第3章數(shù)控診修

1、 第第3章主軸不能啟動故障診斷與維章主軸不能啟動故障診斷與維修修3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制3.3數(shù)控車床主軸的具體電路控制數(shù)控車床主軸的具體電路控制3.4主軸不能啟動故障診斷與維修實例分主軸不能啟動故障診斷與維修實例分析析3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)3.1.1主傳動系統(tǒng)主傳動系統(tǒng)數(shù)控車床的主運動傳動鏈的兩端部件是主電動機與主軸，它數(shù)控車床的主運動傳動鏈的兩端部件是主電動機與主軸，它的功能是把動力源的運動及動力傳遞給主軸，使主軸帶動工的功能是把動力源的運動及動力傳遞給主軸，使主軸帶動工件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主運動，并滿足主軸變速和換向的要求。主運動件旋轉(zhuǎn)實現(xiàn)主

2、運動，并滿足主軸變速和換向的要求。主運動傳動系統(tǒng)是數(shù)控車床最重要的組成部分之一，它的最高與最傳動系統(tǒng)是數(shù)控車床最重要的組成部分之一，它的最高與最低轉(zhuǎn)速范圍、傳遞功率和動力特性決定了數(shù)控車床的最高切低轉(zhuǎn)速范圍、傳遞功率和動力特性決定了數(shù)控車床的最高切削加工工藝能力。削加工工藝能力。下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng) 數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)現(xiàn)在一般采用交流主軸電動機，數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)現(xiàn)在一般采用交流主軸電動機，通過帶傳動或主軸箱內(nèi)級齒輪變速傳動主軸。由于這通過帶傳動或主軸箱內(nèi)級齒輪變速傳動主軸。由于這種電動機調(diào)速范圍寬而且又可無級調(diào)速，因此大大地簡化了種電動機調(diào)速范圍寬而且又可無級調(diào)速，因

3、此大大地簡化了主軸箱的結(jié)構(gòu)。主軸電動機在額定轉(zhuǎn)速時可輸出全部功率和主軸箱的結(jié)構(gòu)。主軸電動機在額定轉(zhuǎn)速時可輸出全部功率和最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率和轉(zhuǎn)矩將發(fā)生變化；也有最大轉(zhuǎn)矩，隨著轉(zhuǎn)速的變化，功率和轉(zhuǎn)矩將發(fā)生變化；也有的主軸由交流調(diào)速電動機通過兩級塔輪直接帶動，并由電氣的主軸由交流調(diào)速電動機通過兩級塔輪直接帶動，并由電氣系統(tǒng)無級調(diào)速，由于主傳動鏈中沒有齒輪，故噪聲很小。系統(tǒng)無級調(diào)速，由于主傳動鏈中沒有齒輪，故噪聲很小。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)3.1.2數(shù)控機床對主軸驅(qū)動的要求數(shù)控機床對主軸驅(qū)動的要求數(shù)控機床對主傳動的要求數(shù)控機床對主傳動的要求隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，

4、傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動已不能滿足要求，隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的主軸驅(qū)動已不能滿足要求，現(xiàn)代數(shù)控機床對主傳動提出了更高的要求。現(xiàn)代數(shù)控機床對主傳動提出了更高的要求。（）要有寬的調(diào)速范圍，數(shù)控機床的主傳動要保證加工時（）要有寬的調(diào)速范圍，數(shù)控機床的主傳動要保證加工時選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。表面質(zhì)量。（）數(shù)控機床主軸的變速是依指令自動進(jìn)行的，要求能在（）數(shù)控機床主軸的變速是依指令自動進(jìn)行的，要求能在較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)速，并減少中間環(huán)節(jié)，簡化主較寬的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)進(jìn)行無級調(diào)速，并減少中間環(huán)節(jié)，簡化主軸箱。軸箱。

5、上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)（）在整個速度范圍內(nèi)要求主軸均能提供切削所需的功率，（）在整個速度范圍內(nèi)要求主軸均能提供切削所需的功率，并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動機的最大功率，即主軸并盡可能在全速范圍內(nèi)提供主軸電動機的最大功率，即主軸恒功率范圍要寬。恒功率范圍要寬。（）要求主軸的正、反向轉(zhuǎn)動時都可進(jìn)行自動加減速控制。（）要求主軸的正、反向轉(zhuǎn)動時都可進(jìn)行自動加減速控制。（）為了滿足數(shù)控車床等具有的螺紋車削功能，要求主軸（）為了滿足數(shù)控車床等具有的螺紋車削功能，要求主軸能與進(jìn)給系統(tǒng)實現(xiàn)同步控制，即要求主軸具有旋轉(zhuǎn)盡給軸能與進(jìn)給系統(tǒng)實現(xiàn)同步控制，即要求主軸具有旋轉(zhuǎn)盡給軸 （軸）

