数控系统主轴（共12篇）
数控系统主轴 篇1
雕刻机的主轴一般都采用大功率的直流电机。当加工材料以及精度不同时,需要主轴处于不同的转速,因此对主轴的调速是雕刻机的基本功能之一。目前,专业的雕刻机都采用专门生产的调速器实现主轴调速,其价格是非常昂贵的。对于个人自制的雕刻机,无需这么专业的调速性能,自制一个高性价比的调速电路即可满足应用。
本文设计了一款简单实用的主轴电机调速系统。该系统基于单片机及大功率MOSFET场效应管,采用PWM调速方式,可对主轴电机实现速度调节,同时可以显示当前PWM占空比。在雕刻机制作初期,可以使用该系统对主轴电机进行测试选型。制作后期,可以直接集成到雕刻机中,作为主轴电机的调速控制系统。
PWM调速原理
PWM是通过控制固定电压的直流电源开关频率,从而改变负载两端的平均电压,进而达到控制要求的一种电压调整方法。PWM可以应用在许多方面,如电机调速、温度控制、压力控制等。
在PWM驱动控制的调整系统中,按一个固定的频率来接通和断开电源,并根据需要改变一个周期内“接通”和“断开”时间的长短。通过改变直流电机电枢上电压的“占空比”来改变平均电压的大小,从而控制电动机的转速。因此,PWM又被称为“开关驱动装置”。在脉冲作用下,当电机通电时,速度增加;电机断电时,速度逐渐减少。只要按一定规律,改变通、断电的时间,即可让电机转速得到控制。
设电机始终接通电源时,电机转速最大为Vmax,设占空比为D=t1/T,则电机的平均速度为:
式中,Vd为电机的平均速度,Vmax为电机全通电时的最大速度,D为占空比。
由上式可见,当我们改变占空比D时,就可以得到不同的电机平均速度,从而达到调速的目的。严格地讲,平均速度与占空比D并不是严格的线性关系,在一般的应用中,可以将其近似地看成线性关系。
电路设计
根据工作电压,电路可以分为数字部分与模拟部分。数字部分主要由单片机最小系统、液晶及电位器等组成,其原理图如图1所示。
图1中的JP1为10k电位器,用于调速输入。U2为1602液晶显示模块,U3为单片机5V工作电源输入及串口调试接口。U1为AVR单片机的最小系统模块,其原理图如图2所示。
模拟电路采用光耦与数字电路进行隔离,以防止电机工作时的大电流烧毁单片机,其原理图如图3所示。
图3中的U4为光耦TLP521,一侧接单片机的PWM输出以及数字地,另一侧输出PWM驱动场效应管。数字地与模拟地不能形成共地,否则会使得光耦隔离功能失效。VT1为MOSFET场效应管IRF540N,支持最高100V的工作电压以及33A的工作电流,满足大部分大功率电机的要求。IRF540N的导通阀值电压为2～4V,但是如果需要完全导通则最好是10V以上。本设计通过电阻R1与R3的分压作用,保证了阀值电压在10V以上。电机驱动采用场效应管与二极管串连的方式,续流二极管VD1采用普通的IN5822。JP2为模拟电源输入脚,JP3则为负载输出,本文为大功率直流电机。
数字电路部分采用热转印的方式制作电路板,模拟部分由于电路简单,直接使用实验板进行搭建,最终实物如图4所示。
软件设计
程序采用C语言编写,使用WINAVR编译,其总体流程如图5所示。
PWM占空比的大小通过读取电位器的旋转位置来设置。电位器的旋转位置则通过AD采样来获取。当AD采样值为最小值时,则PWM占空比为最小值,AD采样值为最大值时,则PWM占空比为最大值,两者为线性关系。将Atmega16的AD模块设置为单端输入模式,选用外部5V基准电压,则测量范围为0V～5V。AD采样频率设置为单片机工作频率的64分频,读取方式采用软件轮询方式。AD的配置程序如下:
将电位器与AD的通道0连接,读取通道0的AD值,即可得到PWM的设置值,AD的读取程序如下:
