主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件

數(shù)控機床調(diào)試與維修主編：張洪強數(shù)控機床調(diào)試與維修主編：張洪強項目三：主軸傳動系統(tǒng)的故障維護與保養(yǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）專業(yè)能力目標(biāo)1、清楚變頻主軸的組成；2、清楚主軸的機械結(jié)構(gòu)及變頻器的接線、主要參數(shù)意義及設(shè)置方法；3、能進行變頻主軸常見故障維修；（二）社會能力目標(biāo)1.具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神；2.具有較強的責(zé)任感；3．具有團結(jié)協(xié)作精神；4．具有良好的心理素質(zhì)和身體素質(zhì)；（三）方法能力目標(biāo)1.具有通過電教片、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代途徑學(xué)習(xí)和圖書查詢等自學(xué)能力；2.具有綜合運用知識與技術(shù)從事程度較復(fù)雜的技術(shù)工作的能力。項目三：主軸傳動系統(tǒng)的故障維護與保養(yǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【相關(guān)知識】任務(wù)1：變頻主軸常見故障維修及保養(yǎng)一、主軸常識數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的大功率執(zhí)行機構(gòu)，主軸部件是影響機床加工精度的主要部件,回轉(zhuǎn)精度影響工件的加工精度,功率與回轉(zhuǎn)速度影響加工效率,自動變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機床的自動化程序。主軸的功能是接受數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅(qū)動主軸進行切削加工。對主軸驅(qū)動的要求：足夠的轉(zhuǎn)速范圍；足夠的功率和扭矩；各零部件應(yīng)具有足夠的精度、強度、剛度和抗振性；噪聲低、運行平穩(wěn)；與進給同步功能：為了使數(shù)控車床具有螺紋切削功能，要求主軸能與進給驅(qū)動實行同步控制；準(zhǔn)停功能：在加工中心上，為了自動換刀，還要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。主軸驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動裝置、主軸電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構(gòu)及主軸。通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機床是車床類；主軸驅(qū)動切削刀具旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機床是銑床類?！鞠嚓P(guān)知識】數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)根據(jù)控制方式的不同主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用交流主軸電機，通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動主軸旋轉(zhuǎn)。新興的電主軸（一體化主軸）最高轉(zhuǎn)速可達150000轉(zhuǎn)/分鐘，額定功率可達100千瓦，可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速。圖3-1主軸驅(qū)動裝置數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)根據(jù)根據(jù)主軸速度控制信號的不同可分為模擬量控制的主軸驅(qū)動裝置和串行數(shù)字控制的主軸驅(qū)動裝置兩類。模擬量控制的的主軸驅(qū)動裝置采用變頻器實現(xiàn)主軸電動機控制，有通用變頻器控制通用電機和專用變頻器控制專用電機兩種形式。目前大部分的經(jīng)濟型機床均采用數(shù)控系統(tǒng)模擬量輸出+變頻器+感應(yīng)（異步）電機的形式，性價比很高，這時也可以將模擬主軸稱為變頻主軸。串行主軸驅(qū)動裝置一般由各數(shù)控公司自行研制并生產(chǎn)，如西門子公司的611系列，日本發(fā)那克公司的α系列等，如圖3-1?？刂脐P(guān)系：電機驅(qū)動主軸，變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，變頻器受數(shù)控系統(tǒng)控制，包括用模擬直流電壓（0—10V）控制變頻器的頻率，用I/O口輸出的開關(guān)信號控制變頻器輸出三相交流電的相序，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)操作者或程序s或m要求，以及由主軸速度傳感器反饋信號確定主軸的控制輸出。二、CK6136主軸傳動系統(tǒng)CK6136數(shù)控車床主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用通用變頻器控制普通三相交流異步電動機，實現(xiàn)主軸的變頻無級調(diào)速，利用編碼器實現(xiàn)主軸位置（速度）檢測。根據(jù)主軸速度控制信號的不同可分為模擬量控制的主軸驅(qū)動裝置和串圖3-2單軸無級調(diào)速主軸箱結(jié)構(gòu)圖1、主軸帶輪2、同步帶輪3、主軸4、同步帶5、編碼器支架6、編碼器圖3-2單軸無級調(diào)速主軸箱結(jié)構(gòu)圖CK6136數(shù)控車床主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用通用變頻器控制普通三相交流異步電動機，實現(xiàn)主軸的變頻無級調(diào)速，利用編碼器實現(xiàn)主軸位置（速度）檢測。圖3-2是單軸無級調(diào)速主軸箱結(jié)構(gòu)圖。圖3-3是手動兩檔變頻調(diào)速主軸箱傳動示意圖。