6、的控制功能；為滿足加工中心的自動換刀以及某些（軸）的控制功能；為滿足加工中心的自動換刀以及某些加工工藝加工工藝 （如進(jìn)鏜孔時退刀）的需要，還要求主軸具有高精（如進(jìn)鏜孔時退刀）的需要，還要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能等。度的準(zhǔn)停功能等。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng) 為滿足上述要求，早期的數(shù)控機床常用直流主軸驅(qū)動系為滿足上述要求，早期的數(shù)控機床常用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)。但由于直流電動機受機械換向的影響，其使用和維護(hù)都統(tǒng)。但由于直流電動機受機械換向的影響，其使用和維護(hù)都比較麻煩，并且其恒功率調(diào)速范圍小。進(jìn)入世紀(jì)年比較麻煩，并且其恒功率調(diào)速范圍小。進(jìn)入世紀(jì)年代后期，隨著微電子技術(shù)、交流調(diào)

7、速理論和大功率半導(dǎo)體的代后期，隨著微電子技術(shù)、交流調(diào)速理論和大功率半導(dǎo)體的發(fā)展，交流驅(qū)動進(jìn)入實用階段，一方面鼠籠式交流電動機不發(fā)展，交流驅(qū)動進(jìn)入實用階段，一方面鼠籠式交流電動機不像直流電動機那樣有機械換向帶來的麻煩和在高轉(zhuǎn)速、大容像直流電動機那樣有機械換向帶來的麻煩和在高轉(zhuǎn)速、大容量方面受到限制；另一方面目前的交流主軸驅(qū)動的性能已達(dá)量方面受到限制；另一方面目前的交流主軸驅(qū)動的性能已達(dá)到直流驅(qū)動的水平，甚在噪聲方面還有所降低，所以交流驅(qū)到直流驅(qū)動的水平，甚在噪聲方面還有所降低，所以交流驅(qū)動有取代直流驅(qū)動的趨勢。動有取代直流驅(qū)動的趨勢。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)數(shù)控機床對主軸

8、電動機的要求數(shù)控機床對主軸電動機的要求（）主軸電動機的輸出功率要大，因為數(shù)控機床上大約（）主軸電動機的輸出功率要大，因為數(shù)控機床上大約以上的切削力都靠主軸電動機提供。以上的切削力都靠主軸電動機提供。（）在整個調(diào)速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定，且恒功率范圍寬。（）在整個調(diào)速范圍內(nèi)速度穩(wěn)定，且恒功率范圍寬。（）在斷續(xù)負(fù)載下電動機轉(zhuǎn)速波動小，過載能力強。（）在斷續(xù)負(fù)載下電動機轉(zhuǎn)速波動小，過載能力強。（）加、減速時間短。（）加、減速時間短。（）電動機溫升低。（）電動機溫升低。（）振動小、噪聲低。（）振動小、噪聲低。（）電動機可靠性高、壽命長、易維護(hù)。（）電動機可靠性高、壽命長、易維護(hù)。（）體積小、重量輕，與機械連接

9、容易。（）體積小、重量輕，與機械連接容易。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸電動機主軸電動機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)有籠型感應(yīng)電動機和永磁同步電動機交流伺服電動機的結(jié)構(gòu)有籠型感應(yīng)電動機和永磁同步電動機兩種。而交流主軸電動機與進(jìn)給電動機不同，交流主軸電動兩種。而交流主軸電動機與進(jìn)給電動機不同，交流主軸電動機采用感應(yīng)電動機形式，這是因為受永磁體的限制，當(dāng)容量機采用感應(yīng)電動機形式，這是因為受永磁體的限制，當(dāng)容量做得很大時電動機成本太高，另外數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)不做得很大時電動機成本太高，另外數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)不必像進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)那樣，要求如此高的性能，因此，采必像進(jìn)給伺服驅(qū)動系統(tǒng)那

10、樣，要求如此高的性能，因此，采用感應(yīng)電動機完全能滿足主軸的要求。用感應(yīng)電動機完全能滿足主軸的要求。作為數(shù)控機床的主軸電動機，雖然可以采用普通籠型感應(yīng)電作為數(shù)控機床的主軸電動機，雖然可以采用普通籠型感應(yīng)電動機，但一般而言，交流主軸電動機是專門設(shè)計的，如為了動機，但一般而言，交流主軸電動機是專門設(shè)計的，如為了定子鐵芯上加工有軸向通風(fēng)孔以利于散熱，為此電動機的外定子鐵芯上加工有軸向通風(fēng)孔以利于散熱，為此電動機的外形多呈多邊形而不是圓形。形多呈多邊形而不是圓形。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)3.1.3主軸編碼器主軸編碼器數(shù)控車床主軸編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發(fā)生器。該數(shù)控車床主軸