Atmega16支持硬件PWM功能,可以在不占用CPU资源的情况下,产生PWM波形。因此本设计采用定时器1实现PWM功能。设置定时器1工作在8位快速PWM模式,比较匹配时清零OC1A/OC1B,并且OC1A/OC1B在TOP时置位,PWM工作频率在488Hz。由于PWM设置范围为0～255,而AD采样值范围为0～1023,因此需要做一个AD采样值到PWM设置值的线性转换,其转换公式如下:
其中为OC1A寄存器设置值,为AD采样值。PWM的初始化配置程序如下:
当计算出OC1A寄存器设置值后,直接写入寄存器即可实时输出PWM波形,设置程序如下:
1602液晶由于自带字库,因此使用非常方便,只需将需要显示的字符写入到显示缓冲区后更新显示,即可以实现字符显示。为了方便用户对电机进行调速,1602将显示当前的PWM占空比。该值将以百分比表示,同时将显示前缀提示字符,显示效果如图6所示。
实验及结论
为了测试电路的实际调速效果,将进行一些实际的调速实验。受控直流电机如图7所示,该电机具有宽工作电压、大功率及高转速等特点。但是该电机对启动电流要求较高,普通开关电源对其供电,容易使电源自锁。因此本实验专门配备了大电流输出的12V开关电源,如图8所示,该电源可同时输出5V电压用于数字电路的工作电源。
通过实验可知,本系统能够很好的实现直流电机的速度调节,可以胜任一般雕刻机的主轴调速功能。但是仍然存在着以下一些问题:
1.由于采用的开环速度调节方式,未对电机工作电压及电流进行采样以实现闭环控制,因此无法精确获取及控制电机的当前转速。
2.由于光耦开关工作频率有限,PWM只能工作在低频状态,导致电机启动时会有明显的噪声。
3.当直流电机电流较大时,场效应管有明显发热的现象,需要加散热片。
数控系统主轴 篇2
2006-07-27
在数控机床中，不论是数控车床、钻床还是铣床，其主轴是最关键的部件，对机床精度起着至关重要的作用。
主轴的结构与其需实现的功能关，加工及装配的工艺性也是影响其形状的因素。主轴端部的结构已标准化，主轴头部的形状手册中已有规定。
机床主轴的定位形式一般有两支承或三支承。以两支承的数控铣床主轴为例进行介绍。
大部分机床主轴前端结构如图1所示，重点讨论主轴前支承部分。主轴前端支承是由3182100系列轴承和一个能承受双向力的角接触轴承构成。国外有很多数控机床主轴也采用这种结构。
图1 机床主轴前端结构
该结构对技术力量较强的厂家来说，凭经验进行合理的选配和调整，不会对精度产生太大的影响。但这种结构在设计上存在不妥之处，当前面的3182100系列轴承2需要预紧时，要靠拧紧螺母6来实现。在装配前选配调整垫1时，因为主轴本身的加工等原因，很难使调整垫1正好符合3182100系列轴承的预紧力要求，因为当各件都装上后，拧紧螺母6使3182100系列轴承开始预紧，但当轴承2的外端与调整垫1端面接触时，因轴承位置已经靠死，螺母拧不动。若轴承2未达到应有的预紧力时，将会影响主轴的刚性和回转精度。
在轴承精度已选好，且工件加工情况也良好时，从理论上分析前后轴承的调整对主轴精度的影响，如果2所示。前后轴承最大径向跳动位于同一平面，并在主轴轴线的同侧。δ表示主轴前端检验处的径向跳动，δ1表示前轴承的最大径向跳动，δ2表示后轴承的最大径向跳动，且δ＜δ1＜δ2，a为主轴前支承到检验处的距离，L为主轴前后支承之间的距离。
另一种情况，如图3所示，前后支承的最大跳动位于同一平面，但在主轴轴线的两侧。主轴前端检验处的最大径向跳动为δ′，且δ′＞δ1。
比较两种情况可以得出以下结论：δ＜δ′，表明若使主轴前端检验处径向跳动最小，应使其满足图1的条件，而应避免图3所示的情况。对图1所示的前支承调整环节来说，要达到图2所示的情况是比较困难的。
轴承的间隙是影响主轴回转精度及刚度的重要因素。然而轴承在预紧过程中，若间隙过小，容易引起主轴轴承过热；若间隙过大，又会影响回转精度，所以用图1所示的结构对轴承进行预紧时，很难将间隙一次性调好。如调不好，还要重新拆下轴承等相关的一些零件，再拿出调整垫1进行配磨。磨去多少合理，理论上无法算出，只能凭经验。这样既烦琐，又难以保证效果。