主軸電機通過皮帶傳動使軸Ⅰ獲得旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)過軸Ⅰ上的齒輪z1與軸Ⅱ的齒輪z2的齒輪傳動，軸Ⅱ轉(zhuǎn)動，同時Ⅱ軸上的齒輪雙聯(lián)滑移齒輪z3和z4開始旋轉(zhuǎn)，滑移齒輪在左邊位置時，軸Ⅱ的運動經(jīng)z3/z54齒輪副傳到主軸Ⅲ，獲得高檔區(qū)轉(zhuǎn)速215-2500r/min；滑移齒輪在右邊位置時，軸Ⅱ的運動經(jīng)z4/z6齒輪副傳到主軸Ⅲ，獲得低檔區(qū)轉(zhuǎn)速34-400r/min。同時主軸尾部的同步帶輪Ⅳ轉(zhuǎn)動，通過同步帶，把主軸的轉(zhuǎn)動傳遞給編碼器，檢測主軸的轉(zhuǎn)速。主軸箱變速手柄用來控制Ⅱ軸滑移齒輪位置，位于機床前側(cè)防護門內(nèi)。按住門上的按鈕并旋轉(zhuǎn)90°可打開防護門。操作變速手柄，當(dāng)手柄手把指向“L”時，主軸在低檔轉(zhuǎn)速區(qū)，指向“H”時，主軸在高檔轉(zhuǎn)速區(qū)。CK6136數(shù)控車床主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用通用變頻器控制普圖3-3手動兩檔變頻調(diào)速主軸箱圖3-3手動兩檔變頻調(diào)速主軸箱三、三相交流感應(yīng)異步電動機三相交流異步電動機主要有定子和轉(zhuǎn)子組成，見圖3-4。定子繞組是三個匝數(shù)相同、節(jié)距相同、空間互差120電角度的對稱繞組。轉(zhuǎn)子繞組（鼠籠）閉合。圖3-4三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)三、三相交流感應(yīng)異步電動機圖3-4三相交流異步電動機的結(jié)在三相對稱繞組中通入三相對稱交流電，就產(chǎn)生沿定子軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)體（導(dǎo)條）切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢在閉合的轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流和旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生電磁力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩如大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)起來。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同，可通過改變相序改變。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n=（1-s）ns=（1-s）60f/p式中:ns=60f/p為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，也稱為同步轉(zhuǎn)速；f:交流電的頻率；p：電動機的磁極對數(shù)，只和電機結(jié)構(gòu)有關(guān)；s：轉(zhuǎn)差率。正常運轉(zhuǎn)時，s很小，約為0.02——0.05結(jié)論：1、主軸有正反轉(zhuǎn)，可通過改變驅(qū)動交流電機的相序（調(diào)換三項電源接線中的任意兩根線）實現(xiàn)。2、實現(xiàn)主軸調(diào)速：三項交流電機調(diào)速比較困難—調(diào)速性能不好。通常有兩個實用調(diào)速方法：變極調(diào)速和變頻調(diào)速。變極調(diào)速改變電機的磁極對數(shù)P,該方法只能實現(xiàn)有級調(diào)速，數(shù)控機床一般不采用；變頻調(diào)速改變供電電源的頻率f,能實現(xiàn)無級調(diào)速，變頻主軸采用的就是這種方法。代價是必須在電機之外再增加一個價格不菲的變頻器。在三相對稱繞組中通入三相對稱交流電，就產(chǎn)生沿定子軸線旋轉(zhuǎn)的旋四、變頻器（一）變頻器常識變頻器是將輸入的50赫茲交流電源（三相或單相），變換成可調(diào)頻率的三相交流電的大功率電源。驅(qū)動電動機時，在實現(xiàn)變頻調(diào)速的同時，能根據(jù)負(fù)載要求得到理想的機械特性（轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系）；變頻器本身具有過壓、過流、過載、短路、過熱保護及報警；頻率改變時，輸出電壓同時調(diào)節(jié)，頻率越低，輸出電壓越低，配合變頻調(diào)速時供給電機電壓的調(diào)節(jié)，能克服普通交流電機轉(zhuǎn)速低時轉(zhuǎn)矩太小的缺點；提供理想的啟動性能、調(diào)速性能，可實現(xiàn)制動、反轉(zhuǎn)、點動控制功能；能實現(xiàn)操作模式、參數(shù)設(shè)置、顯示設(shè)置。啟動性能好：指啟動時電流不大而轉(zhuǎn)矩較大。調(diào)速性能好：無級調(diào)速、調(diào)速范圍寬、能實現(xiàn)恒速、低速大轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動車床時實現(xiàn)恒線速度切削。變頻器可實現(xiàn)電機的分段速度控制和無級變速控制。實現(xiàn)方法：模擬電壓實現(xiàn)在模擬控制輸入端改變0—10V（或0—5V）直流電壓，線性改變輸出電源的頻率。開關(guān)選段速，段速頻率由參數(shù)設(shè)置。通訊實現(xiàn)大多數(shù)變頻器都提供與其他設(shè)備（計算機、PLC等）通訊功能，通訊可實現(xiàn)對變頻器的多種操作，調(diào)速是其中的一種。四、變頻器（二）變頻器主電路圖3-5變頻器主電路（二）變頻器主電路圖3-5變頻器主電路變頻器由主電路和控制電路組成。最易出現(xiàn)的故障部位在主電路。主電路由整流電路、直流回路、逆變電路組成，如圖3-5所示。整流電路一般用整流橋?qū)⑤斎氲慕涣麟娫醋儞Q成脈動直流電源，直流回路主要由電阻和濾波電容組成，把脈動直流變換成穩(wěn)恒直流。逆變電路由大功率開關(guān)管組成，把直流電變換成交流電，改變開關(guān)管的開關(guān)頻率，即可改變輸出交流電的頻率。圖3-6三菱變頻器接線圖（三）逆變器的接線變頻器由主電路和控制電路組成。最易出現(xiàn)的故障部位在主電路。主變頻器維修中主要是對其正確接線和設(shè)置參數(shù)。CK6136數(shù)控車床使用富仕變頻器驅(qū)動主軸電機。變頻器接線如圖3-6。接線端如圖3-7：圖3-7變頻器的接線端變頻器維修中主要是對其正確接線和設(shè)置參數(shù)。CK6136數(shù)控車機床實際接線圖如圖3-8。圖3-8三菱變頻器接線圖

