项目七与主轴关联参数设定.pptx

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1、项项目七目七与主与主轴轴关关联联参参数数设设定定数控机床调试与维修一、一、主运主运动动实实现现方方式式及及应应用用场场合合1 1数数控控机机床床主主轴轴分分段段无无级级变变速（速（1 1）数控机床在实际生产中，并不需要在整个变速范围内均为 恒功率。般要求：在低速段为恒转矩传动恒转矩特性中、高速段为恒功率传动恒功率特性1 1数数控控机机床床主主轴轴分分段段无无级级变变速（速（2 2）为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变 速范围尽可能大，有的数控机床在交流电机无级变速的 基础上配以齿轮变速，用以解决电机驱动和主轴传动功 率的匹配问题，使之成为分段无级变速，如图所示。1 1数数控控机机床

2、床主主轴轴分分段段无无级级变变速（速（3 3）手动换挡 自动换挡1 1数数控控机机床床主主轴轴分分段段无无级级变变速（速（4 4）在带有齿轮变速的分段无级变速系统中：主轴的正、反向启动与停止、制动是由伺服电动机来实现；主轴变速由电动机无级变速与齿轮有级变速相配合来实现；这种配置适合于大中型机床，确保主轴低速时输出大扭矩、高速时输出恒功率特性的要求。对于这种配置形式，机械设计时都带有主轴换档机构。2 2数数控控机机床床主主轴轴带带传传动动变变速速（1 1）主轴带传动变速主要是将电机的旋转运动通过带传动传递 给主轴。这种传动方式多见于数控车床和中、小型加工中心，它可 避免齿轮传动时引起的振动与噪声

3、。这种结构的配置型式如图所示。2 2数数控控机机床床主主轴轴带带传传动动变变速速（2 2）2 2数数控控机机床床主主轴轴带带传传动动变变速速（3 3）数控机床主轴带传动变速常用采用多楔带和同步带。多楔带传动综合了带和平皮带的优点，运转时振动小，发热少，运转平稳，重量轻，因此可在40m/s的线速度 下使用。多楔带与带轮的接触好，负载分布均匀，即使瞬时超载，也不会产生打滑，而传动功率比带大2030。能够满足加工中心主传动要求的转速、大转矩和不打滑的 条件。楔带安装时需要较大的张紧力，使得主轴和电机承受较大 的径向负载，这是多楔带的一大缺点。2 2数数控控机机床床主主轴轴带带传传动动变变速速（4 4

4、）3 3调调速速电电机机直直接接驱驱动动主主轴轴传传动动（1 1）数控机床采用交流主轴伺服电动机直接驱动主轴实现主轴 无级变速，如图所示。3 3调调速速电电机机直直接接驱驱动动主主轴轴传传动动（2 2）3 3调调速速电电机机直直接接驱驱动动主主轴轴传传动动（3 3）方式一电机直接驱动交流主轴电动机及交流变频驱动装置（笼型感应交流电动 机配置矢量变换变频调速系统），由于没有电刷不产生火 花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。3 3调调速速电电机机直直接接驱驱动动主主轴轴传传动动（4 4）方式二电主轴主轴直接驱动还有一种方式是内置电动

5、机主轴变速。将调速 电动机与主轴合成一体（电动机转子轴即为机床主轴），称 为电主轴，这是近年来新出现的一种结构。这种变速方式大 大简化了主轴箱体与主轴的结构，有效地提高了主轴部件的 刚度，但主轴的输出转矩较小，电动机发热对主轴精度影响 较大。3 3调调速速电电机机直直接接驱驱动动主主轴轴传传动动（5 5）二、二、主主轴驱轴驱动动电电机机与与主主轴轴特性特性 的匹配的匹配1 1主主轴轴驱驱动电动电机机与与主主轴轴特特性性的匹配的匹配（1 1）数控机床采用交流主轴伺服电动机驱动主轴实现变速，主轴 传递的功率或转矩与转速之间的关系如图所示。当机床处在连续运转状态时，主轴的转速在4373500rmin

6、 范围内，主轴传递电动机的全部功率为llkW，为主轴的恒功率 区域。主轴转速在35437rmin范围内，主轴的输出转矩不变，称 为主轴的恒转矩区域。1 1主主轴轴驱驱动电动电机机与与主主轴轴特特性性的匹配的匹配（2 2）三、三、主主轴轴分分段段无无级级变变速速换挡换挡方式方式对于分段无级变速主轴，其换档的方式有两种：M 型换档T型换档M系列系统可以采用M型和T型两种换档方式，通过参数 3706#4进行设定；如果系统使用恒表面切削速度控制功能，则不管该参数 如何设定，都认为是T型换档。T系列系统则只能使用T型换档。1 1M M型型换换档档方式方式（1 1）对于M型换档，如同直接由S指令选择一样，