如果将主轴前支承的定位方式改为图4所示。以螺母1进行轴向定位，垫片2起防松作用。在加工中若稍有位置偏差，也可通过垫片1使之与轴承3的端面均匀接触。由此可见，螺母1既是轴向定位基准，又可控制轴向移动量，因此调整控制比较方便。
图4
在过去，这种定位方式较难推广，其主要原因在于主轴上切削螺纹时，螺纹孔和螺母端面的垂直度要求很高，因此难以加工。但在目前数控机床普及的情况下，切削螺纹的工序已经比较容易。这种结构在理论上是正确的，在实践上是可行的。
机床主轴系统的振动特性分析 篇3
【关键词】机床主轴系统；ANSYS；支承刚度；支承跨距；固有振动特性
机床主轴系统是机床重要的组成部件，直接影响机床的加工精度。机床主轴系统在运行过程中，其固有的振动特性对于机床加工精度产生影响，因此，必须研究其振动的频率和类型以及其在结构参数方面的特性，在主轴系统的结构设计上对振动的发生加以避免，提高机床的加工质量和精度。近年来，对机床主轴系统的动态性能的研究已经成为一项重要课题得到国内外大量专家学者的关注，也出现了很多的研究方法。其中，有限单元法在机床主轴系统的动态性能研究方面受到了社会上越来越多的人的广泛关注。
本文以普通机床主轴系统为研究对象，通过ANSYS软件建立了机床主轴系统的有限元分析模型，对其动态性能进行研究，尤其在支承跨距和支承刚度的结构参数对振动特性的影响方面进行了较为详细的分析。
1、机床主轴系统有限元模型的建立
在进行主轴系统的有限元模型的建模时，为了便于计算，以满足主要因素研究为基础，对于次要因素可以对其忽略。以某一机床主轴为例，对其进行有限元模型的建立，如图1所示：
主轴总长为870mm，采用了20节点单6面体单元，因此可以运用复杂性高的形状函数来更形象的表达实际的变形，以提高计算的准确度。模型上将轴承接触非线性的影响忽略掉，形成后端固定、前端游动的结构。如果假设由4个弹簧均匀分布来组成弹性支承系统，参照图1中横断面的弹簧分布图，在主轴与弹簧的节点处加上UZ约束，另一端可设置成完全约束的状态。
2、主轴系统固有振动特性分析
2.1 固有振动特性的分析
首先进行工况的设定，本文研究设定的工况为：支承间距为620mm，支承刚度为345345kN/mm，用Block Lanczos法对固有振动特性模态进行提取，得到8种动态振型。将机床主轴系统的8中模态阶数和振型特征进行分析计算，其结果如下表1所示：
2.2 支承跨距和位置对振动特性的影响分析
支持跨距作为一个重要影响因素，在本次研究中，结合车床本身具有的结构特征对其影响作用加以分析。工况设置中仍然为两支承状态，保持前支承位置不变，只是将后支承的位置向前移动，保持两支承的间距在370mm。通过对其有限元模型的建立和分析得出改变跨距状态下模态分析结果，见下表2：
再参见下图2中所示，（1）、（2）、（3）分别为铅垂平面内，主轴系统绕Y轴的弯曲振型、绕X轴的两摇摆振型和绕X轴头部完全加摇摆振型：
将表（1）和表（2）进行对比，再综合图2的振型显示分析可以看出，当支承位置和跨距发生改变时，其主轴的振型也随之发生了变化，发生最大位移的位置也有所改变。在固有频率的上有所减小。
2.3 支承刚度的变化对振动特性的影响
对支承刚度变化的影响力研究，取不同的支承刚度，进行主轴系统振动频率和综合变形的分析。通过设置三个等级支承刚度研究发现，振动的各阶固有频率随着支承刚度的增加而相应的有所增加，由此可以得出，主轴系统支承刚度的增加，对其抗振力的提高具有积极作用。
3、结语
综上分析，支承位置的改变，支承跨距的变化影响主轴系统的抗振性能，跨距的加大会是抗振能力随之加大。主轴的支承刚度对于扭转和弯曲模态以外的其它模态影响较大。在日后的工作实践中，对主轴系统的振动特性仍然需要更加深入的探索和研究，探索提高的主轴抗振性能的更好的方法和途径。
參考文献
[1]徐燕申，张学玲.基于FEM的机械结构静、动态性能优化设计[J].西南交通大学学报，2012（10）：517-520.