機床實際接線圖如圖3-8。圖3-8三菱變頻器接線圖（四）、逆變器的參數(shù)設(shè)定各型號的逆變器都必須進行參數(shù)設(shè)置，需仔細(xì)閱讀說明書，按說明書正確設(shè)置。下面以三菱變頻器為例說明參數(shù)設(shè)置方法。（四）、逆變器的參數(shù)設(shè)定主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件任務(wù)小節(jié)本節(jié)闡述了變頻主軸系統(tǒng)的常見故障維修及保養(yǎng)知識，主軸的功能是接受數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅(qū)動主軸進行切削加工。主軸驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動裝置、主軸電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構(gòu)及主軸。通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機床是車床類；主軸驅(qū)動切削刀具旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機床是銑床類。目前大部分的經(jīng)濟型機床均采用數(shù)控系統(tǒng)模擬量輸出+變頻器+感應(yīng)（異步）電機的形式，性價比很高，這時也可以將模擬主軸稱為變頻主軸。變頻器是將輸入的50赫茲交流電源（三相或單相），變換成可調(diào)頻率的三相交流電的大功率電源，驅(qū)動電動機時，在實現(xiàn)變頻調(diào)速的同時，能根據(jù)負(fù)載要求得到理想的機械特性。變頻器由主電路和控制電路組成，主電路由整流電路、直流回路、逆變電路組成。整流電路一般用整流橋?qū)⑤斎氲慕涣麟娫醋儞Q成脈動直流電源，直流回路主要由電阻和濾波電容組成，把脈動直流變換成穩(wěn)恒直流。任務(wù)小節(jié)課后自測1、變頻主軸主要用變頻器的那幾個接線端？2、查找其他型號的變頻器及說明書進行練習(xí)。3、判斷正誤（1）變頻器主軸比伺服主軸性能更好。（）（2）變頻器的輸入電源都是單項交流電。（）（3）變頻器產(chǎn)生的干擾較大。（）（4）斷電后可立即打開變頻器維修。（）（5）變頻器的電源輸入端標(biāo)記為U、V、W.()（6）變頻器內(nèi)部主電路由整流、直流、逆變組成。（）（7）逆變器只變頻，輸出電壓保持不變。（）（8）變頻器和電機成對使用。（）（9）變頻器主電路接線端子和控制電路接線端子尺寸不一，容易區(qū)別。（）（10）數(shù)控機床變頻主軸是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。（）（11）變頻器完成輸出所有控制，與數(shù)控系統(tǒng)無關(guān)。（）（12）一般數(shù)控系統(tǒng)輸出到變頻器的控制信號有方向控制和轉(zhuǎn)速控制。（）（13）變頻器模擬控制電壓為0—24V。（）（14）模擬控制電壓和方向控制電壓都是模擬直流電壓。（）（15）主軸速度/位置傳感器和主軸電機同軸作成一體。（）（16）變頻器驅(qū)動的電機是交流伺服電機。（）（17）變頻器正確接線后，通電即可正常工作。（）（18）變頻器包含負(fù)載電機的參數(shù)。（）（19）數(shù)控機床轉(zhuǎn)速控制模擬電壓的改變，是通過電位器分壓實現(xiàn)的。（）（20）變頻主軸電機的速度/位置傳感器的輸出應(yīng)接至變頻器。（）課后自測任務(wù)2：伺服主軸常見故障維修及保養(yǎng)一、系統(tǒng)組成寶雞機床廠生產(chǎn)VMC650數(shù)控銑床，配置FANUC0i-Mate-Mc數(shù)控系統(tǒng)，主軸驅(qū)動系統(tǒng)配置β8/8000i交流伺服電動機。主軸放大器采用SVPM3-15i，主軸驅(qū)動、進給伺服驅(qū)動做成一體。主軸系統(tǒng)組成包括NC、PMC、串行主軸放大器、伺服電機、位置編碼器、機械部分等。如圖3-9，圖中：NC：數(shù)控系統(tǒng)；PMC：FANUC開發(fā)的數(shù)控機床專用可編程控制器；PC：位置編碼器。*ESP緊急停止信號；MRDY機床準(zhǔn)備結(jié)束信號；SFR主軸正轉(zhuǎn)信號；SRV主軸反轉(zhuǎn)信號；ORCM主軸定向信號；SST速度0信號；任務(wù)2：伺服主軸常見故障維修及保養(yǎng)SDT速度檢測信號；SAR速度到達信號；LDT1負(fù)載檢測信號1；LDT2負(fù)載檢測信號2；ORAR定向結(jié)束信號；ALM串行主軸報警信號；SSIN主軸電機指令極性選擇信號；SGN主軸電機指令極性選擇信號；SIND主軸電機速度選擇信號；FIN完成信號；SF主軸速度選通信號；GR10GR20GR30齒輪選擇輸出信號；R01I—R12I主軸電機速度指令信號；R010—R120S12位代碼信號。NC到串行主軸放大器采用FSSB(FANUCSerialServoBus)即FANUC高速串行總線。SDT速度檢測信號；圖3-9FANUC交流伺服主軸系統(tǒng)圖3-9FANUC交流伺服主軸系統(tǒng)二、硬件連接圖3-10硬件總體連接二、硬件連接圖3-10硬件總體連接1、總體連接如圖3-10，F(xiàn)ANUC伺服控制系統(tǒng)的連接，在外圍連接電路具有很多類似的地方，大致分為FSSB連接、控制電源連接、主電源連接、急停信號連接、MCC連接、主軸指令連接（指串行主軸，模擬主軸接在變頻器中）、伺服電機主電源連接、伺服電機編碼器連接。2、數(shù)控單元接線插座/接口，如圖3-11。（1）FSSB光纜一般接左邊插口。（2）風(fēng)扇，電池，軟鍵，MDI等一般都已經(jīng)連接好，不要改動。（3）伺服檢測[CA69]不需要連接。（4）電源線可能有兩個插頭，一個為＋24V輸入(左)，另一個為+24V輸出(右)。具體接線為（1-24V,2-0V,3-地線）。（5）RS232接口是和電腦接口的連接線。一般接左邊（如果不和電腦連接，不接此線）。（6）串行主軸／編碼器的連接，如果使用FANUC的主軸放大器，這個接口是連接放大器的指令線，如果主軸使用的是變頻器（指令線由JA40模擬主軸接1、總體連接如圖3-10，F(xiàn)ANUC伺服控制系統(tǒng)的連接，在圖3-11數(shù)控單元接線插座/接口口連接），則這里連接主軸位置編碼器（車床一般都要接編碼器，如果是FANUC的主軸放大器，則編碼器連接到主軸放大器的JYA3）。圖3-11數(shù)控單元接線插座/接口口連接），則這里連接主軸位置（7）對于I/OLink［JD1A］是連接到I/O模塊或機床操作面板的，必須連接。（8）存儲卡插槽（在系統(tǒng)的正面），用于連接存儲卡，可對參數(shù)，程序，梯形圖等數(shù)據(jù)進行輸入／輸出操作，也可以進行DNC加工。3、伺服/主軸放大器的連接圖3-12SVPM一體型放大器每種伺服電動機要用配套的伺服驅(qū)動器驅(qū)動，以實現(xiàn)電機的速度控制或位置控制、正反轉(zhuǎn)、制動、加減速、準(zhǔn)停及要求的機械特性。FANUC主軸電機主要有α、β兩大系列。FANAUCα電機放大器有SVM（伺服放大器），SPM（主軸放大器），PSM（帶再生放電電阻型）三種型號。FANUCβ電機放大器有SVM（伺服放大器），SVPM（伺服主軸一體型放大器）兩種。本機采用SVPM3—15i一體型放大器，外形圖如圖3-12所示。4、FANUC數(shù)控系統(tǒng)的I/OLINK連接發(fā)那科系統(tǒng)的PMC是是通過專用的I/OLINK與系統(tǒng)進行通訊的，PMC在進行著I/O信號控制的同時，還可以實現(xiàn)手輪與I/OLINK軸的控制，但外圍的連接卻很簡單，且很有規(guī)律，同樣是從A到B，系統(tǒng)側(cè)的JD51A(0iC系統(tǒng)為JD1A)接到I/O模塊的JD1B,JA3或者JA58可以連接手輪。（7）對于I/OLink［JD1A］是連接到I/O模塊或機圖3-12SVPM一體型放大器圖3-12SVPM一體型放大器

