[转帖]数控磨床模拟主轴控制
<p class=\"MsoNormal\" align=\"center\" style=\"margin:0cm 0cm 0pt;text-align:center\"><b><span style=\"font-size:13.5pt;font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\'\">数控磨床模拟主轴控制</span></b><b><span lang=\"EN-US\" style=\"font-size:13.5pt\"><p></p></span></b></p><p class=\"MsoNormal\" style=\"margin:0cm 0cm 0pt\"><font size=\"4\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">数控机床标准的配置为伺服轴</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">+</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">主轴。伺服轴控制各坐标的运动，主轴控制主轴的速度、位置。数控系统标准配置的数字主轴，由电源模块、功率驱动模块、主轴电机构成，具有控制精度高，动态响应好的特点。但在主轴功率大，对控制精度和动态响应要求不是很高的情况下，数字主轴就显得成本太高。这是可以采用数控系统的“模拟主轴”功能。模拟主轴就是数控系统输出模拟电压信号，后级采用普通的交流变频器和交流变频电机来实现主轴控制。目前一般的数控系统中都具有“模拟主轴”功能，按不同品牌此功能有的作为标准配置，有的作为用户选件定购。</span></font><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><br /><font face=\"Times New Roman\" size=\"4\"> </font></span><font size=\"4\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">鼠笼式交流异步电动机使用交流变频器调速时，变频器将外部交流电源变为直流，经过平滑滤波，在经过逆变回路把直流变成不同频率的交流电，使电机获得无级调速所需要的电压、电流、频率。这种变频器结构简单，电网功率因数较好。近年来随着控制技术的发展，由矢量控制模式逐步取代了传统的</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">V-F</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">控制模式，调速性能有了很大提高。同时由于功率器件质量稳定，保护电路设计日趋完善，交流变频器的可靠性相当不错，已大量的进入工业和民用的领域。同时随着变频器技术的成熟，配套于变频器的变频电机也得到广泛应用。变频电机在调速性能特别是低速段性能大大优于普通交流电机。为了保证在不同的转速下的通风散热，变频电机中的风扇不是安装在电机轴上由电机同步带动，而是有独立的电源供给风扇电机，这部分结构与数控用主轴电机是类似的。</span></font><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><br /><font face=\"Times New Roman\" size=\"4\"> </font></span><font size=\"4\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">我公司生产的</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">HZ-073</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">数控陶瓷切割机，采用西门子</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">802D</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">数控系统控制。数控轴为</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">X</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">、</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">Y</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">、</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">Z</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">三个伺服轴。主轴采用日本三菱</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">FR-A540</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">变频调速器</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">+11KW</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">先马变频调速电机，主轴未装编码器，</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">802D</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">数控系统用“模拟主轴”功能控制主轴。</span></font><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><br /><font face=\"Times New Roman\" size=\"4\"> </font></span><font size=\"4\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">西门子</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">802D</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">数控系统标准配置可带</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">4</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">个伺服轴和一个主轴。此主轴可以是使用西门子</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">1PH7</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">主轴电机的数字主轴，也可以是模拟主轴</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">(</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">变频器</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">)</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">。模拟主轴功能的实现不需另加轴卡之类的硬件。</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">802D</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">的配套驱动模块</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">SIMODRIVE 611UE</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">可以在同一模块上设定一个叠加轴。例如一个车床系统带有两个数字进给轴和一个模拟主轴，正好由一个</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">611UE</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">模块实现。</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">611UE</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">的模拟输出口用于输出主轴速度给定。</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">611UE</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">上的数字输出可用于模拟主轴的使能控制。</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">WGS</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">接口用于主轴编码器作为速度反馈。</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">611UE</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">的模拟输出采用</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">8</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">位</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">D/A</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">转换器，模拟给定的最小当量为</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">78 m V,</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">因此</span><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font face=\"Times New Roman\">802D</font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\">的模拟主轴不适用于要求精确定位的场合。</span></font><span lang=\"EN-US\" style=\"mso-bidi-font-size:10.5pt\"><br /><font face=\"Times New Roman\" size=\"4\"> </font></span><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font size=\"4\">系统连接如图</font></span></p><p class=\"MsoNormal\" style=\"margin:0cm 0cm 0pt\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\"></span></p><p class=\"MsoNormal\" style=\"margin:0cm 0cm 0pt\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font color=\"#f70968\" size=\"5\">详细资料见附件</font></span></p><p class=\"MsoNormal\" style=\"margin:0cm 0cm 0pt\"><span style=\"font-family:宋体;mso-ascii-font-family:\'times new roman\';mso-hansi-font-family:\'times new roman\';mso-bidi-font-size:10.5pt\"><font color=\"#f70968\" size=\"5\"></font></span></p>viewfile.php?id=157<br />
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