数控系统主轴 篇4
1 数控机床主轴系统结构及其特点
现代制造型工厂中普遍采用数控机床来实现多品种, 中小批量的复杂零件的加工。最常见的数控机床有数控车床、数控铣床和加工中心。为了适应数控机床高自动化、高柔性、高精度、高效率的加工特点, 数控机床的主轴系统采用了其特有的形式和结构。
1.1 数控车床主轴结构及其特点
数控车床的主轴在机械结构上: (1) 主轴为一个空心阶梯轴; (2) 主轴前端采用短圆锥法兰盘结构与卡盘体配合; (3) 主轴后端主要用于安装回转油缸; (4) 主轴中空用于通过回转油缸活塞杆; (5) 传动形式有齿轮传动、同步带传动和带与齿轮混合传动。数控车床电气结构是: (1) 驱动器, 用于连接数控装置和主轴电动机; (2) 光电脉冲编码器, 实现主轴转速的实时检测, 进而构成主轴电气控制系统; (3) 回转油缸液压控制回路, 实现卡盘卡爪夹紧和松开。
1.2 数控铣床主轴结构及其特点
数控铣床主轴机械结构特点是: (1) 主轴是一个空心阶梯轴; (2) 主轴前端是一个锥度为7∶24的锥孔, 在主轴前端面设置一对端面键用于传递主轴转矩给铣削刀具; (3) 主轴后端安装松刀液压缸; (4) 主轴中空用于通过拉刀杆、放置碟形弹簧和抓刀爪; (5) 主轴传动多采用齿轮变速传动。数铣电气结构与数车相似: (1) 驱动器用于驱动主轴电动机; (2) 脉冲编码器, 实现主轴转速的实时检测; (3) 松刀液压缸控制回路。
1.3 加工中心主轴结构及其特点
加工中心与数控铣床的主要区别是:加工中心带有刀库和自动换刀装置 (例如机械手) , 而数控铣床没有。加工中心主轴机械结构与数控铣床类似, 但要实现主轴上刀具和刀库中刀具自动交换, 所以电气结构上有以下几个显著特点: (1) 主轴准停装置, 控制主轴准停在某个位置, 配合机械手顺利插拔刀具; (2) 刀库侧电气控制系统与数控系统配合, 顺利完成交换刀具任务。
2 数控机床主轴系统故障特点及其诊断方法
2.1 数控机床主轴系统故障特点
主轴系统故障也可分为机械故障和电气故障。机械部分的结构如前所述, 众所周知, 最容易出现故障的部位是那些经常性做旋转运动、直线运动的部件, 所以查找故障部位应首先从这些部件开始。例如, 立式数控加工中心出现抓不住刀具时, 应首先检查拉刀杆行程是否改变, 因为拉刀杆在频繁换刀时, 经常做直线运动。主轴系统的电气部分包括主轴电动机、驱动器、数控装置、主轴转速检测装置、准停装置等。容易出故障的是主轴电动机、主轴转速检测装置、准停装置。
2.2 故障诊断方法
一般来讲, 机械故障比较容易觉察, 而电气故障的诊断难度则要大些。所以通常先判断机械部分是否有故障, 再判断电气部分是否存在故障。首先从机械上弄清楚该机床的主轴部件结构, 检查这些部件是否正常。从经验来看, 数控机床主轴故障中很大部分是机械动作失灵引起的。所以, 遵循先机械后电气的诊断方法, 往往可以达到事半功倍的效果。
3 故障诊断实例
(1) 配置SINUMERIK810T系统的数控车床, 在起动主轴旋转时出现7006报警 (Spindle speed not in target range) , 不能进行自动加工。故障分析及处理过程:因为故障指示主轴有问题, 观察主轴已经旋转, 在屏幕上检查主轴转速的数值, 发现为0, 所以出现报警。但实际上主轴不但已经旋转, 而且转速也问题不大。因此怀疑可能是主轴转速反馈系统有故障。检查主轴转速反馈系统发现, 主轴编码器是通过同步带传动的, 同步带已经断了, 使主轴编码器不随主轴旋转, 导致没有速度反馈信号。按要求更换一条新同步带后, 机床恢复正常工作。
(2) 配置SINUMERIK840D系统的数控铣床, 机床工作时主轴转速不稳定, 时快时慢。故障分析及处理过程:这台机床的主轴电动机采用西门子1PH7主轴电动机, 使用西门子611D交流数字伺服驱动装置控制。分析主轴转速不稳的原因可有以下几个方面: (1) 主轴驱动装置的机床数据调整不当, 没有进行优化, 使主轴驱动装置没有达到最佳工作状态。由于这台机床在出现故障前, 主轴工作一直很稳定, 可以将这种可能排除; (2) 由于存在某种干扰引起的, 但机床其他部分工作正常, 所以这种可能性也不大; (3) 转速反馈回路有故障, 即主轴编码器有问题、编码器连接电缆有问题或者主轴伺服控制模块有问题等造成主轴控制环工作不稳定。为此, 首先对编码器的连接电缆进行检查, 发现编码器电缆插头X413连接松动, 导致了主轴电动机转速不稳。将主轴编码器的电缆连接插头紧固后, 故障消除, 主轴转速恢复平稳。
4 结语
由于数控机床综合了机、电、液、气技术, 一旦出现故障, 使定位故障部位变得困难。因此, 只有真正熟知故障数控机床的主轴系统的机械结构和相应的电气结构, 采用合适的方法, 才能有效地应对主轴系统出现的故障。
摘要：数控机床主轴系统的其复杂性决定了故障的复杂性, 熟知主轴系统机械和电气结构, 学习使用科学合理的方法, 是对维修人员的基本要求。
关键词：数控机床,主轴,故障诊断
参考文献
[1]龚仲华.数控机床故障诊断及维修500例[M].北京:机械工业出版社, 2004, 6.