FANUC的PMC地址分配大致如下：

X---MT輸入到PMC得信號，如接近開關(guān)、急停信號等。

Y---PMC輸出到MT的信號，

F---CNC輸入到PMC的信號，是固定的地址。

G---PMC輸出到CNC的信號，也是固定的地址。0i用I/O模塊是配置FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機床使用最為廣泛的I/O模塊，采用4個50芯插座連接的方式，分別是CB104\CB105\CB106\CB107。輸入點有96位，每個50芯插座中包含24位的輸入點，這些輸入點被分為3個字節(jié)；輸出點有64位，每個50芯插座中包含16位的輸出點，這些輸出點被分為2個字節(jié)。三、常用參數(shù)及說明參數(shù)含義FS-OIMA/MBFS-OI-Mate-MBFS-16/18/21MFS-16I/18I/21IMFS-OITA/TBFS-OI-Mate-TBFS-16/18/21TFS-16I/18I/21ITPM-O備注（一般設(shè)定值）FANUC的PMC地址分配大致如下：參數(shù)含義FS-O33程序輸出格式為ISO代碼0000#10000#111數(shù)據(jù)傳輸波特率103,113103,11310I/O通道20200為232口,4為存儲卡用存儲卡DNC138#71381可選DNC文件未回零執(zhí)行自動運行1005#01005#0調(diào)試時為1直線軸/旋轉(zhuǎn)軸1006#01006#0旋轉(zhuǎn)軸1半徑編程/直徑編程1006#3車床的X軸參考點返回方向1006#51006#50：+，1：-軸名稱1020102088(X)89(Y)90(Z)65(A)66(B)67(C)軸屬性102210221,2,3軸連接順序102310231,2,3程序輸出格式為ISO代碼0000#10000#111數(shù)34存儲行程限位正極限13201320調(diào)試為99999999存儲行程限位負(fù)極限13211321調(diào)試為-99999999未回零執(zhí)行手動快速1401#01401#0調(diào)試為1空運行速度141014101000左右各軸快移速度142014208000左右最大切削進給速度142214228000左右各軸手動速度142314234000左右各軸手動快移速度14241424可為0，同1420各軸返回參考點FL速400快移時間常數(shù)1620162050-200切削時間常數(shù)1622162250-200JOG時間常數(shù)1624162450-200存儲行程限位正極限13201320調(diào)試為9999999935分離型位置檢測器1815#11815#1全閉環(huán)1電機絕對編碼器1815#51815#5伺服帶電池1各軸位置環(huán)增益182518253000各軸到位寬度1826182620-100各軸移動位置偏差極限18281828調(diào)試10000各軸停止位置偏差極軸反向間隙18511851測量P-I控制方式2003#32003#31單脈沖消除功能2003#42003#4停止時微小震動設(shè)1虛擬串行反饋功能2009#02009#0如果不帶電機1電機代碼20202020查表負(fù)載慣量比20212021200左右分離型位置檢測器1815#11815#1全閉環(huán)1電機絕對36電機旋轉(zhuǎn)方向20222022111或-111速度反饋脈沖數(shù)202320238192位置反饋脈沖數(shù)20242024半12500，全（電機一轉(zhuǎn)時走的微米數(shù)）柔性進給傳動比(分子)N2084，20852084,2085轉(zhuǎn)動比，計算互鎖信號無效3003#03003#0*IT(G8.0)各軸互鎖信號無效3003#23003#2*ITX-*IT4(G130)各軸方向互鎖信號無效3003#33003#2*ITX-*IT4(G132,G134)減速信號極性3003#53003#5行程（常閉）開關(guān)0接近（常開）開關(guān)1超程信號無效3004#53004#5出現(xiàn)506，507報警時設(shè)定1顯示器類型3100#73100#70單色，1彩色中文顯示3102#33102#(3190#61電機旋轉(zhuǎn)方向20222022111或-111速度反饋脈沖37實際進給速度顯示3105#03105#01主軸速度和T代碼顯示3105#23105#21主軸倍率顯示3106#53106#51實際手動速度顯示指令3108#73108#71伺服調(diào)整畫面顯示3111#03111#01主軸監(jiān)控畫面顯示3111#13111#11操作監(jiān)控畫面顯示3111#53111#51伺服波形畫面顯示3112#03112#0需要時1，最后要為0指令數(shù)值單位3401#03401#00：微米，1：毫米實際進給速度顯示3105#03105#01主軸速度和T38各軸參考點螺補號36203620實測各軸正極限螺補號36213621各軸負(fù)極限螺補號36223622螺補數(shù)據(jù)放大倍數(shù)36233623螺補間隔36243624是否使用串行主軸3701#13701#10帶，1不帶檢測主軸速度到達信號3708#03708#01檢測主軸電機最高鉗制速度3736限制值/最大值*4095主軸各檔最高轉(zhuǎn)速3741/2/33741/2/3/4電機最大值/減速比是否使用位置編碼器4002#14002#1使用1主軸電機參數(shù)初始化位4019#74019#7主軸電機代碼41334133CNC控制軸數(shù)8130(OI)8130(OI)CNC控制軸數(shù)101010108130-PMC軸數(shù)手輪是否有效8131#0(OI)8131#0(OI)設(shè)0為步進方式串行主軸有效3701#13701#1直徑編程1006#3同時CMR=1各軸參考點螺補號36203620實測各軸正極限螺補號3639四、交流伺服電動機主軸傳動經(jīng)歷了從普通三相異步電動機傳動到直流主軸傳動，而隨著微處理器技術(shù)和大功率晶體管技術(shù)的進展，現(xiàn)在又進入了交流主軸伺服系統(tǒng)的時代。交流主軸電動機在基本速度以下時為恒轉(zhuǎn)矩區(qū)域，而在基本速度以上時為恒功率區(qū)域。

FANUC數(shù)控系統(tǒng)配套的控制電機，包括伺服電機、主軸電機、放大器和編碼器。由于這些電機是作為運動控制、特別是輪廓控制的執(zhí)行對象，因此，具有以下特點:高速度；高精度；高效率；體積?。还ぷ骺煽康?。非常適合高精、高速和緊湊型的數(shù)控機床。FANUC伺服電機型號的意義：β8/8000，其意義為:系列名稱額定堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩/最高轉(zhuǎn)速。（一）交流主軸伺服電動機的結(jié)構(gòu)交流主軸伺服電動機一般為同步電機，電機主要由定子，轉(zhuǎn)子構(gòu)成，其中定子與普通的交流感應(yīng)電機基本相同，主要有定子沖片，三相繞組線圈，另外還有支撐轉(zhuǎn)子前后端蓋和軸承等組成，一般交流主軸電動機是專門設(shè)計的，為了增加輸出功率，縮小電動機的體積，都采用定子鐵心在空氣中直接冷卻的方法，沒有機殼，而且在定子鐵心上作有軸向孔以利通風(fēng)等。伺服電機的轉(zhuǎn)子主要由多對極的磁鋼，轉(zhuǎn)子沖片和電機軸構(gòu)成。四、交流伺服電動機（二）交流伺服電機的工作原理交流伺服電機的工作原理實際上與電磁式的同步電機類似，只不過磁場不是由轉(zhuǎn)子中的激磁繞組產(chǎn)生，而是由作為轉(zhuǎn)子的永久磁鐵產(chǎn)生，當(dāng)定子三相繞組通上交流電源后，電機中就會產(chǎn)生一個旋轉(zhuǎn)的磁場，該磁場將以同步轉(zhuǎn)速Ns=60f/p旋轉(zhuǎn)。根據(jù)磁場的特性，定子的旋轉(zhuǎn)磁極總是要和轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)磁極相互吸引，并帶著轉(zhuǎn)子一同地轉(zhuǎn)動，使定子磁場的軸心線與轉(zhuǎn)子磁場的軸心線保持一致，形成電機的旋轉(zhuǎn)扭矩。一旦由于負(fù)載的扭矩發(fā)生變化，就會造成磁場的軸線和轉(zhuǎn)子的軸線發(fā)生變化，但總是不超過一定的限度，所以電機的速度就會以同步轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。作為同步電機由于電機的轉(zhuǎn)子慣量、定子和轉(zhuǎn)子之間的轉(zhuǎn)速差等因素的影響，經(jīng)常會造成電機啟動時的失步，為了保證定子和轉(zhuǎn)子之間總是處于一定的同步狀態(tài)，在電機的后面的編碼器都增加了確定轉(zhuǎn)子位置的位置編碼器。（二）交流伺服電機的工作原理任務(wù)小節(jié)本節(jié)主要闡述了伺服主軸的常見故障維修及保養(yǎng)知識，硬件在外圍連接電路中大致分為FSSB連接、控制電源連接、主電源連接、急停信號連接、MCC連接、主軸指令連接、伺服電機主電源連接、伺服電機編碼器連接。每種伺服電動機要用配套的伺服驅(qū)動器驅(qū)動，以實現(xiàn)電機的速度控制或位置控制、正反轉(zhuǎn)、制動、加減速、準(zhǔn)停及要求的機械特性。還列出了常用參數(shù)的意義及調(diào)試方法。FANUC數(shù)控系統(tǒng)配套的控制電機是作為運動控制、特別是輪廓控制的執(zhí)行對象，因此，具有以下特點:高速度，高精度，高效率，體積小，工作可靠等特點，非常適合高精、高速和緊湊型的數(shù)控機床。任務(wù)小節(jié)課后自測選擇FANUC系統(tǒng)數(shù)控機床，按照下面的要求調(diào)試主軸參數(shù)，觀察調(diào)試后主軸的運行狀況：1、參數(shù)的顯示操作（1）按MDI面板上的功能鍵“SYSTEM”數(shù)次后，或者按功能鍵“SYSTEM”一次后再按軟鍵[PARAM]選擇參數(shù)畫面，如圖3-13。圖3-13參數(shù)畫面課后自測圖3-13參數(shù)畫面（2）參數(shù)畫面由多頁組成。通過下面（a）（b）兩種方法選擇需要顯示的參數(shù)所在的頁面。（a）用翻頁鍵或光標(biāo)移動鍵，顯示需要的頁面。（b）從鍵盤輸入想顯示的參數(shù)號，然后按軟鍵[NO.SRH]。這樣可顯示包括指定參數(shù)所在的頁面，光標(biāo)同時處于指定參數(shù)位置（數(shù)據(jù)部分變成反轉(zhuǎn)文字顯示）。2、參數(shù)設(shè)定步驟：（1）將NC置于MDI方式或急停狀態(tài)。（2）用以下步驟使參數(shù)處于可寫狀態(tài)。

