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主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分類

主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括主軸驅(qū)動(dòng)器和主軸電動(dòng)機(jī)。數(shù)控機(jī)床主軸的無級(jí)調(diào)速則是由主軸驅(qū)動(dòng)器完成。主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分為直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，目前數(shù)控機(jī)床的主軸驅(qū)動(dòng)多采用交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)即交流主軸電動(dòng)機(jī)配備變頻器或主軸伺服驅(qū)動(dòng)器控制的方式。

直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在20世紀(jì)70年代初至80年代中期在數(shù)控機(jī)床上占據(jù)主導(dǎo)地位，這是由于直流電動(dòng)機(jī)具有良好的調(diào)速性能，輸出力矩大，過載能力強(qiáng)，精度高，控制原理簡單，易于調(diào)整。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展，加之交流伺服電動(dòng)機(jī)材料、結(jié)構(gòu)及控制理論有了突破性的進(jìn)展，80年代初期推出了交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，標(biāo)志著新一代驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開始，由于交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)保持了直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)越性，而且交流電動(dòng)機(jī)無需維護(hù)，便于制造，不受惡劣環(huán)境影響，所以目前直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已逐步被交流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)所取代。從90年代開始，交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)已走向數(shù)字化，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中的電流環(huán)、速度環(huán)的反饋控制已全部數(shù)字化，系統(tǒng)的控制模型和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償均由高速微處理器實(shí)時(shí)處理，增強(qiáng)了系統(tǒng)自診斷能力，提高了系統(tǒng)的快速性和精度。

一般PLC的輸出接口具有一定的驅(qū)動(dòng)能力，而通常的晶體管直流輸出接口的負(fù)載能力*為十幾—幾十伏特、幾十—幾百毫安;但對于功率步進(jìn)電機(jī)則要求幾十—上百伏特、幾安—十幾安的驅(qū)動(dòng)能力，因此應(yīng)該采用驅(qū)動(dòng)器對輸出脈沖進(jìn)行放大。

伺服機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)無脈沖輸入時(shí)便停止運(yùn)轉(zhuǎn)，伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)定位。當(dāng)伺服執(zhí)行機(jī)構(gòu)的位移速度要求較高時(shí)，可以用PLC中的高速脈沖發(fā)生器。不同的PLC其高速脈沖的頻率可達(dá)4000—6000Hz。對于自動(dòng)線上的一般伺服機(jī)構(gòu)，其速度可以得到充分滿足。

如伺服機(jī)構(gòu)采用硬件環(huán)行分配器，則占用PLC的I/O口點(diǎn)數(shù)少于5點(diǎn)，一般*為3點(diǎn)。其中I口占用一點(diǎn)，作為啟動(dòng)控制信號(hào);O口占用2點(diǎn)，一點(diǎn)作為PLC的脈沖輸出接口，接至伺服系統(tǒng)硬環(huán)的時(shí)鐘脈沖輸入端，另一點(diǎn)作為山社步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)向控制信號(hào)，接至硬環(huán)的相序分配控制端。

伺服系統(tǒng)采用軟件環(huán)行分配器時(shí)，將PLC控制的開環(huán)伺服機(jī)構(gòu)用于某大型生產(chǎn)線的數(shù)控滑臺(tái)，每個(gè)滑臺(tái)*占用4個(gè)I/O接口，節(jié)省了CNC控制系統(tǒng)，其脈沖當(dāng)量為0.01~0.05mm，進(jìn)給速度為Vf=3~15m/min，完全滿足工藝要求和加工精度要求。 安徽富士伺服驅(qū)動(dòng)器商家上海持承自動(dòng)化設(shè)備有限公司主營驅(qū)動(dòng)器，如有更多需要，請加QQ好友！

采用有執(zhí)行電機(jī)而沒有負(fù)載的測試平臺(tái)