7、CNC依据事先 在参数37413744 中定义的各齿轮档的速度范围来选择齿 轮档，并且通过使用齿轮档选择信号(GR30，GR20，GR10)通知 PMC 选择相应的齿轮档，同时，CNC 根据 选择的齿轮档位输出主轴电机速度。1 1M M型型换换档档方式方式（2 2）37413744参数设定接受主轴运动信号如”M03 S400;”确定主轴运动对应明确档位选择信号 GR30，GR20、GR10PMC液压拨叉换2 2T T型型换换档档方式方式（1 1）对于T型换档，由齿轮档选择信号（GR1，GR2）确定机床 当前使用的齿轮档（共4个齿轮档）。由加工者决定如何使用各齿轮档位，CNC 输出与齿轮档 位相

8、对应的速度指令。4 4主主轴轴最最大、最大、最小小钳钳制速制速度度确定确定（1 1）根据主轴电机的具体型号，可以确认主轴电机的最大转速；在主轴电机初始化完成后，该值自动设定在参数4020中；对于M系列系统，实际电机输出最大转速和最低转速和参 数3736 及参数3735设定有关，这两个参数作为串行主轴 数字量输出的钳制条件；主轴电机最大、最小钳制速度与参数设置对应关系如图所 示。4 4主主轴轴最最大、最大、最小小钳钳制速制速度度确定确定（2 2）4 4主主轴轴最最大、最大、最小小钳钳制速制速度度确定确定（3 3）一般情况下，我们需要钳制主轴电机速度，都可以通过参 数3735、3736实现，而参数

9、4020就使用电机初始化默认设 定值。5 5主主轴轴各各档位最档位最高高转转速确速确定定（1 1）根据主轴电机的最大转速和高低档位的变速比，可以确定 各档位的主轴最高转速，每一档位的主轴最高转速设定在 参数37413744 中。5 5主主轴轴各各档位最档位最高高转转速确速确定定（2 2）示例2-11使用8/8000i主轴电机，第一档变比为0.245，第二档变比为0.865，设置主轴最大、最小钳制速度参数3735、参数3736，各档位最高转速参数3741及参数3742。5 5主主轴轴各各档位最档位最高高转转速确速确定定（3 3）参 数3735的设定：参数3735 设定为50，为主轴电机最低 钳制

10、速度。参数3736 的设定：参数3736 按照下面表达式进行设定：主轴电机最高转速 如 果 主 轴 电 机 最 高 钳 制 速 度 即 为 主 轴 电 机最 高 转 速，则 参 数3736设定为4095。参数3736设定值 主轴电机最高钳制速度 40955 5主主轴轴各各档位最档位最高高转转速确速确定定（3 3）参数3741、3742的设定：参数3741用于确定第一档主轴的最高转速，设定值为 80000.245=1960；参数3742用于确定第二档主轴的最高转速，设定值为 80000.8656920。注意：各档位主轴最高转速如果设定不准确，将会造成实际主轴转速不正确。6 6M M型型换换档档类

11、类型型（1 1）根据切换档位速度点的不同，M 型换档又分为：A型换档B型换档通过参数3705#2进行A型换档或B型换档方式设定。6 6M M型型换换档档类类型型（2 2）（1）A 型换档当NO.3705#2=0时，确定为A 型换档，表明切换档 位的速度点为每一档的最高速度。如图所示。6 6M M型型换换档档类类型型（3 3）6 6M M型型换换档档类类型型（4 4）图中：A、B、C 分别为设定在参数37413743 中每一档位的最高转速；Vmin为设定在参数3735中的主轴电机最小钳制速度；Vmax为设定在参数3736 中的主轴电机最大钳制速度。6 6M M型型换换档档类类型型（5 5）示例2

12、-12使用 8/8000i主轴电机，第一档变比为0.245，第二档变比为0.865，进行相关参数设定。1）参数3735 设定为50；2）3736 设定为4095；3）参数3741设定值为80000.245=1960；6 6M M型型换换档档类类型型（6 6）示例2-12使用 8/8000i主轴电机，第一档变比为0.245，第二档变比为0.865，进行相关参数设定。4）参数3742设定值为80000.8656920；5参数3705#2 设定位0，表明使用A方式换档；6第一档切换档位速度点为1960，第二档切换档位速度点 为6920。当指定S代码时，S代码速度值和1960以及6920比较，确定 对