a)按功能鍵“OFS/SET”數(shù)次后，或按功能鍵“OFS/SET”一次后再按軟鍵[SETTING]，可顯示SETTING畫面的第一頁。

b)將光標(biāo)移至“PARAMETERWRITE”處。

c)按[（OPRT）]軟鍵顯示操作選擇軟鍵。

d)按軟鍵[ON：1]或輸入1，再按軟鍵[INPUT]，使“PARAMETERWRITE”=1。這樣參數(shù)處于可寫入狀態(tài)，同時CNC發(fā)生P/S報警100（允許參數(shù)寫入）。（2）參數(shù)畫面由多頁組成。通過下面（a）（b）兩種方法選擇（3）按功能鍵“SYSTEM”數(shù)次后，或者按功能鍵“SYSTEM”一次后再按軟鍵[PARAM]，顯示參數(shù)畫面。（4）顯示包含需要設(shè)定的參數(shù)的畫面，將光標(biāo)置于需要設(shè)定的參數(shù)位置上。（5）輸入數(shù)據(jù)，然后按[INPUT]軟鍵。輸入的數(shù)據(jù)將被設(shè)定到光標(biāo)指定的參數(shù)中。（6）若需要則重復(fù)步驟（4）和（5）。（7）參數(shù)設(shè)定完畢。需將設(shè)定畫面的“PARAMETERWRITE=”設(shè)定為0，禁止參數(shù)設(shè)定。（8）復(fù)位CNC，解除P/S報警100。但在設(shè)定參數(shù)時，有時會出現(xiàn)P/S報警000（需切斷電源），此時請關(guān)掉電源再開機。3、主軸參數(shù)設(shè)定首先在4133#參數(shù)中輸入電機代碼，把4019#7設(shè)定為1，進行自動初始化。斷電再上電后，系統(tǒng)會自動加載部分電機參數(shù)，初始化后根據(jù)主軸電機參數(shù)說明書的參數(shù)表對照一下，有不同的部分加以修改。修改后主軸初始化結(jié)束。設(shè)定相關(guān)的電機速度（3741，3742，3743等）參數(shù)，在MDI畫面輸入“M03S100”檢查電機的運行情況是否正常。（3）按功能鍵“SYSTEM”數(shù)次后，或者按功能鍵“SYST4、根據(jù)機床特性需要進行調(diào)整的參數(shù)：4、根據(jù)機床特性需要進行調(diào)整的參數(shù)：演講完畢，謝謝觀看！演講完畢，謝謝觀看！數(shù)控機床調(diào)試與維修主編：張洪強數(shù)控機床調(diào)試與維修主編：張洪強項目三：主軸傳動系統(tǒng)的故障維護與保養(yǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】（一）專業(yè)能力目標(biāo)1、清楚變頻主軸的組成；2、清楚主軸的機械結(jié)構(gòu)及變頻器的接線、主要參數(shù)意義及設(shè)置方法；3、能進行變頻主軸常見故障維修；（二）社會能力目標(biāo)1.具有良好的職業(yè)道德和敬業(yè)精神；2.具有較強的責(zé)任感；3．具有團結(jié)協(xié)作精神；4．具有良好的心理素質(zhì)和身體素質(zhì)；（三）方法能力目標(biāo)1.具有通過電教片、網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代途徑學(xué)習(xí)和圖書查詢等自學(xué)能力；2.具有綜合運用知識與技術(shù)從事程度較復(fù)雜的技術(shù)工作的能力。項目三：主軸傳動系統(tǒng)的故障維護與保養(yǎng)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】【相關(guān)知識】任務(wù)1：變頻主軸常見故障維修及保養(yǎng)一、主軸常識數(shù)控機床主軸驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機床的大功率執(zhí)行機構(gòu)，主軸部件是影響機床加工精度的主要部件,回轉(zhuǎn)精度影響工件的加工精度,功率與回轉(zhuǎn)速度影響加工效率,自動變速、準(zhǔn)停和換刀等影響機床的自動化程序。主軸的功能是接受數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅(qū)動主軸進行切削加工。對主軸驅(qū)動的要求：足夠的轉(zhuǎn)速范圍；足夠的功率和扭矩；各零部件應(yīng)具有足夠的精度、強度、剛度和抗振性；噪聲低、運行平穩(wěn)；與進給同步功能：為了使數(shù)控車床具有螺紋切削功能，要求主軸能與進給驅(qū)動實行同步控制；準(zhǔn)停功能：在加工中心上，為了自動換刀，還要求主軸具有高精度的準(zhǔn)停功能。主軸驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動裝置、主軸電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構(gòu)及主軸。通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機床是車床類；主軸驅(qū)動切削刀具旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機床是銑床類?！鞠嚓P(guān)知識】數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)根據(jù)控制方式的不同主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用交流主軸電機，通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動主軸旋轉(zhuǎn)。新興的電主軸（一體化主軸）最高轉(zhuǎn)速可達150000轉(zhuǎn)/分鐘，額定功率可達100千瓦，可實現(xiàn)恒轉(zhuǎn)矩調(diào)速和恒功率調(diào)速。圖3-1主軸驅(qū)動裝置數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)根據(jù)根據(jù)主軸速度控制信號的不同可分為模擬量控制的主軸驅(qū)動裝置和串行數(shù)字控制的主軸驅(qū)動裝置兩類。模擬量控制的的主軸驅(qū)動裝置采用變頻器實現(xiàn)主軸電動機控制，有通用變頻器控制通用電機和專用變頻器控制專用電機兩種形式。目前大部分的經(jīng)濟型機床均采用數(shù)控系統(tǒng)模擬量輸出+變頻器+感應(yīng)（異步）電機的形式，性價比很高，這時也可以將模擬主軸稱為變頻主軸。串行主軸驅(qū)動裝置一般由各數(shù)控公司自行研制并生產(chǎn)，如西門子公司的611系列，日本發(fā)那克公司的α系列等，如圖3-1?？刂脐P(guān)系：電機驅(qū)動主軸，變頻器控制電機正反轉(zhuǎn)和轉(zhuǎn)速，變頻器受數(shù)控系統(tǒng)控制，包括用模擬直流電壓（0—10V）控制變頻器的頻率，用I/O口輸出的開關(guān)信號控制變頻器輸出三相交流電的相序，數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)操作者或程序s或m要求，以及由主軸速度傳感器反饋信號確定主軸的控制輸出。二、CK6136主軸傳動系統(tǒng)CK6136數(shù)控車床主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用通用變頻器控制普通三相交流異步電動機，實現(xiàn)主軸的變頻無級調(diào)速，利用編碼器實現(xiàn)主軸位置（速度）檢測。