這種測試系統(tǒng)由兩部分組成，分別是被測伺服驅(qū)動(dòng)器—電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)和上位機(jī)。上位機(jī)將速度指令信號(hào)發(fā)送給伺服驅(qū)動(dòng)器，伺服驅(qū)動(dòng)器按照指令開始運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，上位機(jī)和數(shù)據(jù)采集電路采集伺服系統(tǒng)的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)進(jìn)行保存、分析與顯示。由于這種測試系統(tǒng)中電機(jī)不帶負(fù)載，所以與前面兩種測試系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)體積相對減小，而且系統(tǒng)的測量和控制電路也比較簡單，但是這也使得該系統(tǒng)不能模擬伺服驅(qū)動(dòng)器的實(shí)際運(yùn)行情況。通常情況下，此類測試系統(tǒng)*用于被測系統(tǒng)在空載情況下的轉(zhuǎn)速和角位移的測試，而不能對伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行***而準(zhǔn)確的測試。

直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)常見故障

盡管直流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在目前已應(yīng)用不多，逐步為交流主軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)取代，但現(xiàn)有系統(tǒng)的維修還有不少，在此也總結(jié)它的故障特點(diǎn)。

1. 主軸速度不正?；虿环€(wěn)定，造成這類故障的原因有很多。

主軸速度不正常或不穩(wěn)定的故障綜述：

可能原因 檢查步驟 排除措施

電動(dòng)機(jī)負(fù)載過重   重新考慮負(fù)載條件，減輕負(fù)載

速度指令電壓不良或錯(cuò)誤 測量從數(shù)控裝置主軸接口輸出過來的信號(hào) 確保主軸控制信號(hào)正常

D/A變換器故障

反饋線斷線或不良 測量反饋信號(hào) 確保接線正確

反饋裝置損壞 更換反饋裝置

電動(dòng)機(jī)故障，如：勵(lì)磁喪失等 采用交換法，可以判斷是否出了故障 更換電動(dòng)機(jī)

驅(qū)動(dòng)器故障 更換驅(qū)動(dòng)器

誤差放大器故障

印刷線路板太臟 打開驅(qū)動(dòng)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

伺服驅(qū)動(dòng)器的工作原理及伺服驅(qū)動(dòng)器的常見接線方法

伺服驅(qū)動(dòng)器在控制信號(hào)的作用下驅(qū)動(dòng)執(zhí)行電機(jī)，因此驅(qū)動(dòng)器是否能正常工作直接影響設(shè)備的整體性能。在伺服控制系統(tǒng)中，伺服驅(qū)動(dòng)器相當(dāng)于大腦，執(zhí)行電機(jī)相當(dāng)于手腳。而伺服驅(qū)動(dòng)器在伺服控制系統(tǒng)中的作用就是調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速，因此也是一個(gè)自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)。

驅(qū)動(dòng)器的**主控板，驅(qū)動(dòng)器由繼電器板傳遞控制信號(hào)和檢測信號(hào)，完成上圖的雙閉環(huán)控制，包括轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)和電流調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制和換相控制。驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)板從主控板接受信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率變換電路，實(shí)現(xiàn)執(zhí)行電機(jī)的正常工作。

1. 主回路接線：

  1）.R、S、T電源線的連接；

  2）伺服驅(qū)動(dòng)器U、V、W與伺服電動(dòng)機(jī)電源線U、V、W之間的接線；

  2. 控制電源類接線：

  1）. r 、t控制電源接線；

  2）I/O口控制電源接線；

  3. I/O接口與反饋檢測類接線

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目前主流的伺服驅(qū)動(dòng)器均采用數(shù)字信號(hào)處理器（DSP）作為控制中心，伺服驅(qū)動(dòng)器可以實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為關(guān)鍵設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)電路,IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動(dòng)電路,同時(shí)具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路,在主回路中還加入軟啟動(dòng)電路,以減小啟動(dòng)過程對驅(qū)動(dòng)器的沖擊。功率驅(qū)動(dòng)單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。經(jīng)過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅(qū)動(dòng)三相永磁式同步交流伺服電機(jī)。功率驅(qū)動(dòng)單元的整個(gè)過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓?fù)潆娐肥侨嗳珮虿豢卣麟娐贰０不崭皇克欧?qū)動(dòng)器商家