13、应的运行档位，系统自动发出GR30、GR20、GR10信号，结合该信号，在PMC中进行处理并驱动外围换档机构。6 6M M型型换换档档类类型型（7 7）（2）B 型换档当NO.3705#2=1时，确定为B型换档，表明切换档位的速度 点低于每一档的最高速度，如图所示。6 6M M型型换换档档类类型型（8 8）6 6M M型型换换档档类类型型（9 9）档位12切换点速度设定（数字量设定）对应参数3751；档位23切换点速度设定（数字量设定）对应参数3752。6 6M M型型换换档档类类型型（1 10 0）示例2-13使用 8/8000i 主轴电机，第一档变比为0.245，第二档变比为0.865，进

14、行相关参数设定。1）参数3735设定为50；2）参数3736设定为4095；3）参数3741 设定为8000 0.245=1960，参数3742 设定 为80000.8656920；4）参数3705#2 设定位1，表明使用B方式换档；6 6M M型型换换档档类类型型（1 11 1）示例2-13使用8/8000i 主轴电机，第一档变比为0.245，第二档变比为0.865，进行相关参数设定。5）要求设计档位12 的切换速度点为1500，档位23 切换 速度点为4000，各档位切换点速度设定值按照下面的公式 计算：各档位速度切换点设定值 某档位切换点速度 4095该档位最高转速参数3751设定值 1

15、500 4095 313469201960参数3752设定值 4000 4095 2367四、四、主主轴电轴电动动机机类类型型及型及型号号规规格格FANUC数控系统配置主轴电机类型分为：i系列 i 系 列 C i 系列1 1ii主主轴轴电电机常机常用用系列及系列及特特征（征（1 1）FANUC i 主轴电机常用系列及其特征如表所示。1 1ii主主轴轴电电机常机常用用系列及系列及特特征（征（2 2）系列系列（Series）额额定定输输出出（Rated output）特征特征（Feature）适用机床适用机床（Exampleof applicable machine）i0.55 to 45机床主轴

16、标准电机车床和加工中心iP5.5 to 30能够实现超范围 恒定输出(HV)i0.55 to 100i系列适用 400V电源iT1.5 to 22用于加工中心主轴iL7.5 to 30液体冷却主轴，直接用于高精密加工加工中心机床主轴2 2ii主主轴轴电电机常机常用用规规格格 （1 1）i 主轴电机常用规格如表所示。2 2ii主主轴轴电电机机常常用用规规格格 （2 2）连续 额定 输出 iiPiTiLi(H V)i(HV)iP(HV)iT(HV)iL0.550.5/10000i0.5/10000HVi1.1 1/10000i 1/15000i 1/10000HVi1.51.5/10000i1.5

17、/15000i1.5/15000i T1.5/10000HVi1.5/15000HViT2.2 2/10000i 2/15000i 2/15000i T 2/10000HVi 2/15000HViT3.7 3/10000i 3/12000i 3/12000i T 3/10000HVi 3/12000HViT5.5 6/10000i 6/12000i12/6000iP 6/12000i T 6/10000HVi 6/12000HViT3 3主主轴轴电电机代机代码码、电电机型机型号号及主及主轴轴放放大大 器器匹配匹配（1 1）主轴电机代码、主轴电机型号及主轴放大器匹配关系 如表所示。3 3主主轴轴

18、电电机代机代码码、电电机型机型号号及主及主轴轴放放大大器器匹配匹配（2 2）电机代码电机型号放大器型号336iI3/10000（2000/10000min-1）iSVSP*-7.5337iI3/10000（2000/10000min-1）iSVSP*-11338iI3/10000（2000/10000min-1）iSVSP*-15333iI6/10000（2000/10000min-1）iSVSP*-11339iI6/10000（2000/10000min-1）iSVSP*-15341iI8/10000（2000/10000min-1）iSVSP*-11342iI8/10000（2000/10

19、000min-1）iSVSP*-15343iI12/8000（2000/8000min-1）iSVSP*-15350iIP15/6000（1200/6000min-1）iSVSP*-11351iIP15/6000（1200/6000min-1）iSVSP*-15353iIP18/6000（1000/6000min-1）iSVSP*-11352iIP18/6000（1000/6000min-1）iSVSP*-15五、主五、主轴轴参数参数设设定流程定流程1 1确确定定与与主主轴轴参参数数设设定相定相关关部件部件规规格格（1 1）在进行主轴参数设定前，应确定与主轴硬件连接相关部件 型号规格，具体如下

