数控机床主轴传动配置形式普通笼型异步电动机配齿轮变速箱.pptx

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1、2.普通笼型异步电动机配变频器第1页/共45页3.三相异步电动机配齿轮变速箱及变频器第2页/共45页4.伺服主轴驱动系统第3页/共45页5.电主轴第4页/共45页二、主轴速度控制信号:FANUC-OC/OD系统速度输出代码地址为:F172F173.3FANUC-16/16i、18/18i、Oi系统速度输出代码地址为:F36F37.3FS-OC/OD系统：71#7（0为模拟量主轴、1为串行数字主轴）FS-18i/Oi系统：3701#1（1为模拟量主轴、0为串行数字主轴）第5页/共45页主轴速度为CNC控制第6页/共45页主轴速度功能代码信号(主轴速度代码控制)S00S31(输出)(FS-O系统F

2、152.0-F152.7)主轴速度信号（编程指令为S1、S2、S3S12）第7页/共45页第8页/共45页PMC控制主轴速度输出控制信号（如主轴点动控制）SIND(该信号为“1”时，主轴速度由CNC控制切换到PMC控制)(FS-O系统G125.7)R01IR12I（主轴PMC控制的速度信号）G032#0G033#3)(输入12位二进制代码)(FS-0系统G124.0-G125.3)数控机床主轴点动速度设为PMC轴控制的优点:机床开机不用输入主轴速度S值就可以运行;由运行状态切换到主轴点动时不受运行时的速度控制(如高速切削速度);可以通过主轴倍率开关实施主轴点动速度的修调.第9页/共45页三、主

3、轴电动机结构第10页/共45页主轴电动机转子的结构第11页/共45页热敏电阻第12页/共45页/i系列主轴电动机的风扇系统第13页/共45页系列主轴速度/位置检测装置第14页/共45页 2.2 FANUC系统主轴模块系列模块系列主轴电动机i系列主轴电动机主轴电动机i/is系列i/系列放大器i系列模块第15页/共45页状态指示窗口（）：（绿色）表示电源模块控制电源工作（红色）表示电源模块故障表示电源模块未启动表示电源模块启动就绪表示电源模块报警信息：交流输入：交流输出：模块之间连接接口：输出：输出：三相交流输入：再生制动电阻的选择CX3：主电源MCC控制信号的连接器CX4：ESP急停信号连接器F

4、ANUC系统系列电源模块的端子功能第16页/共45页FANUC系统i系列电源模块的端子功能STATUE（一位7段LED）：电源模块状态显示“”：电源模块未起动就绪。“O”：电源模块起动就绪。“#”：电源模块报警代码CX1A、CX1B：交流200V电压输入/输出端子。CXA2A：模块信息信号、+24V-OV及系统急停信号。CX3：主电源MCC控制信号的连接器CX4：ESP急停信号连接器L1、L2、L3：电源模块电源输入端子（有标准型和高压型）。第17页/共45页 FANUC系统系列主轴模块状态显示窗口:PIL（绿）：表示主轴模块控制电路电源正常。ALM（红）：表示主轴模块检测出故障。ERR（黄）

5、：主轴模块检测出错误信息。“”不闪表示主轴模块已起动就绪，如果闪则为主轴模块未起动就绪。“00”表示主轴模块已起动并有速度信号输出。“#”表示主轴故障或错误信息。第18页/共45页系列电源模块与主轴模块实际连接图第19页/共45页i系列电源模块与主轴模块实际连接图第20页/共45页（1）提高主轴低速时的输出转矩，满足主轴低速大转矩的要求。（2）为了满足用户的切削要求,充分发挥主轴电动机的切削功率。2.3数控机床主轴换挡控制技术数控机床主轴具有机械换挡的目的：第21页/共45页一、数控车床主轴换挡控制第22页/共45页第23页/共45页CAK6150Di数控车床主轴自动变挡控制第24页/共45页

6、第25页/共45页高速挡（M43）：齿轮1传动到齿轮3；齿轮5传动到齿轮6。中速挡（M42）：齿轮2传动到齿轮4；齿轮5传动到齿轮6。低速挡（M41）：齿轮2传动到齿轮4；齿轮7传动到齿轮8。第26页/共45页程序执行换挡指令M代码（如M41、M42、M43）PMC执行M代码输出（控制离合器线圈，如Y0.1Y0.2Y0.3）主轴电动机以换挡速度进行换挡(系统定向速度或主轴PMC速度)PMC检测到换挡速度信号(如X1.1X1.2X1.3)通过PMC的挡位到达信号G28.2G28.1信号输出到CNC系统系统根据参数#3741#3742#3743#3744控制主轴模块实现主轴速度控制G28.2G28

7、.1参数003741013742103743113744第27页/共45页二、数控铣床和加工中心主轴换挡控制程序执行到主轴速度指令(S代码)后,根据系统参数#3751(585)和#3752(586)判别主轴换挡信号系统CNC发出换挡请求信号F34.0F34.1F34.2F152.0F152.1F152.2系统PMC根据主轴挡位信号(如X信号)判别是否进行换挡控制PMC发出换挡控制信号(如Y)主轴以换挡速度进行挡位切换控制系统根据参数#3741#3742#3743#3742控制主轴模块实现主轴速度控制根据挡位到达信号(如X)输出到CNC(G70.2G70.3)G70.3G70.2挡位00高速挡1