[2]林岩.数控机床维修100问[M].北京:化学工业出版社, 2007, 9.
CAD绘制主轴教案 篇5
三、任务一 【课题名称】
绘制主轴 【教学目标与要求】
一、知识目标
1.了解轴套零件的特点。
2.能使用“直线”、“镜像”、“图案填充”、“标注”、“延伸”、“偏移”、“倒角”、“修剪”命令，绘制轴套类零件图。
二、能力目标
能绘制轴套类零件图，并标注尺寸。
三、素质目标
熟悉绘制轴套类零件使用的指令和绘制的操作步骤。
四、教学要求
1.熟悉轴套类零件的结构特点。
2.掌握绘制轴套类零件的要点，应用“镜像”指令复制轴套类零件的另一半图形。
3.完成轴套类零件绘制的操作，并标注全部尺寸。【教学重点】
“镜像”、“图案填充”、“标注”“延伸”“倒角”等指令的应用。【难点分析】
断面图、局部视图和局部剖视图指令的应用。【分析学生】
相比上一节内容，作图步骤较复杂，较困难些，通过多练习，会慢慢熟悉操作的具体步骤。【教学思路设计】
先读懂图样结构特点，后边讲边示范画图，最后由学生自己实践，教师指导。【教学安排】
2学时 【教学过程】
一、分析图样
如图3-1所示为主轴零件图，全长171mm，最大直径为40mm，分成4个台阶，最小直径为25mm，如果不考虑两个键槽结构，主轴以中心线为基准上下对称。
二、绘图的工艺分析
1.单击“直线”——绘轴上半部轮廓线。2.单击“镜像”——复制轴下半部。3.“倒角”、“修剪”、“偏移”——绘小细节。
4.“直线”、“样条曲线”、“圆”、“偏移”、“修剪”“图案填充”——绘局部视图和移出断面图。
5.“线性标注”——注尺寸。
三、主轴零件绘制操作步骤 1.启动AutoCAD 2009。2.创造图层。分“粗实线”、“细实线”和“点画线”三个图层。3.画中心线
切换到点画线层——单击“直线”——画中心线，如图3-7所示。4.画轴的半个外轮廓线
切换到粗实线层——单击“直线”——按尺寸长度画轴的轮廓线，如图3-8所示。
5.画轴的半个外形轮廓线
单击“延伸”——画各圆柱之间的交线，如图3-9所示。6.画全整个轴的外形轮廓线
单击“镜像”——画出轴的下半部分，如图3-10所示。7.画轴两端圆柱的倒角
单击“倒角”——按C1绘制两端圆柱倒角，如图3-11所示。8.画移出断面图的中心线
切换到点画线层——单击“直线”——绘制键槽及移出断面图的中心线，如图3-12所示。
9.画键槽断面圆形
单击“圆”——绘制Φ25和Φ30的圆，如图3-13所示。——单击偏移，绘键槽，如图3-14所示——单击“修剪”，得出键槽形状，如图3-15所示——切换到细实线层，单击“图案填充”——单击“图案”——在“ANSI”选项卡中选“ANSI31”——“确定”——返回“图案填充和渐变色”对话框，单击“添加：拾取点”图标——点击要绘制剖面线的区域——“Enter”——“确定”，如图3-16所示。10.绘制键的局部视图和局部剖视图
点击“直线”、“样条曲线”、“图案填充”、“圆弧”绘制键的局部视图和局部剖视图，如图3-17所示。
11.标注尺寸
单击“线性标注”——标注圆柱，键槽尺寸如图3-18所示。12.保存文件
文件保存为“主轴.dwg”
四、实践
教材P65练习一～三
五、小结
1.轴套类零件以中心线为对称轴，可以应用镜像指令来画图。2.用“偏移”“修剪”“图案填充”来完成键槽的断面图形的绘制。3.用“样条曲线”“图案填充”“圆弧”指令完成主视图中键槽的局部剖视和局部视图。
数控系统主轴 篇6
【关键词】矢量控制；变频器；数控车床
数控车床是机电一体化的典型产品，是集机床、计算机、电机及其拖动、自动控制、检测等技术为一身的自动化设备。其中主轴运动是数控车床的一个重要内容，以完成切削任务，其动力约占整台车床的动力的70%～80%。基本控制是主轴的正、反转和停止，可自动换档和无级调速。
在目前数控车床中，主轴控制装置通常是采用交流变频器来控制交流主轴电动机。为满足数控车床对主轴驱动的要求，必须有以下性能：（1）宽调速范围，且速度稳定性能要高；（2）在断续负载下，电机的转速波动要小；（3）加减速时间短；（4）过载能力强；（5）噪声低、震动小、寿命长。
1.变频器矢量控制阐述
