現代數控機床對主軸傳動提出了更高的要求:
(1) 調速范圍寬并實現無極調速
為保證加工時選用合適的切削用量,以獲得zui佳的生產率、加工精度和表面質量。特別對于具有自動換刀功能的數控加工中心,為適應各種刀具、工序和各種材料的加工要求,對主軸的調速范圍要求更高,要求主軸能在較寬的轉速范圍內根據數控系統的指令自動實現無級調速,并減少中間傳動環節,簡化主軸箱。
目前主軸驅動裝置的恒轉矩調速范圍已可達1∶100,恒功率調速范圍也可達1∶30,一般過載1.5倍時可持續工作達到30min。
主軸變速分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式,其中有級變速*用于經濟型數控機床,大多數數控機床均采用無級變速或分段無級變速。在無級變速中,變頻調速主軸一般用于普及型數控機床,交流伺服主軸則用于中、數控機床。
(2) 恒功率范圍要寬
主軸在全速范圍內均能提供切削所需功率,并盡可能在全速范圍內提供主軸電動機的zui大功率。由于主軸電動機與驅動裝置的限制,主軸在低速段均為恒轉矩輸出。為滿足數控機床低速、強力切削的需要,常采用分級無級變速的方法(即在低速段采用機械減速裝置),以擴大輸出轉矩。
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采用可調模擬負載的測試平臺
這種測試系統由三部分組成,分別是被測伺服驅動器—電動機系統、可調模擬負載及上位機。可調模擬負載如磁粉制動器、電力測功機等,它和被測電動機同軸相連。上位機和數據采集卡通過控制可調模擬負載來控制負載轉矩,同時采集伺服系統的運行數據,并對數據進行保存、分析與顯示。對于這種測試系統,通過對可調模擬負載進行控制,也可模擬各種負載情況下伺服驅動器的動、靜態性能,完成對伺服驅動器的多方面而準確的測試。但這種測試系統體積仍然比較大,不能滿足便攜式的要求,而且系統的測量和控制電路也比較復雜、成本也很高。 洛陽倫茨Lenze驅動器單價多少上海持承自動化設備有限公司主營驅動器,如需技術解答,可留言我們!
選擇合適的伺服電機系統需要知道的技術數據有:
1)力矩范圍 中小力矩(一般在20Nm以下) 小中大,全范圍
2)速度范圍 低(一般在2000RPM以下,大力矩電機小于1000RPM) 高(可達5000RPM),直流伺服電機更可達1~2萬轉/分
3)控制方式 主要是位置控制 多樣化智能化的控制方式,位置/轉速/轉矩方式
4)平滑性 低速時有振動(但用細分型驅動器則可明顯改善) 好,運行平滑
5)精度 一般較低,細分型驅動時較高 高(具體要看反饋裝置的分辨率)
6)矩頻特性 高速時,力矩下降快 力矩特性好,特性較硬
7)過載特性 過載時會失步 可3~10倍過載(短時)
8)反饋方式 大多數為開環控制,也可接編碼器,防止失步 閉環方式,編碼器反饋
9)編碼器類型 - 光電型旋轉編碼器(增量型/***值型),旋轉變壓器型
10)響應速度 一般 快
11)耐振動 好 一般(旋轉變壓器型可耐振動)
12)溫升 運行溫度高 一般
13)維護性 基本可以免維護 較好
14)價格 低 高
功率放大器(驅動放大電路)
步進電動機是幾相的,在驅動裝置中就有幾路驅動放大電路,三相步進電動機,在驅動裝置中就有三路驅動電路,每一路連接步進電動機的一相繞組。功率放大器的作用是將環形分配器發出的TTL電平信號放大至幾安到十幾安的電流送至步進電動機的各繞組。下面主要以高低壓切換驅動為例介紹典型的驅動功率放大電路。
當輸入信號為低電平時,V1、V2、Vg、Vd均截止,電動機繞組中無電流流過,步進電動機不轉動,當輸入信號為高電平時,V1、V2、Vd飽和導通,在V2由截止過渡到飽和導通期間,與T一次側串聯的V2集電極回路電流急劇增加,在T的二次側產生一個感應電壓,加到高壓功率管Vg的基極上,使Vg導通,80V的高壓經過Vg加到電動機繞組上,使電流按La/(Rd+r)的時間常數向電流穩定值Vg/(Rd+r)上升。經過過渡過程后,V2進入穩定狀態(飽和導通)后,T一次側電流達到穩定值,無磁通量變化,T的二次側感應電壓為零,Vg截止。這時12V低壓電源經二極管VDd加到繞組La上,維持La中的額定電流。 上海持承自動化設備有限公司主營驅動器,如需相關幫助,靜候來電!
主軸驅動系統的分類
主軸驅動系統包括主軸驅動器和主軸電動機。數控機床主軸的無級調速則是由主軸驅動器完成。主軸驅動系統分為直流驅動系統和交流驅動系統,目前數控機床的主軸驅動多采用交流主軸驅動系統即交流主軸電動機配備變頻器或主軸伺服驅動器控制的方式。
直流驅動系統在20世紀70年代初至80年代中期在數控機床上占據主導地位,這是由于直流電動機具有良好的調速性能,輸出力矩大,過載能力強,精度高,控制原理簡單,易于調整。隨著微電子技術的迅速發展,加之交流伺服電動機材料、結構及控制理論有了突破性的進展,80年代初期推出了交流驅動系統,標志著新一代驅動系統的開始,由于交流驅動系統保持了直流驅動系統的優越性,而且交流電動機無需維護,便于制造,不受惡劣環境影響,所以目前直流驅動系統已逐步被交流驅動系統所取代。從90年代開始,交流伺服驅動系統已走向數字化,驅動系統中的電流環、速度環的反饋控制已全部數字化,系統的控制模型和動態補償均由高速微處理器實時處理,增強了系統自診斷能力,提高了系統的快速性和精度。
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直流主軸驅動系統常見故障
盡管直流主軸驅動系統在目前已應用不多,逐步為交流主軸驅動系統取代,但現有系統的維修還有不少,在此也總結它的故障特點。
1. 主軸速度不正常或不穩定,造成這類故障的原因有很多。
主軸速度不正常或不穩定的故障綜述:
可能原因 檢查步驟 排除措施
電動機負載過重 重新考慮負載條件,減輕負載
速度指令電壓不良或錯誤 測量從數控裝置主軸接口輸出過來的信號 確保主軸控制信號正常
D/A變換器故障
反饋線斷線或不良 測量反饋信號 確保接線正確
反饋裝置損壞 更換反饋裝置
電動機故障,如:勵磁喪失等 采用交換法,可以判斷是否出了故障 更換電動機
驅動器故障 更換驅動器
誤差放大器故障
印刷線路板太臟 打開驅動器,定期給電路板作出清潔 保持電路板的清潔或更換放大器
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