主轴准停装置装调与维修.ppt

数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程主编：韩鸿鸾主编：韩鸿鸾模块四模块四 主轴驱动系统的装调与维修主轴驱动系统的装调与维修任务任务四四 主轴准停装置装调与维修主轴准停装置装调与维修知识内容知识内容知识内容知识内容4 4任务引入任务引入任务引入任务引入1 1任务目标任务目标任务目标任务目标2 2任务实施任务实施任务实施任务实施3 3任务拓展任务拓展任务拓展任务拓展5 5任务巩固任务巩固任务巩固任务巩固6 6主轴准停功能又称主轴定位功能(Spindle Specified Position Stop)。即当主轴停止时，控制其停于固定的位置，这是加工中心上自动换刀所必须的功能。主轴准停镗背孔示意图 主轴准停控制数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务目标任务目标任务目标任务目标掌握主轴准停的种类掌握主轴准停的种类1 1会对传感器主轴准停会对传感器主轴准停进行连接与参数设置进行连接与参数设置2 23 34 4了解数控准停的原理了解数控准停的原理会对编码器会对编码器主轴准停进行连接与参数设置主轴准停进行连接与参数设置数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程 ：在有条件的情况下，把学生带到数控机床边，让工厂技术人员或教师对着实物介绍，若没有条件可采用动画或录像教学。一、机械准停一、机械准停定位盘准停原理示意图 b）接线图 c）实物图图12 强电连接的部分实物图二、电气准停控制二、电气准停控制 1.1.磁传感器主轴准停磁传感器主轴准停磁传感器准停控制系统构成a)原理图 b)M传感器+主轴定向的连接图磁发体与磁传感器在主轴上位置示意图磁传感器准停时序图磁性传感器主轴准停装置1-磁传感器2-发磁体3-主轴4-支架5-主轴箱 ：电动机内部M传感器（旧名称:脉冲发生器），有A/B相2种信号，一般用来检测主轴电动机的回转速度（转数），这种连接的特点是：仅有速度反馈，主轴即不可以实现位置控制，也不能做简单定向，用于数控铣床，但是不能实现G76、G87镗孔循环。M传感器的连接a）M传感器 b）连接2.2.编码器型主轴准停编码器型主轴准停a)原理图 b)M传感器+主轴位置编码器的连接图编码器型主轴准停结构编码器准停控制时序图3.3.数控系统控制准停数控系统控制准停注意如下问题：注意如下问题：（1）数控系统须具有主轴闭环控制的功能。（2）主轴驱动装置应有进入伺服状态的功能。通常为避免冲击，主轴驱动都具有软起动等功能。但这对主轴位置闭环控制产生不利影响。此时位置增益过低则准停精度和刚度(克服外界扰动的能力)不能满足要求，而过高则会产生严重的定位振荡现象。因此必须使主轴驱动进入伺服状态，此时特性与进给伺服装置相近，才可进行位置控制。（3）通常为方便起见，均采用电动机轴端编码器信号反馈给数控系统，这时主轴传动链精度可能对准停精度产生影响。数控系统控制主轴准停结构例如：M03 S1000 主轴以1000rmin正转 M19 主轴准停于缺省位置 M19 S100 主轴准停转至100处 S1000 主轴再次以：1000rmin正转 M19 S200 主轴准停至200处（4）无论采用何种准停方案(特别对磁传感器主轴准停方式)，当需在主轴上安装元件时，应注意动平衡问题。因为数控机床主轴精度很高，转速也很高，因此对动平衡要求严格。一般对中速以下的主轴来说，有一点不平衡还不至于有太大的问题，但当主轴高速旋转时，这一不平衡量可能会引起主轴振动。为适应主轴高速化的需要，国外已开发出整环式磁传感器主轴准停装置，由于磁发体是整环，动平衡性好。一、一、主轴准停的连接与参数设置主轴准停的连接与参数设置 1.外部接近开关与放大器的连接 （1）PNP与NPN型接近开关连接方法。（2）两线NPN型接近开关连接方法。PNP型接近开关连接方法NPN型接近开关连接方法两线NPN型接近开关连接方法2.2.相关参数设定主轴定向控制参数相关参数设定主轴定向控制参数3.3.外部开关类型参数的设定外部开关类型参数的设定(对于对于iiii放大器放大器)外部开关类型参数外部开关类型参数主轴定向控制参数主轴定向控制参数外部开关检测方式 ：对于主轴电动机和主轴之间不是1：1的情况，一定要正确设定齿轮传动比(参数40564059和45004503)，否则会定向不准。4.4.