矢量控制实现的基本原理是通过测量和控制异步电动机定子电流矢量，根据磁场定向原理分别对异步电动机的励磁电流和转矩电流进行控制，从而达到控制异步电动机转矩的目的。具体是将异步电动机的定子电流矢量分解为产生磁场的电流分量（励磁电流）和产生转矩的电流分量（转矩电流）分别加以控制，并同时控制两分量间的幅值和相位，即控制定子电流矢量，所以称这种控制方式称为矢量控制方式。矢量控制方式又有基于转差频率控制的矢量控制方式、无速度传感器矢量控制方式和有速度传感器的矢量控制方式等。这样就可以将一台三相异步电机等效为直流电机来控制，因而获得与直流调速系统同样的静、动态性能。矢量控制算法已被广泛地应用在siemens，AB，GE，Fuji等国际化大公司变频器上。
采用矢量控制方式的通用变频器不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配，而且可以控制异步电动机产生的转矩。由于矢量控制方式所依据的是准确的被控异步电动机的参数，有的通用变频器在使用时需要准确地输入异步电动机的参数，有的通用变频器需要使用速度传感器和编码器。目前新型矢量控制通用变频器中已经具备异步电动机参数自动检测、自动辨识、自适应功能，带有这种功能的通用变频器在驱动异步电动机进行正常运转之前可以自动地对异步电动机的参数进行辨识，并根据辨识结果调整控制算法中的有关参数，从而对普通的异步电动机进行有效的矢量控制。
2.数控车床主轴变频的系统结构与运行模式
2.1主轴变频控制的基本原理
由异步电机理论可知，主轴电机的转速公式为：n=（60f/p）×（1-s）
其中P—电动机的极对数，s—转差率，f—供电电源的频率，n—电动机的转速。从上式可看出，电机转速与频率近似成正比，改变频率即可以平滑地调节电机转速，而对于变频器而言，其频率的调节范围是很宽的，可在0～400Hz（甚至更高频率）之间任意调节，因此主轴电机转速即可以在较宽的范围内调节。
当然，转速提高后，还应考虑到对其轴承及绕组的影响，防止电机过分磨损及过热，一般可以通过设定最高频率来进行限定。
变频器在数控车床的应用中变频器与数控装置的联系通常包括：（1）数控装置到变频器的正反转信号；（2）数控装置到变频器的速度或频率信号；（3）变频器到数控装置的故障等状态信号。因此所有关于对变频器的操作和反馈均可在数控面板进行编程和显示。
2.2主轴变频控制的系统构成
不使用变频器进行变速传动的数控车床一般用时间控制器确认电机转速到达指令速度开始进刀，而使用变频器后，机床可按指令信号进刀，这样一来就提高了效率。
在本系统中，速度信号的传递是通过数控装置到变频器的模拟给定通道（电压或电流），通过变频器内部关于输入信号与设定频率的输入输出特性曲线的设置，数控装置就可以方便而自由地控制主轴的速度。该特性曲线必须涵盖电压/电流信号、正/反作用、单/双极性的不同配置，以满足数控车床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。
3.无速度传感器的矢量控制变频器
3.1主轴变频器的基本选型
目前较为简单的一类变频器是V/F控制（简称标量控制），它就是一种电压发生模式装置，对调频过程中的电压进行给定变化模式调节，常见的有线性V/F控制（用于恒转矩）和平方V/F控制（用于风机水泵变转矩）。
标量控制的弱点在于低频转矩不够（需要转矩提升）、速度稳定性不好（调速范围1：10），因此在车床主轴变频使用过程中被逐步淘汰，而矢量控制的变频器正逐步进行推广。
所谓矢量控制，最通俗的讲，为使鼠笼式异步机像直流电机那样具有优秀的运行性能及很高的控制性能，通过控制变频器输出电流的大小、频率及其相位，用以维持电机内部的磁通为设定值，产生所需要的转矩。
矢量控制相对于标量控制而言，其优点有：（1）控制特性非常优良，可以直流电机的电枢电流加励磁电流调节相媲美；（2）能适应要求高速响应的场合；（3）调速范围大（1：100）；（4）可进行转矩控制。
当然相对于标量控制而言，矢量控制的结构复杂、计算烦琐，而且必须存贮和频繁地使用电动机的参数。矢量控制分无速度传感器和有速度传感器两种方式，区别在于后者具有更高的速度控制精度（万分之五），而前者为千分之五，但是在数控车床中无速度传感器的矢量变频器的控制性能已经符合控制要求，所以这里推荐并介绍无速度传感器的矢量变频器。
