX_VELOMAX_AX_VELO最大軸速度最大軸速度3202032020JOG_VELO_RAPIDJOG_VELO_RAPID點(diǎn)動(dòng)方式快速速度點(diǎn)動(dòng)方式快速速度3211032110ENC_FEEDBACK_POL 0, AX3 ENC_FEEDBACK_POL 0, AX3 1,-11,-1主軸反饋極性主軸反饋極性36200362

17、00AX_VELO_LIMIT0.5AX_VELO_LIMIT0.5速度監(jiān)控的門(mén)限值速度監(jiān)控的門(mén)限值3500035000SPIND_ASSIGN_TO_MACHAX1 1定義機(jī)床軸為主軸定義機(jī)床軸為主軸3511035110GEAR_STEP_MAX_VELO0.5GEAR_STEP_MAX_VELO0.5主軸各檔最高轉(zhuǎn)速主軸各檔最高轉(zhuǎn)速3513035130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT0.GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT0.55主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制4）與伺服主軸相關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)設(shè)置）與伺服主軸相關(guān)伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)據(jù)設(shè)置利用準(zhǔn)備好的利用準(zhǔn)備好的“驅(qū)動(dòng)器調(diào)試電纜驅(qū)動(dòng)器調(diào)試電纜”將計(jì)算機(jī)與將計(jì)算機(jī)與611UE 的的X471 連接起來(lái)；連接起來(lái)；從從WINDOWS