根據(jù)主軸速度控制信號的不同可分為模擬量控制的主軸驅(qū)動裝置和串圖3-2單軸無級調(diào)速主軸箱結(jié)構(gòu)圖1、主軸帶輪2、同步帶輪3、主軸4、同步帶5、編碼器支架6、編碼器圖3-2單軸無級調(diào)速主軸箱結(jié)構(gòu)圖CK6136數(shù)控車床主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用通用變頻器控制普通三相交流異步電動機，實現(xiàn)主軸的變頻無級調(diào)速，利用編碼器實現(xiàn)主軸位置（速度）檢測。圖3-2是單軸無級調(diào)速主軸箱結(jié)構(gòu)圖。圖3-3是手動兩檔變頻調(diào)速主軸箱傳動示意圖。主軸電機通過皮帶傳動使軸Ⅰ獲得旋轉(zhuǎn)運動，經(jīng)過軸Ⅰ上的齒輪z1與軸Ⅱ的齒輪z2的齒輪傳動，軸Ⅱ轉(zhuǎn)動，同時Ⅱ軸上的齒輪雙聯(lián)滑移齒輪z3和z4開始旋轉(zhuǎn)，滑移齒輪在左邊位置時，軸Ⅱ的運動經(jīng)z3/z54齒輪副傳到主軸Ⅲ，獲得高檔區(qū)轉(zhuǎn)速215-2500r/min；滑移齒輪在右邊位置時，軸Ⅱ的運動經(jīng)z4/z6齒輪副傳到主軸Ⅲ，獲得低檔區(qū)轉(zhuǎn)速34-400r/min。同時主軸尾部的同步帶輪Ⅳ轉(zhuǎn)動，通過同步帶，把主軸的轉(zhuǎn)動傳遞給編碼器，檢測主軸的轉(zhuǎn)速。主軸箱變速手柄用來控制Ⅱ軸滑移齒輪位置，位于機床前側(cè)防護門內(nèi)。按住門上的按鈕并旋轉(zhuǎn)90°可打開防護門。操作變速手柄，當(dāng)手柄手把指向“L”時，主軸在低檔轉(zhuǎn)速區(qū)，指向“H”時，主軸在高檔轉(zhuǎn)速區(qū)。CK6136數(shù)控車床主軸驅(qū)動系統(tǒng)采用通用變頻器控制普圖3-3手動兩檔變頻調(diào)速主軸箱圖3-3手動兩檔變頻調(diào)速主軸箱三、三相交流感應(yīng)異步電動機三相交流異步電動機主要有定子和轉(zhuǎn)子組成，見圖3-4。定子繞組是三個匝數(shù)相同、節(jié)距相同、空間互差120電角度的對稱繞組。轉(zhuǎn)子繞組（鼠籠）閉合。圖3-4三相交流異步電動機的結(jié)構(gòu)三、三相交流感應(yīng)異步電動機圖3-4三相交流異步電動機的結(jié)在三相對稱繞組中通入三相對稱交流電，就產(chǎn)生沿定子軸線旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)磁場，轉(zhuǎn)子中的導(dǎo)體（導(dǎo)條）切割磁力線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，感應(yīng)電動勢在閉合的轉(zhuǎn)子回路產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流和旋轉(zhuǎn)磁場作用，產(chǎn)生電磁力，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩，該轉(zhuǎn)矩如大于負(fù)載轉(zhuǎn)矩，轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)起來。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向相同，可通過改變相序改變。轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n=（1-s）ns=（1-s）60f/p式中:ns=60f/p為旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速，也稱為同步轉(zhuǎn)速；f:交流電的頻率；p：電動機的磁極對數(shù)，只和電機結(jié)構(gòu)有關(guān)；s：轉(zhuǎn)差率。正常運轉(zhuǎn)時，s很小，約為0.02——0.05結(jié)論：1、主軸有正反轉(zhuǎn)，可通過改變驅(qū)動交流電機的相序（調(diào)換三項電源接線中的任意兩根線）實現(xiàn)。2、實現(xiàn)主軸調(diào)速：三項交流電機調(diào)速比較困難—調(diào)速性能不好。通常有兩個實用調(diào)速方法：變極調(diào)速和變頻調(diào)速。變極調(diào)速改變電機的磁極對數(shù)P,該方法只能實現(xiàn)有級調(diào)速，數(shù)控機床一般不采用；變頻調(diào)速改變供電電源的頻率f,能實現(xiàn)無級調(diào)速，變頻主軸采用的就是這種方法。代價是必須在電機之外再增加一個價格不菲的變頻器。在三相對稱繞組中通入三相對稱交流電，就產(chǎn)生沿定子軸線旋轉(zhuǎn)的旋四、變頻器（一）變頻器常識變頻器是將輸入的50赫茲交流電源（三相或單相），變換成可調(diào)頻率的三相交流電的大功率電源。驅(qū)動電動機時，在實現(xiàn)變頻調(diào)速的同時，能根據(jù)負(fù)載要求得到理想的機械特性（轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的關(guān)系）；變頻器本身具有過壓、過流、過載、短路、過熱保護及報警；頻率改變時，輸出電壓同時調(diào)節(jié)，頻率越低，輸出電壓越低，配合變頻調(diào)速時供給電機電壓的調(diào)節(jié)，能克服普通交流電機轉(zhuǎn)速低時轉(zhuǎn)矩太小的缺點；提供理想的啟動性能、調(diào)速性能，可實現(xiàn)制動、反轉(zhuǎn)、點動控制功能；能實現(xiàn)操作模式、參數(shù)設(shè)置、顯示設(shè)置。啟動性能好：指啟動時電流不大而轉(zhuǎn)矩較大。調(diào)速性能好：無級調(diào)速、調(diào)速范圍寬、能實現(xiàn)恒速、低速大轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動車床時實現(xiàn)恒線速度切削。變頻器可實現(xiàn)電機的分段速度控制和無級變速控制。實現(xiàn)方法：模擬電壓實現(xiàn)在模擬控制輸入端改變0—10V（或0—5V）直流電壓，線性改變輸出電源的頻率。開關(guān)選段速，段速頻率由參數(shù)設(shè)置。通訊實現(xiàn)大多數(shù)變頻器都提供與其他設(shè)備（計算機、PLC等）通訊功能，通訊可實現(xiàn)對變頻器的多種操作，調(diào)速是其中的一種。四、變頻器（二）變頻器主電路圖3-5變頻器主電路（二）變頻器主電路圖3-5變頻器主電路變頻器由主電路和控制電路組成。最易出現(xiàn)的故障部位在主電路。主電路由整流電路、直流回路、逆變電路組成，如圖3-5所示。整流電路一般用整流橋?qū)⑤斎氲慕涣麟娫醋儞Q成脈動直流電源，直流回路主要由電阻和濾波電容組成，把脈動直流變換成穩(wěn)恒直流。逆變電路由大功率開關(guān)管組成，把直流電變換成交流電，改變開關(guān)管的開關(guān)頻率，即可改變輸出交流電的頻率。圖3-6三菱變頻器接線圖（三）逆變器的接線變頻器由主電路和控制電路組成。最易出現(xiàn)的故障部位在主電路。主變頻器維修中主要是對其正確接線和設(shè)置參數(shù)。CK6136數(shù)控車床使用富仕變頻器驅(qū)動主軸電機。變頻器接線如圖3-6。接線端如圖3-7：圖3-7變頻器的接線端變頻器維修中主要是對其正確接線和設(shè)置參數(shù)。CK6136數(shù)控車機床實際接線圖如圖3-8。圖3-8三菱變頻器接線圖