11、編碼器采用與主軸同步的光電脈沖發(fā)生器。該裝置可以通過中間軸上的齒輪或同步帶輪裝置可以通過中間軸上的齒輪或同步帶輪 與主軸同步與主軸同步轉(zhuǎn)動，也可以通過彈性聯(lián)軸器與主軸同軸安裝。利用主軸編轉(zhuǎn)動，也可以通過彈性聯(lián)軸器與主軸同軸安裝。利用主軸編碼器檢測主軸的運動信號，一方面可實現(xiàn)主軸調(diào)速的數(shù)字反碼器檢測主軸的運動信號，一方面可實現(xiàn)主軸調(diào)速的數(shù)字反饋；另一方面可用于進(jìn)給運動的控制，例如車螺紋時，控制饋；另一方面可用于進(jìn)給運動的控制，例如車螺紋時，控制主軸與刀架之間的準(zhǔn)確運動關(guān)系。數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)動與進(jìn)主軸與刀架之間的準(zhǔn)確運動關(guān)系。數(shù)控車床主軸的轉(zhuǎn)動與進(jìn)給運動之間沒有機械方面的直接聯(lián)系，為了加工螺紋，要

12、求給運動之間沒有機械方面的直接聯(lián)系，為了加工螺紋，要求輸給進(jìn)給伺服電動機的脈沖數(shù)與主軸的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)有相位關(guān)系，輸給進(jìn)給伺服電動機的脈沖數(shù)與主軸的轉(zhuǎn)數(shù)應(yīng)有相位關(guān)系，主軸脈沖發(fā)生器起到了主軸傳動與進(jìn)給傳動的聯(lián)系作用。主軸脈沖發(fā)生器起到了主軸傳動與進(jìn)給傳動的聯(lián)系作用。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式測量裝置，通常安裝在被測軸上，旋轉(zhuǎn)編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式測量裝置，通常安裝在被測軸上，隨被測軸一起轉(zhuǎn)動，可將被測軸的角位移轉(zhuǎn)換成增量脈沖形隨被測軸一起轉(zhuǎn)動，可將被測軸的角位移轉(zhuǎn)換成增量脈沖形式或絕對式的代碼形式，所以有增量式和絕對式兩種類型。式或絕對式的代碼形式，所以有增量式

13、和絕對式兩種類型。按其結(jié)構(gòu)又可分為光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式。按其結(jié)構(gòu)又可分為光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式。增量式光電編碼器增量式光電編碼器常用的增量式編碼器是增量式光電編碼器。增量式光電編碼常用的增量式編碼器是增量式光電編碼器。增量式光電編碼器也稱光電盤，其原理如器也稱光電盤，其原理如圖圖3-1所示。所示。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng) 增量式光電編碼器檢測裝置由光源、聚光鏡、光電盤、增量式光電編碼器檢測裝置由光源、聚光鏡、光電盤、光欄板、光電元器件（如光電管）、整形放大電路和數(shù)字顯光欄板、光電元器件（如光電管）、整形放大電路和數(shù)字顯示裝置等組成。光電盤和光欄板用玻璃研磨拋光

14、制成，玻璃示裝置等組成。光電盤和光欄板用玻璃研磨拋光制成，玻璃的表面在真空中鍍一層不透明的鉻，然后用照相腐蝕法，在的表面在真空中鍍一層不透明的鉻，然后用照相腐蝕法，在光電盤的邊緣上開有間距相等的透光狹縫。在光欄板上制成光電盤的邊緣上開有間距相等的透光狹縫。在光欄板上制成兩條狹縫，每條狹縫的后面對應(yīng)安裝一個光電管。當(dāng)光電盤兩條狹縫，每條狹縫的后面對應(yīng)安裝一個光電管。當(dāng)光電盤隨被測軸一起轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個狹縫，光電管就會感受到隨被測軸一起轉(zhuǎn)動時，每轉(zhuǎn)過一個狹縫，光電管就會感受到一次光線的明暗變化，使光電管的電阻值改變，這樣就把光一次光線的明暗變化，使光電管的電阻值改變，這樣就把光線的明暗變化轉(zhuǎn)變成

15、電信號的強弱變化，而這個電信號的強線的明暗變化轉(zhuǎn)變成電信號的強弱變化，而這個電信號的強弱變化近似于正弦波的信號，經(jīng)過整形和放大等處理，變換弱變化近似于正弦波的信號，經(jīng)過整形和放大等處理，變換成脈沖信號。成脈沖信號。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)通過計數(shù)器計量脈沖的數(shù)目，即可測量旋轉(zhuǎn)運動的角位移；通過計數(shù)器計量脈沖的數(shù)目，即可測量旋轉(zhuǎn)運動的角位移；通過計量脈沖的頻率，即可測量旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)速。測量結(jié)果通過計量脈沖的頻率，即可測量旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)速。測量結(jié)果通過數(shù)字顯示裝置進(jìn)行顯示。通過數(shù)字顯示裝置進(jìn)行顯示。光電編碼器的測量精度取決于它所能分辨的最小角度，而這光電編碼器的測量精度取決于