3.2无速度传感器的矢量变频器
无速度传感器的矢量变频器目前包括西门子、艾默生、东芝、日立、LG、森兰等厂家都有成熟的产品推出，总结各自产品的特点，它们都具有以下特点：（1）电机参数自动辩识和手动输入相结合；（2）过载能力强，如50%额定输出电流2min、180%额定输出电流10s；（3）低频高输出转矩，如150%额定转矩/1HZ；（4）各种保护齐全（通俗地讲，就是不容易炸模块）。
无速度传感器的矢量控制变频器不仅改善了转矩控制的特性，而且改善了针对各种负载变化产生的不特定环境下的速度可控性。
3.3矢量控制中的电机参数辨识
由于矢量控制是着眼于转子磁通来控制电机的定子电流，因此在其内部的算法中大量涉及到电机参数。从异步电动机的T型等效电路表示中可以看出，电机除了常规的参数如电机极数、额定功率、额定电流外，还有R1（定子电阻）、X11（定子漏感抗）、R2（转子电阻）、X21（转子漏感抗）、Xm（互感抗）和I0（空载电流）。
参数辨识中分电机静止辨识和旋转辨识2种，其中在静止辨识中，变频器能自动测量并计算顶子和转子电阻以及相对于基本频率的漏感抗，并同时将测量的参数写入；在旋转辨识中，变频器自动测量电机的互感抗和空载电流。
在参数辨识中，必须注意：（1）若旋转辨识中出现过流或过压故障，可适当增减加减速时间；（2）旋转辨识只能在空载中进行；（3）如辨识前必须首先正确输入电机铭牌的参数。
3.4数控车床主轴变频矢量控制的功能设置
使用在主轴中变频器的功能设置分以下几部分：
（1）矢量控制方式的设定和电机参数。
（2）开关量数字输入和输出。
（3）模拟量输入特性曲线。
（4）SR速度闭环参数设定。
【参考文献】
[1]王侃夫.数控机床控制技术与系统[M].北京：机械工业出版社，2008.
数控伺服主轴过热故障处理 篇7
1. 故障现象
主轴电机在3000r/min时可正常工作, 电机温度在30℃。电机在6000r/min时发热严重, 温度升至80～120℃。此时尚未实际切削, 只是主轴空转。
做过如下处理: (1) 将电机与负载脱开, 电机在6000r/min工作时正常。没有温度升高现象。 (2) 测量主轴机械安装精度, 在标准范围之内。 (3) 全部参数按照厂家提供的标准值设定, 经核对无误。
在显示器上观察到设定主轴速度3000r/min时, 实际主轴转速很快稳定在3000r/min, 温度30～34℃。设定主轴速度6000r/min时, 实际主轴转速在5990～5999r/min跳动, 温度67～71℃。
2. 主轴发热原因分析
(1) 因为主轴电机空转没有发热现象, 所以判断主轴电机没有硬故障。
(2) 因测量机械安装精度在标准范围内, 况且在3000r/min时能够正常工作, 观察其空载电流在10%IN (IN为额定电流) 以下, 可排除机械系统的安装精度问题。
(3) 主轴参数 (生产商提供的出厂值) 应该根据实际情况加以调整, 如果主轴其他的参数如“电机型号”, “编码器分辨率”, “回生电阻类型”设置不对, 控制器会检测出并自动报警。由于主轴电机以速度控制为目标, 因此其可以调整的是速度环增益 (VGN) 参数13005。
3. VGN参数的调整
(1) VGN参数13005=150 (标准值) 。主轴电机在3000r/min时可正常工作, 温度30～34℃, 空载电流7%～10%IN, 速度误差0～1r/min;主轴电机在5000r/min时, 空载电流在30%～40%IN, 速度误差10～20r/min, 从画面上看, 实际速度一直在跳动, 不能稳定在指令值范围;主轴电机在6000r/min时, 空载电流在50%～70%IN, 速度误差10～20r/min, 从画面上看, 实际速度一直在跳动, 不能稳定在指令值范围, 温度在短时内上升到70℃。
(2) 设置VGN参数13005=250。逐渐升高主轴速度, 主轴电机在5000～5600r/min时, 工作正常;当主轴电机在6000r/min出现不正常, 此时空载电流在50%～70%IN, 速度误差为10～20r/min, 从画面上看, 实际速度一直在跳动, 不能稳定在指令值范围, 温度在短时内上升到70℃。说明修改VGN参数13005能改善电机运行。