機床實際接線圖如圖3-8。圖3-8三菱變頻器接線圖（四）、逆變器的參數(shù)設(shè)定各型號的逆變器都必須進行參數(shù)設(shè)置，需仔細(xì)閱讀說明書，按說明書正確設(shè)置。下面以三菱變頻器為例說明參數(shù)設(shè)置方法。（四）、逆變器的參數(shù)設(shè)定主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件主軸傳動系統(tǒng)的故障維修與保養(yǎng)培訓(xùn)課件任務(wù)小節(jié)本節(jié)闡述了變頻主軸系統(tǒng)的常見故障維修及保養(yǎng)知識，主軸的功能是接受數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令，驅(qū)動主軸進行切削加工。主軸驅(qū)動系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動裝置、主軸電動機、主軸位置檢測裝置、傳動機構(gòu)及主軸。通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機床是車床類；主軸驅(qū)動切削刀具旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機床是銑床類。目前大部分的經(jīng)濟型機床均采用數(shù)控系統(tǒng)模擬量輸出+變頻器+感應(yīng)（異步）電機的形式，性價比很高，這時也可以將模擬主軸稱為變頻主軸。變頻器是將輸入的50赫茲交流電源（三相或單相），變換成可調(diào)頻率的三相交流電的大功率電源，驅(qū)動電動機時，在實現(xiàn)變頻調(diào)速的同時，能根據(jù)負(fù)載要求得到理想的機械特性。變頻器由主電路和控制電路組成，主電路由整流電路、直流回路、逆變電路組成。整流電路一般用整流橋?qū)⑤斎氲慕涣麟娫醋儞Q成脈動直流電源，直流回路主要由電阻和濾波電容組成，把脈動直流變換成穩(wěn)恒直流。任務(wù)小節(jié)課后自測1、變頻主軸主要用變頻器的那幾個接線端？2、查找其他型號的變頻器及說明書進行練習(xí)。3、判斷正誤（1）變頻器主軸比伺服主軸性能更好。（）（2）變頻器的輸入電源都是單項交流電。（）（3）變頻器產(chǎn)生的干擾較大。（）（4）斷電后可立即打開變頻器維修。（）（5）變頻器的電源輸入端標(biāo)記為U、V、W.()（6）變頻器內(nèi)部主電路由整流、直流、逆變組成。（）（7）逆變器只變頻，輸出電壓保持不變。（）（8）變頻器和電機成對使用。（）（9）變頻器主電路接線端子和控制電路接線端子尺寸不一，容易區(qū)別。（）（10）數(shù)控機床變頻主軸是一個開環(huán)控制系統(tǒng)。（）（11）變頻器完成輸出所有控制，與數(shù)控系統(tǒng)無關(guān)。（）（12）一般數(shù)控系統(tǒng)輸出到變頻器的控制信號有方向控制和轉(zhuǎn)速控制。（）（13）變頻器模擬控制電壓為0—24V。（）（14）模擬控制電壓和方向控制電壓都是模擬直流電壓。（）（15）主軸速度/位置傳感器和主軸電機同軸作成一體。（）（16）變頻器驅(qū)動的電機是交流伺服電機。（）（17）變頻器正確接線后，通電即可正常工作。（）（18）變頻器包含負(fù)載電機的參數(shù)。（）（19）數(shù)控機床轉(zhuǎn)速控制模擬電壓的改變，是通過電位器分壓實現(xiàn)的。（）（20）變頻主軸電機的速度/位置傳感器的輸出應(yīng)接至變頻器。（）課后自測任務(wù)2：伺服主軸常見故障維修及保養(yǎng)一、系統(tǒng)組成寶雞機床廠生產(chǎn)VMC650數(shù)控銑床，配置FANUC0i-Mate-Mc數(shù)控系統(tǒng)，主軸驅(qū)動系統(tǒng)配置β8/8000i交流伺服電動機。主軸放大器采用SVPM3-15i，主軸驅(qū)動、進給伺服驅(qū)動做成一體。主軸系統(tǒng)組成包括NC、PMC、串行主軸放大器、伺服電機、位置編碼器、機械部分等。如圖3-9，圖中：NC：數(shù)控系統(tǒng)；PMC：FANUC開發(fā)的數(shù)控機床專用可編程控制器；PC：位置編碼器。*ESP緊急停止信號；MRDY機床準(zhǔn)備結(jié)束信號；SFR主軸正轉(zhuǎn)信號；SRV主軸反轉(zhuǎn)信號；ORCM主軸定向信號；SST速度0信號；任務(wù)2：伺服主軸常見故障維修及保養(yǎng)SDT速度檢測信號；SAR速度到達信號；LDT1負(fù)載檢測信號1；LDT2負(fù)載檢測信號2；ORAR定向結(jié)束信號；ALM串行主軸報警信號；SSIN主軸電機指令極性選擇信號；SGN主軸電機指令極性選擇信號；SIND主軸電機速度選擇信號；FIN完成信號；SF主軸速度選通信號；GR10GR20GR30齒輪選擇輸出信號；R01I—R12I主軸電機速度指令信號；R010—R120S12位代碼信號。NC到串行主軸放大器采用FSSB(FANUCSerialServoBus)即FANUC高速串行總線。SDT速度檢測信號；圖3-9FANUC交流伺服主軸系統(tǒng)圖3-9FANUC交流伺服主軸系統(tǒng)二、硬件連接圖3-10硬件總體連接二、硬件連接圖3-10硬件總體連接1、總體連接如圖3-10，F(xiàn)ANUC伺服控制系統(tǒng)的連接，在外圍連接電路具有很多類似的地方，大致分為FSSB連接、控制電源連接、主電源連接、急停信號連接、MCC連接、主軸指令連接（指串行主軸，模擬主軸接在變頻器中）、伺服電機主電源連接、伺服電機編碼器連接。2、數(shù)控單元接線插座/接口，如圖3-11。（1）FSSB光纜一般接左邊插口。（2）風(fēng)扇，電池，軟鍵，MDI等一般都已經(jīng)連接好，不要改動。（3）伺服檢測[CA69]不需要連接。（4）電源線可能有兩個插頭，一個為＋24V輸入(左)，另一個為+24V輸出(右)。具體接線為（1-24V,2-0V,3-地線）。（5）RS232接口是和電腦接口的連接線。一般接左邊（如果不和電腦連接，不接此線）。（6）串行主軸／編碼器的連接，如果使用FANUC的主軸放大器，這個接口是連接放大器的指令線，如果主軸使用的是變頻器（指令線由JA40模擬主軸接1、總體連接如圖3-10，F(xiàn)ANUC伺服控制系統(tǒng)的連接，在圖3-11數(shù)控單元接線插座/接口口連接），則這里連接主軸位置編碼器（車床一般都要接編碼器，如果是FANUC的主軸放大器，則編碼器連接到主軸放大器的JYA3）。圖3-11數(shù)控單元接線插座/接口口連接），則這里連接主軸位置（7）對于I/OLink［JD1A］是連接到I/O模塊或機床操作面板的，必須連接。（8）存儲卡插槽（在系統(tǒng)的正面），用于連接存儲卡，可對參數(shù)，程序，梯形圖等數(shù)據(jù)進行輸入／輸出操作，也可以進行DNC加工。3、伺服/主軸放大器的連接圖3-12SVPM一體型放大器每種伺服電動機要用配套的伺服驅(qū)動器驅(qū)動，以實現(xiàn)電機的速度控制或位置控制、正反轉(zhuǎn)、制動、加減速、準(zhǔn)停及要求的機械特性。FANUC主軸電機主要有α、β兩大系列。FANAUCα電機放大器有SVM（伺服放大器），SPM（主軸放大器），PSM（帶再生放電電阻型）三種型號。FANUCβ電機放大器有SVM（伺服放大器），SVPM（伺服主軸一體型放大器）兩種。本機采用SVPM3—15i一體型放大器，外形圖如圖3-12所示。4、FANUC數(shù)控系統(tǒng)的I/OLINK連接發(fā)那科系統(tǒng)的PMC是是通過專用的I/OLINK與系統(tǒng)進行通訊的，PMC在進行著I/O信號控制的同時，還可以實現(xiàn)手輪與I/OLINK軸的控制，但外圍的連接卻很簡單，且很有規(guī)律，同樣是從A到B，系統(tǒng)側(cè)的JD51A(0iC系統(tǒng)為JD1A)接到I/O模塊的JD1B,JA3或者JA58可以連接手輪。（7）對于I/OLink［JD1A］是連接到I/O模塊或機圖3-12SVPM一體型放大器圖3-12SVPM一體型放大器