16、它所能分辨的最小角度，而這與光電碼盤圓周的條紋數(shù)有關(guān)，即分辨角為與光電碼盤圓周的條紋數(shù)有關(guān)，即分辨角為條紋數(shù)。如條紋數(shù)為，則分辨角條紋數(shù)。如條紋數(shù)為，則分辨角.。實際應(yīng)用的光電編碼器的光欄板上有兩組條紋實際應(yīng)用的光電編碼器的光欄板上有兩組條紋 ，和，和 ，組與，組與 組的條紋彼此錯開節(jié)距，兩組條紋相對組的條紋彼此錯開節(jié)距，兩組條紋相對應(yīng)的光電元件所產(chǎn)生的信號彼此相差應(yīng)的光電元件所產(chǎn)生的信號彼此相差相位，用于辨向。相位，用于辨向。其結(jié)構(gòu)如其結(jié)構(gòu)如圖圖3-2所示，輸出波形如所示，輸出波形如圖圖3-3所示。所示。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器絕對式旋

17、轉(zhuǎn)編碼器，就是在碼盤的每一轉(zhuǎn)角位置刻有表示該絕對式旋轉(zhuǎn)編碼器，就是在碼盤的每一轉(zhuǎn)角位置刻有表示該位置的唯一代碼，通過讀取編碼盤上的代碼來測定角位移。位置的唯一代碼，通過讀取編碼盤上的代碼來測定角位移。絕對式光電編碼器的碼盤采用絕對值編碼。碼盤按照其所有絕對式光電編碼器的碼盤采用絕對值編碼。碼盤按照其所有碼制可以分為二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、十進(jìn)制碼、十六進(jìn)制碼等。碼制可以分為二進(jìn)制碼、循環(huán)碼、十進(jìn)制碼、十六進(jìn)制碼等。）接觸式碼盤）接觸式碼盤如如圖圖3-4所示為接觸式四位二進(jìn)制碼盤示意圖。在一個不導(dǎo)所示為接觸式四位二進(jìn)制碼盤示意圖。在一個不導(dǎo)電基體上做成許多金屬區(qū)使其導(dǎo)電，其中涂黑部分為導(dǎo)電區(qū)，電基體上

18、做成許多金屬區(qū)使其導(dǎo)電，其中涂黑部分為導(dǎo)電區(qū)，用用 “”表示，其他部分為絕緣區(qū)，用表示，其他部分為絕緣區(qū)，用 “”表示。這樣，表示。這樣，在每一個徑向上，都有在每一個徑向上，都有 “” “”組成的二進(jìn)制代碼。組成的二進(jìn)制代碼。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng) 最里一圈是公用的，它和各碼道所有導(dǎo)電部分連在一起，最里一圈是公用的，它和各碼道所有導(dǎo)電部分連在一起，經(jīng)電刷和電阻接電源正極。除公用圈以外，位二進(jìn)制碼盤經(jīng)電刷和電阻接電源正極。除公用圈以外，位二進(jìn)制碼盤的圈碼道上也都裝有電刷，電刷經(jīng)電阻接地，電刷的布置的圈碼道上也都裝有電刷，電刷經(jīng)電阻接地，電刷的布置如圖如圖所示。由于碼盤與

19、被測軸連在一起，而電刷位置所示。由于碼盤與被測軸連在一起，而電刷位置是固定的，當(dāng)碼盤隨被測軸一起轉(zhuǎn)動時，電刷和碼盤的位置是固定的，當(dāng)碼盤隨被測軸一起轉(zhuǎn)動時，電刷和碼盤的位置發(fā)生相對變化，若電刷接觸的是導(dǎo)電區(qū)，則經(jīng)電刷、碼盤、發(fā)生相對變化，若電刷接觸的是導(dǎo)電區(qū)，則經(jīng)電刷、碼盤、電阻和電源形成回路，該回路中的電阻上有電流流過，為電阻和電源形成回路，該回路中的電阻上有電流流過，為 “”；反之，若電刷接觸的是絕緣區(qū)，則不能形成回路，；反之，若電刷接觸的是絕緣區(qū)，則不能形成回路，電阻上無電流流過，為電阻上無電流流過，為 “”。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng) ）絕對式光電碼盤）絕對式光電

20、碼盤絕對式光電碼盤與接觸式碼盤結(jié)構(gòu)相似，只是其中的黑白區(qū)絕對式光電碼盤與接觸式碼盤結(jié)構(gòu)相似，只是其中的黑白區(qū)域不表示導(dǎo)電區(qū)和絕緣區(qū)，而表示透光區(qū)和不透光區(qū)。編碼域不表示導(dǎo)電區(qū)和絕緣區(qū)，而表示透光區(qū)和不透光區(qū)。編碼盤的一側(cè)安裝光源，另一側(cè)安裝一排徑向排列的光電元件，盤的一側(cè)安裝光源，另一側(cè)安裝一排徑向排列的光電元件，每個光電元件對準(zhǔn)一條碼道。當(dāng)光源產(chǎn)生的光線經(jīng)透鏡變成每個光電元件對準(zhǔn)一條碼道。當(dāng)光源產(chǎn)生的光線經(jīng)透鏡變成一束平行光線，照射在碼盤上時，如果是透光區(qū)，通過透光一束平行光線，照射在碼盤上時，如果是透光區(qū)，通過透光區(qū)的光線被光電元件接收，并轉(zhuǎn)換成電信號，輸出為區(qū)的光線被光電元件接收，并轉(zhuǎn)換