梯形图编制梯形图编制 梯形图由数控机床主机厂根据机床功能编制。梯形图(1)梯形图(2)5.PMC5.PMC地址输入地址输入PMC地址输入有两种方式：CNC串行主轴放大器；串行主轴放大器CNC。6.6.位置编码器定向参数设定位置编码器定向参数设定7.7.使用主轴电动机内置传感器参数设定使用主轴电动机内置传感器参数设定位置编码器定向参数设定位置编码器定向参数设定主轴电动机内置传感器参数设定主轴电动机内置传感器参数设定二、主轴准停装置维护与故障诊断二、主轴准停装置维护与故障诊断1.1.主轴准停装置维护主轴准停装置维护 对于主轴准停装置的维护，主要包括以下几个方面。（1）经常检查插件和电缆有无损坏，使它们保持接触良好。（2）保持磁传感器上的固定螺栓和连接器上的螺钉紧固。（3）保持编码器上联接套的螺钉紧固，保证编码器联接套与主轴联接部分的合理间隙。（4）保证传感器的合理安装位置。2 2.主轴准停装置主轴准停装置故障诊断故障诊断主轴准停装置常见故障主轴准停装置常见故障 3.3.检修实例：主轴准停位置不准的故障排除检修实例：主轴准停位置不准的故障排除 故障现象：故障现象：某加工中心主轴准停位置不准，引发换刀过程发生中断。故障分析：故障分析：经检查，主轴准停后发生位置偏移，且主轴在准停后如用手碰一下(和工作中在换刀时当刀具插入主轴时的情况相近)主轴会产生向相反方向漂移。检查电气部分无任何报警，检查机械联接部分，当检查到编码器的联接时发现编码器上联接套的紧定螺钉松动，造成与主轴的联接部分间隙过大使旋转不同步。故障排除：故障排除：将紧定螺钉按要求固定好，故障排除。数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务拓展任务拓展任务拓展任务拓展BZ BZ 传感器在主轴准停上的应用传感器在主轴准停上的应用BZ 传感器在主轴准停上的应用数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程任务巩固任务巩固任务巩固任务巩固一、填空题一、填空题1.数控机床主轴准停装置有机械控制准停、电气控制准停两类。2.数控机床主轴电气准停有磁传感器主轴准停、编码器型主轴准停和数控系统控制准停三种形式。3.采用磁传感器准停止时，接受到数控系统发来的准停信号ORT，主轴立即加速或减速至某一准停速度。主轴到达准停速度且准停位置到达时，主轴即减速至某一爬行速度。然后当磁传感器信号出现时，主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的闭环控制，目标位置即为准停位置。4.加工中心在换刀时，必须实现主轴准停。5.数控系统主轴准停方式，其数控系统必须是采用闭环控制数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程二、选择题（请将正确答案的代号填在空格中）二、选择题（请将正确答案的代号填在空格中）1.主轴准停是指主轴能实现（A）。A.准确的周向定位 B.准确的轴向定位C.精确的时间控制2.数控机床的准停功能主要用于（C）。A.换刀和加工中 B.退刀 C.换刀和退刀3.主轴准停装置常有（A、C）方式。A.机械 B.液压 C.电气 D.气压数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程4.主轴准停功能分为机械准停和电气准停，二者相比，机械准停（A）A.结构复杂 B.准停时间更短 C.可靠性增加 D.控制逻辑简化5.数控机床主轴部件自变速、准停和换刀等影响机床（B）。A.加工精度 B.自动化程度 C.加工效率6.高精度孔加工完成后退刀时应采用（C）。A.不停主轴退刀 B.主轴停后退刀 C.让刀后退刀数控机床电气系统装调与维修一体化教程数控机床电气系统装调与维修一体化教程三、判断题（正确的划三、判断题（正确的划“”“”，错误的划，错误的划“”“”）1.（）主轴轴承的轴向定位采用后端支承定位。2.（）主轴准停的三种实现方式是机械式、磁感应开关式、编码器方式。3.（）主轴准停的目的之一是便于减少孔系的尺寸分布误差。4.（）主轴准停的目的之一是为了让镗孔后能够退刀。5.（）在FANUC系统中G76中包括主轴准停功能。6.（）当执行M19时，数控系统只需发出准停信号ORT，主轴驱动完成准停后会向数控系统回答完成信号ORE。7.（）主轴转数由脉冲编码器监视，到达准停位置前先减慢速度，最后通过触点开关使主轴准停。