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來源: 發(fā)布時間:2021-10-27

直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)介紹



直流主軸電動機驅(qū)動器有可控硅調(diào)速和脈寬調(diào)制PWM調(diào)速兩種形式。由于脈寬調(diào)制PWM調(diào)速具有很好的調(diào)速性能,因而在對靜動態(tài)性能要求較高的數(shù)控機床進(jìn)給驅(qū)動裝置上曾***使用。而三相全控可控硅調(diào)速裝置則適于大功率應(yīng)用場合。

從原理上說,直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)與通常的直流調(diào)速系統(tǒng)無本質(zhì)的區(qū)別,決定了直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)具有以下特點:

① 調(diào)速范圍寬。采用直流主軸驅(qū)動系統(tǒng)的數(shù)控機床通常只設(shè)置高、低兩級速度的機械變速機構(gòu),就能得到全部的主軸變換速度,實現(xiàn)無級變速,因此,它具有較寬的調(diào)速范圍。

② 直流主軸通常采用全封閉的結(jié)構(gòu)形式,可以在有塵埃和切削液飛濺的工業(yè)環(huán)境中使用。

③ 主軸電動機通常采用特殊的熱管冷卻系統(tǒng),能將轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的熱量迅速向外界發(fā)散。此外,為了使發(fā)熱zui小,定子往往采用獨特附加磁極,以減小損耗,提率。

④ 直流主軸驅(qū)動器主回路一般采用晶閘管三相全波整流,以實現(xiàn)四象限的運行。

⑤ 主軸控制性能好。為了便于與數(shù)控系統(tǒng)的配合,主軸伺服器一般都帶有D/A轉(zhuǎn)換器、“使能”信號輸入、“準(zhǔn)備好”輸出、輸出、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩顯示輸出等信號接口。

⑥ 純電氣主軸定向準(zhǔn)??刂乒δ堋o需機械定位裝置,進(jìn)一步縮短了定位時間。



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步進(jìn)電機驅(qū)動器與伺服電機驅(qū)動器的區(qū)別在于:


1.轉(zhuǎn)速要求不同:步進(jìn)適合低轉(zhuǎn)速場合,轉(zhuǎn)速調(diào)整范圍較小的場合。伺服電機可控轉(zhuǎn)速較大的場合。

2.可控可靠性不同:因為伺服電機有反饋信號,因此在控制系統(tǒng)里里,可以實現(xiàn)高可靠性控制。

3.輸出轉(zhuǎn)矩要求不同:目前國外和國內(nèi),步進(jìn)電機比較大系列為130框。比較大輸出靜轉(zhuǎn)矩為50牛/米。伺服電機可以有180框以上,60牛/米以上的輸出轉(zhuǎn)矩可選。

步進(jìn)電機:是將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機件。簡單的說是靠電脈沖信號來控制角度與轉(zhuǎn)動圈數(shù)。所以說他只靠脈沖信號來決定轉(zhuǎn)動多少。因沒有傳感器,所以停止角度會有偏差。但是精確的脈沖信號則會將偏差減至比較低。


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不同類型的主軸系統(tǒng)的特點和使用范圍

(1) 普通籠型異步電動機配齒輪變速箱

這是zui經(jīng)濟的一種方法主軸配置方式,但只能實現(xiàn)有級調(diào)速,由于電動機始終工作在額定轉(zhuǎn)速下,經(jīng)齒輪減速后,在主軸低速下輸出力矩大,重切削能力強,非常適合粗加工和半精加工的要求。如果加工產(chǎn)品比較單一,對主軸轉(zhuǎn)速沒有太高的要求,配置在數(shù)控機床上也能起到很好的效果;它的缺點是噪音比較大,由于電機工作在工頻下,主軸轉(zhuǎn)速范圍不大,不適合有色金屬和需要頻繁變換主軸速度的加工場合。