21、成電信號，輸出為 “”；如果是不透光區(qū)，光線不能被光電元件接收，輸出電信號為如果是不透光區(qū)，光線不能被光電元件接收，輸出電信號為 “”。上一頁 下一頁返回3.1主軸驅(qū)動系統(tǒng)主軸驅(qū)動系統(tǒng)如此，在任意角度都有如此，在任意角度都有 “” “”組成的二進(jìn)制代碼與組成的二進(jìn)制代碼與之對應(yīng)。輸出的二進(jìn)制代碼即代表了轉(zhuǎn)軸的對應(yīng)位置，即實之對應(yīng)。輸出的二進(jìn)制代碼即代表了轉(zhuǎn)軸的對應(yīng)位置，即實現(xiàn)了角位移的絕對值測量。現(xiàn)了角位移的絕對值測量。絕對式光電編碼器的碼盤大都采用循環(huán)碼盤絕對式光電編碼器的碼盤大都采用循環(huán)碼盤 （也稱格雷碼（也稱格雷碼盤），格雷碼盤如盤），格雷碼盤如圖圖3-5所示，格雷碼的特點是任意相鄰的所

22、示，格雷碼的特點是任意相鄰的兩個代碼之間只改變一位二進(jìn)制數(shù)，這樣即使碼盤制作和光兩個代碼之間只改變一位二進(jìn)制數(shù)，這樣即使碼盤制作和光電元器件安裝不很準(zhǔn)確，也只能讀成相鄰兩個數(shù)中的一個，電元器件安裝不很準(zhǔn)確，也只能讀成相鄰兩個數(shù)中的一個，產(chǎn)生的誤差最多不超過產(chǎn)生的誤差最多不超過 “”，可消除非單值性誤差。，可消除非單值性誤差。上一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制3.2.1主軸編碼器和變頻器接口主軸編碼器和變頻器接口主軸編碼器接口主軸編碼器接口數(shù)控系統(tǒng)通過數(shù)控系統(tǒng)通過 接口與主軸編碼器接口與主軸編碼器連接，接口定義及連接如連接，接口定義及連接如圖圖3-6和和圖圖3-7所示，連接時采

23、用所示，連接時采用雙絞線。雙絞線。變頻器接口變頻器接口數(shù)控系統(tǒng)通過數(shù)控系統(tǒng)通過 接口與主軸變頻器接口與主軸變頻器連接，接口定義及連接如連接，接口定義及連接如圖圖3-8和和圖圖3-9所示。所示。下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制3.2.2主軸變頻器主軸變頻器主軸變頻器的控制信號主軸變頻器的控制信號圖圖3-10為艾默生為艾默生 變頻器外部連線，變頻器外部連線，變頻器的運行方式有種：點動運行、閉環(huán)運行、變頻器的運行方式有種：點動運行、閉環(huán)運行、運行、多段速運行和普通運行。在數(shù)控車床主軸變頻調(diào)速運行、多段速運行和普通運行。在數(shù)控車床主軸變頻調(diào)速控制中，變頻器采用外部端子控制，數(shù)控系統(tǒng)

24、發(fā)出的控制中，變頻器采用外部端子控制，數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的 信號通過變頻器的信號通過變頻器的端子送入變頻器，端子送入變頻器，實現(xiàn)數(shù)字量設(shè)定轉(zhuǎn)速對模擬量變頻器輸出的控制，電動機轉(zhuǎn)實現(xiàn)數(shù)字量設(shè)定轉(zhuǎn)速對模擬量變頻器輸出的控制，電動機轉(zhuǎn)速的高低由數(shù)控系統(tǒng)輸出的電壓信號的大小來控制。速的高低由數(shù)控系統(tǒng)輸出的電壓信號的大小來控制。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制主軸變頻器的運行操作主軸變頻器的運行操作圖圖3-11為艾默生變頻器的操作面板，其操作為艾默生變頻器的操作面板，其操作如如表表3-1，變頻器接收運行命令的通道有種：操作面板、，變頻器接收運行命令的通道有種：操作面板、控制端子和串

25、行口?？刂贫俗雍痛锌凇Ｉ弦豁?下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制3.2.3主要控制參數(shù)主要控制參數(shù)目前我國生產(chǎn)的數(shù)控機床包括從國外引進(jìn)的數(shù)控機床，都有目前我國生產(chǎn)的數(shù)控機床包括從國外引進(jìn)的數(shù)控機床，都有很多的參數(shù)要進(jìn)行設(shè)定，其中有很多項的參數(shù)又是八位的，很多的參數(shù)要進(jìn)行設(shè)定，其中有很多項的參數(shù)又是八位的，每一位都有其獨立的含義。這些參數(shù)設(shè)定的正確與否將直接每一位都有其獨立的含義。這些參數(shù)設(shè)定的正確與否將直接影響機床的正常工作及其性能的充分發(fā)揮。因此，了解和掌影響機床的正常工作及其性能的充分發(fā)揮。因此，了解和掌握這些參數(shù)無論是對機床制造廠還是對用戶廠都是非常重要握這些參數(shù)無論