FANUC的PMC地址分配大致如下：

X---MT輸入到PMC得信號，如接近開關(guān)、急停信號等。

Y---PMC輸出到MT的信號，

F---CNC輸入到PMC的信號，是固定的地址。

G---PMC輸出到CNC的信號，也是固定的地址。0i用I/O模塊是配置FANUC系統(tǒng)的數(shù)控機床使用最為廣泛的I/O模塊，采用4個50芯插座連接的方式，分別是CB104\CB105\CB106\CB107。輸入點有96位，每個50芯插座中包含24位的輸入點，這些輸入點被分為3個字節(jié)；輸出點有64位，每個50芯插座中包含16位的輸出點，這些輸出點被分為2個字節(jié)。三、常用參數(shù)及說明參數(shù)含義FS-OIMA/MBFS-OI-Mate-MBFS-16/18/21MFS-16I/18I/21IMFS-OITA/TBFS-OI-Mate-TBFS-16/18/21TFS-16I/18I/21ITPM-O備注（一般設(shè)定值）FANUC的PMC地址分配大致如下：參數(shù)含義FS-O80程序輸出格式為ISO代碼0000#10000#111數(shù)據(jù)傳輸波特率103,113103,11310I/O通道20200為232口,4為存儲卡用存儲卡DNC138#71381可選DNC文件未回零執(zhí)行自動運行1005#01005#0調(diào)試時為1直線軸/旋轉(zhuǎn)軸1006#01006#0旋轉(zhuǎn)軸1半徑編程/直徑編程1006#3車床的X軸參考點返回方向1006#51006#50：+，1：-軸名稱1020102088(X)89(Y)90(Z)65(A)66(B)67(C)軸屬性102210221,2,3軸連接順序102310231,2,3程序輸出格式為ISO代碼0000#10000#111數(shù)81存儲行程限位正極限13201320調(diào)試為99999999存儲行程限位負(fù)極限13211321調(diào)試為-99999999未回零執(zhí)行手動快速1401#01401#0調(diào)試為1空運行速度141014101000左右各軸快移速度142014208000左右最大切削進給速度142214228000左右各軸手動速度142314234000左右各軸手動快移速度14241424可為0，同1420各軸返回參考點FL速400快移時間常數(shù)1620162050-200切削時間常數(shù)1622162250-200JOG時間常數(shù)1624162450-200存儲行程限位正極限13201320調(diào)試為9999999982分離型位置檢測器1815#11815#1全閉環(huán)1電機絕對編碼器1815#51815#5伺服帶電池1各軸位置環(huán)增益182518253000各軸到位寬度1826182620-100各軸移動位置偏差極限18281828調(diào)試10000各軸停止位置偏差極軸反向間隙18511851測量P-I控制方式2003#32003#31單脈沖消除功能2003#42003#4停止時微小震動設(shè)1虛擬串行反饋功能2009#02009#0如果不帶電機1電機代碼20202020查表負(fù)載慣量比20212021200左右分離型位置檢測器1815#11815#1全閉環(huán)1電機絕對83電機旋轉(zhuǎn)方向20222022111或-111速度反饋脈沖數(shù)202320238192位置反饋脈沖數(shù)20242024半12500，全（電機一轉(zhuǎn)時走的微米數(shù)）柔性進給傳動比(分子)N2084，20852084,2085轉(zhuǎn)動比，計算互鎖信號無效3003#03003#0*IT(G8.0)各軸互鎖信號無效3003#23003#2*ITX-*IT4(G130)各軸方向互鎖信號無效3003#33003#2*ITX-*IT4(G132,G134)減速信號極性3003#53003#5行程（常閉）開關(guān)0接近（常開）開關(guān)1超程信號無效3004#53004#5出現(xiàn)506，507報警時設(shè)定1顯示器類型3100#73100#70單色，1彩色中文顯示3102#33102#(3190#61電機旋轉(zhuǎn)方向20222022111或-111速度反饋脈沖84實際進給速度顯示3105#03105#01主軸速度和T代碼顯示3105#23105#21主軸倍率顯示3106#53106#51實際手動速度顯示指令3108#73108#71伺服調(diào)整畫面顯示3111#03111#01主軸監(jiān)控畫面顯示3111#13111#11操作監(jiān)控畫面顯示3111#53111#51伺服波形畫面顯示3112#03112#0需要時1，最后要為0指令數(shù)值單位3401#03401#00：微米，1：毫米實際進給速度顯示3105#03105#01主軸速度和T85各軸參考點螺補號36203620實測各軸正極限螺補號36213621各軸負(fù)極限螺補號36223622螺補數(shù)據(jù)放大倍數(shù)36233623螺補間隔36243624是否使用串行主軸3701#13701#10帶，1不帶檢測主軸速度到達信號3708#03708#01檢測主軸電機最高鉗制速度3736限制值/最大值*4095主軸各檔最高轉(zhuǎn)速3741/2/33741/2/3/4電機最大值/減速比是否使用位置編碼器4002#14002#1使用1主軸電機參數(shù)初始化位4019#74019#7主軸電機代碼41334133CNC控制軸數(shù)8130(OI)8130(OI)CNC控制軸數(shù)101010108130-PMC軸數(shù)手輪是否有效8131#0(OI)8131#0(OI)設(shè)0為步進方式串行主軸有效3701#13701#1直徑編程1006#3同時CMR=1