(2) 普通籠型異步電動機配簡易型變頻器

可以實現(xiàn)主軸的無級調(diào)速,主軸電動機只有工作在約500轉(zhuǎn)/分鐘以上才能有比較滿意的力矩輸出,否則,特別是車床很容易出現(xiàn)堵轉(zhuǎn)的情況,一般會采用兩擋齒輪或皮帶變速,但主軸仍然只能工作在中高速范圍,另外因為受到普通電動機zui高轉(zhuǎn)速的限制,主軸的轉(zhuǎn)速范圍受到較大的限制。

這種方案適用于需要無級調(diào)速但對低速和高速都不要求的場合,例如數(shù)控鉆銑床。國內(nèi)生產(chǎn)的簡易型變頻器較多。

通電檢查,發(fā)現(xiàn)一芯片異常發(fā)熱。斷電后將該芯片的電源引腳切斷,靜態(tài)檢查,電源到地的阻置增大應(yīng)屬正常。測該芯片的電源到地的阻值很小。查該芯片的型號,為一非標(biāo)型號,眾多手冊中沒有查到。經(jīng)線路分析,確認(rèn)其為該板中的主要元件:環(huán)形脈沖分配器。

為進(jìn)一步確認(rèn)該芯片的問題,首先換耐壓電流功率相當(dāng)?shù)牟竭M(jìn)電機電源驅(qū)動管,恢復(fù)該芯片的電源引腳,用發(fā)光二級管電路替代步進(jìn)電機各繞組作模擬負(fù)載。通電后,發(fā)光二級管皆亮,即各繞組皆通電,這是不符合線路要求的,輸入步進(jìn)脈沖無反應(yīng),因此確認(rèn)該芯片已損壞。 上海持承自動化設(shè)備有限公司主營驅(qū)動器,如有更多需要,歡迎留言或來電!

三菱FR主軸驅(qū)動器高速時出現(xiàn)斷路器跳閘的故障維修

故障現(xiàn)象:一臺配套MAZATROL CAM-2系統(tǒng)、三菱FR主軸驅(qū)動器的立式加工中心,由于操作者失誤,在主軸旋轉(zhuǎn)過程中發(fā)生碰撞,導(dǎo)致在運行加工程序時,只要主軸在150r/min以上直接啟動,主軸驅(qū)動器FR-SE內(nèi)的斷路器CB1就跳閘,驅(qū)動器控制板上的報警指示燈AL8(LED13)、AL4(LED14)亮。

分析與處理過程:根據(jù)報警顯示,從FR主軸驅(qū)動器說明書可知,它是主軸驅(qū)動器主回路過電流報警,引起報警的zui常見原因是逆變大功率晶體管組件損壞。但實際測量全部逆變大功率晶體管組件,發(fā)現(xiàn)元器件正常,且主回路不存在短路現(xiàn)象。由此可以初步判定故障原因是在電流檢測回路本身。

注意檢查電流檢測回路元器件,zui終發(fā)現(xiàn)驅(qū)動器中的電流互感器RO-2不良,更換后故障排除。

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SIEMENS(西門子)公司主軸驅(qū)動系統(tǒng)

SIEMENS公司生產(chǎn)的直流主軸電動機有1GG5、1GF5、1GL5和1GH5四個系列,與這四個系列電動機配套的6RA24、6RA27系列驅(qū)動裝置采用晶閘管控制。

80年代初期,該公司又推出了1PH5和1PH6兩個系列的交流主軸電動機,功率范圍為3~100KW。驅(qū)動裝置為6SC650系列交流主軸驅(qū)動裝置或6SC611A(SIMODRIVE 611A)主軸驅(qū)動模塊,主回路采用晶體管SPWM變頻器控制的方式,具有能量再生制動功能。另外,采用為處理器80186可進(jìn)行閉環(huán)轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)矩控制及磁場計算,從而完成矢量控制。同過選件實現(xiàn)C軸進(jìn)給控制,在不需要CNC的幫助下,實現(xiàn)主軸的定位控制。

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