26、是對機床制造廠還是對用戶廠都是非常重要的。特別是用戶廠如果能熟練地掌握和應(yīng)用這些參數(shù)，將會的。特別是用戶廠如果能熟練地掌握和應(yīng)用這些參數(shù)，將會使現(xiàn)有的數(shù)控機床的使用和性能的發(fā)揮上升到一個新水平。使現(xiàn)有的數(shù)控機床的使用和性能的發(fā)揮上升到一個新水平。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制系統(tǒng)參數(shù)系統(tǒng)參數(shù) ：主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制；：主軸轉(zhuǎn)速模擬電壓控制； ：主軸轉(zhuǎn)速開關(guān)量控制。：主軸轉(zhuǎn)速開關(guān)量控制。：按復(fù)位鍵時，不關(guān)閉、：按復(fù)位鍵時，不關(guān)閉、輸出信號；、輸出信號； ：按復(fù)位鍵時，關(guān)閉、：按復(fù)位鍵時，關(guān)閉、輸出信號。、輸出信號。：“潤滑點動潤滑點動”鍵為主軸點動功能；鍵為主軸點動

27、功能； ：“潤滑點動潤滑點動”鍵為潤滑功能。鍵為潤滑功能。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制主軸最高速度指令模擬電壓輸出為時電壓偏置補償值，主軸最高速度指令模擬電壓輸出為時電壓偏置補償值，設(shè)置值增大，輸出電壓相應(yīng)提升。設(shè)置值增大，輸出電壓相應(yīng)提升。設(shè)定范圍：設(shè)定范圍： （單位：）。（單位：）。：主軸最高速度指令模擬電壓輸出為時電壓：主軸最高速度指令模擬電壓輸出為時電壓偏置補償值，輸出電壓相應(yīng)提升。偏置補償值，輸出電壓相應(yīng)提升。設(shè)定范圍：設(shè)定范圍： （單位：）。（單位：）。主軸指令主軸指令 （）停止輸出與主軸制動輸出延遲時間。（）停止輸出與主軸制動輸出延遲時間。設(shè)定范圍

28、：（單位：）。設(shè)定范圍：（單位：）。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制主軸制動輸出時間。主軸制動輸出時間。設(shè)定范圍：（單位：）。設(shè)定范圍：（單位：）。主軸點動時間。主軸點動時間。設(shè)定范圍：（單位：）。設(shè)定范圍：（單位：）。主軸點動時的速度。主軸點動時的速度。設(shè)定范圍：（單位：）。設(shè)定范圍：（單位：）。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制變頻器主要參數(shù)變頻器主要參數(shù)：頻率設(shè)置初值為：頻率設(shè)置初值為，用操作面板，用操作面板、 鍵來調(diào)節(jié)；鍵來調(diào)節(jié)；：頻率設(shè)置初值為：頻率設(shè)置初值為，用端子來調(diào)，用端子來調(diào)節(jié)；節(jié)；：串行口頻率設(shè)置初值?。捍锌陬l率設(shè)置初

29、值取 設(shè)置，通過串行口設(shè)置，通過串行口頻率設(shè)置命令來改變設(shè)定頻率；頻率設(shè)置命令來改變設(shè)定頻率；：頻率設(shè)置由端子模擬電壓確定，輸入電壓范圍：頻率設(shè)置由端子模擬電壓確定，輸入電壓范圍：；上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制：頻率設(shè)置由端子模擬電壓確定，輸入電壓范圍，：頻率設(shè)置由端子模擬電壓確定，輸入電壓范圍，（跳線選擇側(cè)），（跳線選擇側(cè)），（跳線選擇側(cè)）；跳線選擇側(cè)）；：頻率設(shè)置由端子脈沖：頻率設(shè)置由端子脈沖 （）頻率確定（）頻率確定 （只（只能由能由 或或 輸入），輸入脈沖信號規(guī)格：電壓范圍輸入），輸入脈沖信號規(guī)格：電壓范圍，頻率范圍，頻率范圍。上一頁 下一頁返回3.2主

30、軸接口連接與控制主軸接口連接與控制個位（設(shè)定頻率掉電存儲）：變頻器掉電或欠壓時，個位（設(shè)定頻率掉電存儲）：變頻器掉電或欠壓時，.以當(dāng)前實際頻率設(shè)定值自動刷新；以當(dāng)前實際頻率設(shè)定值自動刷新；（設(shè)定頻率掉電不存儲）：變頻器掉電或欠壓時，（設(shè)定頻率掉電不存儲）：變頻器掉電或欠壓時，保持不變。保持不變。十位（停機設(shè)定頻率保持）：變頻器在停機時，頻率設(shè)十位（停機設(shè)定頻率保持）：變頻器在停機時，頻率設(shè)定值為最終修改值；定值為最終修改值；（停機設(shè)定頻率恢復(fù)（停機設(shè)定頻率恢復(fù).）：變頻器在停機時，自）：變頻器在停機時，自動將頻率設(shè)定值恢復(fù)到動將頻率設(shè)定值恢復(fù)到.。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸

31、接口連接與控制當(dāng)頻率給定通道定義為數(shù)字給定當(dāng)頻率給定通道定義為數(shù)字給定 （.、）、）時，該功能參數(shù)為變頻器的初始設(shè)定頻率。時，該功能參數(shù)為變頻器的初始設(shè)定頻率。有三種運行命令通道。有三種運行命令通道。.：操作面板運行命令通道，用操作面板上的：操作面板運行命令通道，用操作面板上的 、鍵進(jìn)行啟停；、鍵進(jìn)行啟停；：端子運行命令通道，用外部控制端子：端子運行命令通道，用外部控制端子 、等進(jìn)行啟停；、等進(jìn)行啟停；：串行口運行命令通道，通過串行口進(jìn)行啟停。：串行口運行命令通道，通過串行口進(jìn)行啟停。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制該功能適合于操作面板運行命令通道和串行口運行命令通

32、道，該功能適合于操作面板運行命令通道和串行口運行命令通道，對端子運行通道無效。對端子運行通道無效。.：正轉(zhuǎn)；：正轉(zhuǎn)； ：反轉(zhuǎn)。：反轉(zhuǎn)。最大輸出頻率是變頻器允許輸出的最高頻率。最大輸出頻率是變頻器允許輸出的最高頻率?；具\行頻率是變頻器輸出最高電壓時對應(yīng)的最小頻率，一基本運行頻率是變頻器輸出最高電壓時對應(yīng)的最小頻率，一般是電動機的額定頻率。般是電動機的額定頻率。最大輸出電壓是變頻器輸出基本運行頻率時，對應(yīng)的輸出電最大輸出電壓是變頻器輸出基本運行頻率時，對應(yīng)的輸出電壓，一般是電動機的額定電壓。壓，一般是電動機的額定電壓。上一頁 下一頁返回3.2主軸接口連接與控制主軸接口連接與控制.：型：型 （恒轉(zhuǎn)

33、矩負(fù)載機型）；（恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載機型）；：型：型 （風(fēng)機、水泵類負(fù)載機型）。（風(fēng)機、水泵類負(fù)載機型）。變頻器出廠參數(shù)設(shè)置為型，如果要選擇型要將該功能碼變頻器出廠參數(shù)設(shè)置為型，如果要選擇型要將該功能碼設(shè)置為。設(shè)置為。為了補償?shù)皖l轉(zhuǎn)矩特性，可對輸出電壓作一些升補償。本功為了補償?shù)皖l轉(zhuǎn)矩特性，可對輸出電壓作一些升補償。本功能碼設(shè)為時為自動轉(zhuǎn)矩提升方式；設(shè)為非時為手動轉(zhuǎn)矩能碼設(shè)為時為自動轉(zhuǎn)矩提升方式；設(shè)為非時為手動轉(zhuǎn)矩提升方式。提升方式。加速時間是指變頻器從零頻加速到最大輸出頻率加速時間是指變頻器從零頻加速到最大輸出頻率 （.）所需時間。減速時間是指變頻器從最大輸出頻率）所需時間。減速時間是指變頻器從最大輸

34、出頻率 （.）減至零頻所需時間。）減至零頻所需時間。上一頁返回3.3數(shù)控車床主軸的具體電路控制數(shù)控車床主軸的具體電路控制數(shù)控機床主軸控制電路數(shù)控機床主軸控制電路數(shù)控機床主軸控制電路如數(shù)控機床主軸控制電路如圖圖3-12所示。所示。主軸控制電路分析主軸控制電路分析）主軸控制回路主電路連接）主軸控制回路主電路連接三相電源、通過空氣開關(guān)三相電源、通過空氣開關(guān) 、交流接觸器、交流接觸器 、變頻器、連接到交流異步電動機。、變頻器、連接到交流異步電動機。下一頁返回3.3數(shù)控車床主軸的具體電路控制數(shù)控車床主軸的具體電路控制）主軸控制回路控制電路的連接）主軸控制回路控制電路的連接電動機轉(zhuǎn)動方向控制：變頻器正轉(zhuǎn)控