8、1低速挡第28页/共45页第29页/共45页系统参数设定为“1”主轴换挡由各挡切换速度3751和3752控制系统参数6设定为“0”主轴换挡时输出SF(F7.2)第30页/共45页主轴自动换挡的常见故障现象：1。换挡后机床的指令速度（MO3S#）与实际主轴速度不符。2。自动换挡过程中主轴一直在摆动，直至超时报警。3。主轴不能实现自动换挡控制。4。主轴自动换挡过程及换挡执行后主轴噪音过大。第31页/共45页2.4数控机床主轴准停控制功能及常见故障诊断一、主轴准停功能主要用途在自动换刀的数控铣镗类机床,为保证自动换刀时主轴必须停止在某一固定的位置上（刀柄上的键槽必须与主轴的凸键对准相配）在精镗时为不

9、使刀尖划伤已加工的表面,退刀时要让刀尖在固定位置退出加工表面一个微小量。在多功能数控车床实现圆柱面或端面进行铣槽加工控制。第32页/共45页二、主轴准停控制形式：通过主轴编码器实现主轴准停控制。适用于主轴电动机与主轴传动比为任意传动比（如带齿轮变挡控制主轴传动）及要求主轴具有刚性攻丝功能。通过主轴电机内装编码器实现主轴准停控制，适用于主轴电动机与主轴直连或1：1连接。通过主轴外装主轴一转信号（接近开关）和电动机内装传感器实现主轴准停控制,适用于主轴电动机与主轴传动比为任意传动比。主轴准确的周向定位功能称为主轴准停功能又称主轴定向功能。当数控系统接收到准停命令M19或机床面板主轴准停信号(点动主

10、轴准停开关)，主轴按规定的速度(定向速度)旋转,当检测到主轴一转信号后，主轴旋转一个固定角度(可以通过参数修改)停止。第33页/共45页数控机床主轴准停控制装置电动机内装编码器（带一转信号）主轴独立编码器外接一转检测信号（接近开关）第34页/共45页主轴电机主轴放大器(SPM)CNC主轴刀具齿轮或同步带连接直接连接或齿轮、同步带(1:1)连接串行通讯电缆动力电缆速度反馈电缆位置反馈电缆JY4/JYA3JY2/JYA2JA7BJA7A强电柜时序控制使用位置编码器方式准停使用位置编码器方式准停第35页/共45页主轴电机(MZSensor)主轴放大器(SPM)CNC主轴刀具直接连接或齿轮、同步带(1

11、:1)连接串行通讯电缆动力电缆速度位置反馈电缆JY2/JYA2JA7BJA7A强电柜时序控制使用有使用有MZ/MZiSensorMZ/MZiSensor的主轴电机准停的主轴电机准停第36页/共45页主轴电机(M/B)主轴放大器(SPM)CNC主轴刀具齿轮或同步带连接串行通讯电缆动力电缆速度反馈电缆外部一转信号电缆JY2/JYA2JY3/JYA3JA7BJA7A强电柜时序控制使用安装在主轴上的外部一转信号准停使用安装在主轴上的外部一转信号准停第37页/共45页主轴外接一转信号（接近开关）参数设定第38页/共45页主轴独立编码器设定参数第39页/共45页主轴电动机内装编码器的设定参数第40页/共4

12、5页主轴定向停止的速度:系统参数3732主轴定向停止的角度:系统参数4077主轴定向停止的速度:系统参数108主轴定向停止的角度:系统参数6577系统系统第41页/共45页主轴定向准停控制常见故障:1.主轴执行准停时出现主轴报警.2.主轴准停动作执行中出现超时报警.3.主轴准停角度出现偏差(固定偏差或随机偏差)固定偏差:重新调整主轴准停角度.随机偏差:主轴机械出现故障、主轴检测装置与机械连接不良、检测装置一转信号不良和主轴模块故障。主轴定向功能(磁放大器)包参数（第1主轴）FANUCOC/OD系统：921#0设定为“1”FANUC-18/18i/Oi系统：9941#0设定为“1”第42页/共4

13、5页2.主轴慢转、“定向准停”不能完成的故障维修故障原因:系统没有得到主轴一转信号1)检查主轴定向控制装置与系统参数设定是否一致;2)主轴定向装置一转信号不良包括连接线;1.主轴不能定向准停的故障维修主轴手动控制准停有效而自动(M19)无效:通过系统梯形图查看主轴准停信号G70.6/G229.6为1及M19执行条件.手动和自动均不能实现主轴准停控制:1)检查主轴定向控制装置与系统参数设定是否一致;2)主轴准停装置不良;3)主轴放大器控制电路板不良4)系统主板不良(包括主轴参数不良).第43页/共45页3.主轴准停角度出现偏差(固定偏差或随机偏差)固定偏差:重新调整主轴准停角度.随机偏差:1)主轴机械出现故障,主轴定位后如用手旋转一下，主轴则会产生相反方向的位移.2)主轴检测装置与机械连接不良.3)检测装置不良及一转信号不良.4)主轴模块故障.5)系统主板不良.第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页