20、：CNC型号规格；主轴电机型号；电源模块型号；主轴放大器型号;主轴检测系统型号规格。2 2主主轴轴参参数数设设定定流流程程（2 2）在参数4133中输入电机代码；把3111#1设定为1进行自动初始化；断电后再上电；系统自动加载部分主轴电机参数；然后再参考主轴参数说明书，对诸如主轴串行输出类型、主轴运行最高、最低钳制速度、主轴换挡方式、主轴反馈装置、主轴准停等参数进行手工设定。六、六、“主主轴设轴设定定”画面操作画面操作1 1进进入入主主轴轴设设定定画画面面（1 1）进 入 主 轴 设 定 画 面 步 骤 如 下：1）在急停状态下接通数控系统电源；2）按下功能键几次，进入”参 数 设 定支 援”

21、画面，如图所示；SYSTEM1 1进进入入主主轴轴设设定定画画面面（2 2）1 1进进入入主主轴轴设设定定画画面面（3 3）进入主轴设定画面步骤如下：3）选择“主轴设定”，即进入主轴设定画面如图所示。1 1进进入入主主轴轴设设定定画画面面（4 4）4056405937413744402040212 2“主主轴轴设设定定”画画面面参参数数说说明明（1 1）（1）齿轮选择显示机床一侧的齿轮选择状态。参数值设定选择如表所示。2 2“主主轴轴设设定定”画画面面参参数数说说明明（2 2）齿轮选择离合器/齿轮信号CTH1nCTH1n1002013104112 2“主主轴轴设设定定”画画面面参参数数说说明明

22、（3 3）（2）主轴选择属于相对于哪个主轴的数据，参数设定值如表所示。2 2“主主轴轴设设定定”画画面面参参数数说说明明（4 4）主轴设定主轴选择S11第1主轴S21第2主轴S31第3主轴2 2“主主轴轴设设定定”画画面面参参数数说说明明（5 5）（3）其它项目对应参数“齿 轮 比”、“主 轴 最 高 速 度”、“C轴最高速度”对 应 参 数 号 如 表 所 示。2 2“主主轴轴设设定定”画画面参面参数数说说明明（6 6）S11:第1主轴S21:第2主轴S31:第3主轴齿轮比(HIGH)405640564056齿轮比(MEDIUM HIGH)405740574057齿轮比(MEDIUM LOW

23、)405840584058齿轮比(LOW)405940594059主轴最高速度(齿轮1)374137413741主轴最高速度(齿轮2)374237423742主轴最高速度(齿轮3)374337433743主轴最高速度(齿轮4)374437443744电机最高速度402040204020C轴最高速度402140214021七、其它主七、其它主轴轴参数参数设设定定1 1主主轴轴数数设设定定相相关关参参数数37013701（1 1）ISI、SS2联合设定路径内的主轴数，如表所示。3701#7#6#5#4#3#2#1#0SS2ISI1 1主主轴轴数数设设定定相相关关参参数数37013701（2 2）S

24、S2ISI路径内的主轴数0101100011022 2齿齿轮轮选选择择相相关关参参数数37053705（1 1）（1）SGB齿轮换档切换点的选择1）3705#2=0时，对应于参数（NO.37413743）（各 齿轮的最大转速）进行齿轮的选择（方式A）。2）3705#2=1时，对应于参数（NO.37513752）（各齿轮切换点的主轴速度）进行齿轮的选择（方式B）。3705#7#6#5#4#3#2#1#0SFAESFESFSFANSFEVSSGTSGBSGTSGBGST3 3主主轴轴齿齿轮轮选选择择方方式式、主主轴轴旋旋转转方方 向相向相关关参参数数37063706（1 1）（1）GTT主轴齿轮选

25、择方式。1）3706#4=0时，选择M型换挡方式。2）3706#4=1时，选择T型换挡方式。3706#7#6#5#4#3#2#1#0PCSMPAMPATCWCWMORMGTTTCWCWMORM3 3主主轴轴齿齿轮轮选选择择方方式式、主主轴轴旋旋转转方方 向相向相关关参参数数37063706（2 2）（2）CWM、TCW联合确定主轴速度输出时的电压极性，具体如表所示。3706#7#6#5#4#3#2#1#0PCSMPAMPATCWCWMORMGTTTCWCWMORM3 3主主轴轴齿齿轮轮选选择择方方式式、主主轴轴旋旋转转方方 向相向相关关参参数数37063706（3 3）TCWCWM电压极性00