35、制端通過繼電器電動機轉(zhuǎn)動方向控制：變頻器正轉(zhuǎn)控制端通過繼電器 的常開觸點連接到公共端，反轉(zhuǎn)控制端的常開觸點連接到公共端，反轉(zhuǎn)控制端通過繼電器通過繼電器 的常開觸點連接到的常開觸點連接到 公共端。繼電公共端。繼電器、的線圈連接到數(shù)控系統(tǒng)的接口的器、的線圈連接到數(shù)控系統(tǒng)的接口的第、第腳，通過繼電器、控制主軸的正轉(zhuǎn)第、第腳，通過繼電器、控制主軸的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)。與反轉(zhuǎn)。電動機速度控制：變頻器速度控制腳連接到數(shù)控系統(tǒng)電動機速度控制：變頻器速度控制腳連接到數(shù)控系統(tǒng) 接口的第腳，變頻器接口的第腳，變頻器 腳連接到數(shù)控系腳連接到數(shù)控系統(tǒng)統(tǒng) 接口的第接口的第 腳。通過腳。通過 接口、接口、兩腳產(chǎn)生的直流電壓控制主

36、軸電動機的轉(zhuǎn)速。兩腳產(chǎn)生的直流電壓控制主軸電動機的轉(zhuǎn)速。上一頁返回3.4主軸不能啟動故障診斷與維修實主軸不能啟動故障診斷與維修實例分析例分析3.4.1典型故障分析典型故障分析例例-故障現(xiàn)象：主軸不能轉(zhuǎn)動故障現(xiàn)象：主軸不能轉(zhuǎn)動故障分析與處理：操作數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸電動機無論正轉(zhuǎn)故障分析與處理：操作數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸電動機無論正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)都不能轉(zhuǎn)動，打開控制柜觀察發(fā)現(xiàn)變頻器已上電處于待反轉(zhuǎn)都不能轉(zhuǎn)動，打開控制柜觀察發(fā)現(xiàn)變頻器已上電處于待機狀態(tài)，繼電器、均能按照數(shù)控系統(tǒng)的功能實機狀態(tài)，繼電器、均能按照數(shù)控系統(tǒng)的功能實現(xiàn)閉合，用萬用表測量變頻器的現(xiàn)閉合，用萬用表測量變頻器的 、兩腳發(fā)現(xiàn)沒、兩腳發(fā)現(xiàn)沒有電壓

37、，斷電測試、與接口的連接線，有電壓，斷電測試、與接口的連接線，發(fā)現(xiàn)已開路，恢復(fù)連接線上電測試功能正常，故障排發(fā)現(xiàn)已開路，恢復(fù)連接線上電測試功能正常，故障排除。除。下一頁返回3.4主軸不能啟動故障診斷與維修實主軸不能啟動故障診斷與維修實例分析例分析例例-故障現(xiàn)象：主軸電動機只能正轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn)故障現(xiàn)象：主軸電動機只能正轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn)故障分析與處理：操作數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸電動機只能正轉(zhuǎn)故障分析與處理：操作數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸電動機只能正轉(zhuǎn)不能反轉(zhuǎn)，打開控制柜觀察發(fā)現(xiàn)變頻器已上電處于待機狀態(tài)，不能反轉(zhuǎn)，打開控制柜觀察發(fā)現(xiàn)變頻器已上電處于待機狀態(tài)，繼電器、均能按照數(shù)控系統(tǒng)的功能實現(xiàn)閉合，繼電器、均能按照數(shù)控系統(tǒng)

38、的功能實現(xiàn)閉合，用萬用表測量對之間的電壓，發(fā)現(xiàn)無論用萬用表測量對之間的電壓，發(fā)現(xiàn)無論閉合以否對之間的電壓都沒有變化，拆開繼電閉合以否對之間的電壓都沒有變化，拆開繼電器器 觀察發(fā)現(xiàn)觀察發(fā)現(xiàn) 的觸點已經(jīng)損壞，更換上的觸點已經(jīng)損壞，更換上電測試，功能正常，故障排除。電測試，功能正常，故障排除。上一頁 下一頁返回3.4主軸不能啟動故障診斷與維修實主軸不能啟動故障診斷與維修實例分析例分析例例-故障現(xiàn)象：主軸不能轉(zhuǎn)動故障現(xiàn)象：主軸不能轉(zhuǎn)動故障分析與處理：操作數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸電動機無論正轉(zhuǎn)故障分析與處理：操作數(shù)控系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)主軸電動機無論正轉(zhuǎn)反轉(zhuǎn)都不能轉(zhuǎn)動，打開控制柜觀察發(fā)現(xiàn)變頻器有號反轉(zhuǎn)都不能轉(zhuǎn)動，打開控制柜觀察發(fā)現(xiàn)變頻器有號報警，查閱變頻器說明書得知號報警是電源缺相報報警，查閱變頻器說明書得知號報警是電源缺相報警，用萬用表測試變頻器電源輸入端發(fā)現(xiàn)缺少一相電源，測警，用萬用表測試變頻器電源輸入端發(fā)現(xiàn)缺少一相電源，測試空氣開關(guān)輸入端電壓正常，測試輸出端發(fā)現(xiàn)電源缺試空氣開關(guān)輸入端電壓正常，測試輸出端發(fā)現(xiàn)電源缺相，拆下空氣開關(guān)相，拆下空氣開關(guān) 檢查發(fā)現(xiàn)已損壞，更換上電檢查發(fā)現(xiàn)已損壞，更換上電測試功能正常，故障