26、M03、M04均为正01M03、M04均为负10M03为正、M04为负11M03为负、M04为正4 4与与恒恒线线速速、主主轴轴倍倍率率相相关关参参数数37083708（1 1）（1）SOC周速恒定中（G96方式）基于主轴最高转速钳制指令（M系列：G92 S；T系列：G50 S;）的速度钳制。1）3708#5=0时，在应用主轴速度倍率前执行。2）3708#5=1时，在应用主轴速度倍率后执行。3708#7#6#5#4#3#2#1#0SATSARSARTSOSOCTSOSOC4 4与与恒恒线线速速、主主轴轴倍倍率率相相关关参参数数37083708（2 2）（2）TSO螺纹切削、攻丝循环中的主轴倍率

27、。1）3708#6=0时，无效，被固定在100%上。2）3708#6=1时，有效。3708#7#6#5#4#3#2#1#0SATSARSARTSOSOCTSOSOC5 5主主轴轴倍倍率率信信号号选选择择相相关关参参数数37133713（1 1）（1）EOV是否使用各主轴倍率信号。1）3713#4=0时，不使用。2）3713#4=1时，使用。3713#7#6#5#4#3#2#1#0EOVMSCMPC6 6主主轴轴电电机机类类型型相相关关参参数数37163716（1 1）（1）A/SS主轴电机种类选择。1）3716#0=0时，模拟主轴。2）3716#0=1时，串行主轴。3716#7#6#5#4#3

28、#2#1#0A/SS7 7主主轴轴配配置置相相关关参参数数37173717（1 1）此参数设定分配给各主轴的主轴放大器号，具体如下：1）0：放大器尚未连接；2）1：使用连接于1号放大器号的主轴电机；3）2：使用连接于2号放大器号的主轴电机；4）3：使用连接于3号放大器号的主轴电机。3717各主轴的主轴放大器号7 7主主轴轴配配置置相相关关参参数数37173717（2 2）3717各主轴的主轴放大器号8 8主主轴轴显显示示相相关关参参数数37183718（1 1）此参数设定在位置显示画面等上添加到主轴速度 显示中的下标。3718串行主轴或模拟主轴的主轴显示下标9 9位位置置编编码码器器相相关关参

29、参数数37203720（1 1）此参数用于设定位置编码器的脉冲数。3720位置编码器的脉冲数1010主主轴轴电电机机最最低低钳钳制制速速度度相相关关参数参数37353735（1 1）3735主轴电机的最低钳制速度1111主主轴轴电电机机最最高高钳钳制制速速度度相相关关参数参数37363736（1 1）3736主轴电机的最高钳制速度1 12 2分分段段无无级级变变速速主主轴轴最最大大转转速速相关相关 参数参数3741374137443744（1 1）3741374237433744与齿轮1对应的各主轴最大转速与齿轮2对应的各主轴最大转速与齿轮3对应的各主轴最大转速与齿轮4对应的各主轴最大转速1

30、12 2分分段段无无级级变变速速主主轴轴最最大大转转速速相关相关 参数参数3741374137443744（2 2）这组参数用于设定与每个齿轮对应的主轴最大转速，如图所示。1 12 2分分段段无无级级变变速速主主轴轴最最大大转转速速相关相关 参数参数3741374137443744（3 3）1313主主轴轴换换挡挡切切换换点点速速度度相相关关参参数数3751375137523752（1 1）3751齿轮1-齿轮2的切换点主轴电机速度3752齿轮2-齿轮3的切换点主轴电机速度1313主主轴轴换换挡挡切切换换点点速速度度相相关关参参数数3751375137523752（2 2）此参数设定齿轮切换方

31、式B情形下齿轮切换点的主轴 电机速度，设定值按照以下表达式计算：设定值 齿轮切换点的主轴电机转速 4095主轴电机最大转速1 14 4恒恒线线速速加加工工主主轴轴最最低低转转速速相相关参关参 数数37713771（1 1）此参数用于设定周速恒定方式（G96）中主轴最低转速。在进行恒速加工时，当主轴转速小于或等于参数设定转 速时，主轴转速被钳制在参数设定的转速上。3771周速恒定方式（G96）中主轴最低转速1515主主轴轴最最高高转转速速相相关关参参数数37723772（1 1）3772主轴最高转速2 2编编码码器器与与主主轴轴放放大大器器连连接接方方式式及及 相关相关参参数数设设置（置（1111）（5）使用分离式BZ i、CZ i传感器时使用分离式BZ i、CZ i传感器时硬件连接及对应参数设置 如图所示。I一，