(3) 设定VGN参数13005=300, 比标准设定值提高一倍, 这时, 主轴电机的工作状态有了明显改善。主轴电机在6000r/min时, 空载电流在13%～14%IN, 速度误差0～1r/min, 从画面上看, 实际速度稳定在指令值范围, 温度在40℃。
(4) VGN参数的影响过程。VGN是实际速度跟随指令速度的能力。当VGN参数13005为150, 而指令速度升高到5000～6000r/min, 在主轴监视画面观察到实际速度一直在乱跳, 没有稳定在指令值范围, 说明主轴伺服电机一直努力使实际速度达到指令速度, 由于VGN不够, 所以实际速度一直不能达到指令速度, 但主轴电机一直在执行实际速度跟随指令速度的动作, 故主轴电机的电流就异常增大, 导致温度升高, 表现在显示屏上: (1) 实际速度一直在跳动; (2) 空载电流值升高, 达到50%～70%IN; (3) 电机温度在80～120℃。当提高VGN参数13005=300时, 伺服主轴电机的实际速度跟随指令速度的能力提高, 实际速度很快就达到指令速度, 使电机工作状态正常。
又例三菱M64系统, 主轴电机型号SJ-V22, 运行时主轴电机发热, 电机的三相线发热烫手, 同时车螺纹时发生乱丝的故障。在显示屏上观察到主轴实际速度不稳定, 经查该机床使用一台55kW的变频器驱动主轴电机。因变频器是大干扰源, 将该变频器移开并做好抗干扰措施后故障消除。这是因主轴编码器信号线受到干扰, 使所反馈的电机实际速度总是达不到指令速度, 所以该主轴电机总在不断地工作, 迫使实际速度达到指令速度, 从而造成电机发热。
一般伺服驱动电机不明原因的发热可以同理分析和处理: (1) 先排除机械安装精度方面的问题, 可将电机脱开机械连接, 观察空载电流应该在5%以内。 (2) 排除周围的干扰源, 特别是排除其对编码器信号线的干扰 (观察其实际速度的数值是否变化) 。 (3) 将编码器的电源电缆加粗 (1mm2) 。 (4) 提高参数VGN的数值, 以机床不发生振动啸叫为标准。
摘要：介绍一起主轴发热故障现象和排除过程, 提出了解决伺服电机发热的一般原则。
简述数控机床的主轴组件 篇8
主轴组件的工作性能, 对整机性能和加工质量以及机床生产率有着直接影响, 是决定机床性能和技术经济指标的重要因素。因此, 数控机床对主轴组件有较高的要求。
主轴支承是主轴组件的重要组成部分, 主轴支承是指主轴轴承、支承座及其相关零件的组合体, 其中核心元件是轴承。采用滚动轴承的支承称为主轴滚动支承;采用滑动轴承的支承称为主轴滑动支承。滚动轴承的主要优点是适应转速和载荷变动的范围大;能在零间隙或负间隙 (一定的过盈量) 条件下稳定运转, 具有较高的旋转精度和刚度;轴承润滑容易, 维修、供应方便, 摩擦因数小等。其缺点是滚动轴承的滚动体数目有限, 刚度是变化的, 阻尼也较小, 容易引起振动和噪声;径向尺寸也较大。滑动轴承具有抗振性好、运转平稳、旋转精度高及径向尺寸小等优点, 但制造、维修比较困难, 并受到使用场合限制, 如立式主轴漏油问题解决较困难等。
数控机床主轴支承根据主轴组件的转速、承载能力及回转精度等要求的不同而采用不同种类的轴承。一般中小型数控机床 (车床、铣床、加工中心、磨床) 的主轴组件多采用滚动轴承;重型数控机床采用液体静压轴承;高精度数控机床 (如坐标磨床) 采用气体静压轴承;转速达 (2-10) ×104r/min的主轴可采用磁力轴承或陶瓷滚动轴承。在使用中, 应根据主轴组件工作性能的要求、制造条件和经济效果综合考虑, 合理选用。
主轴组件的滚动轴承既要有承受径向载荷的径向轴承, 又要有承受两个方向轴向载荷的推力轴承。轴承类型及型号选用主要应根据主轴组件的刚度、承载能力、转速、抗振性及结构等要求合理进行选定。
同样尺寸的轴承, 线接触的滚子轴承比点接触的球轴承的刚度要高, 但极限转速要低;多个轴承比单个轴承承载能力要大;不同轴承承受载荷类型及大小不同;还应考虑结构要求, 如中心距特别小的组合机床主轴, 可采用滚针轴承。为提高主轴组件的刚度, 通常采用轻系列或特轻系列轴承, 因为当轴承外径一定时其孔径 (即主轴轴颈) 可以较大。
通常情况下, 可按下列条件选用滚动轴承。
(1) 中高速重载。双列圆柱滚子轴承配双向推力角接触球轴承 (如配推力轴承, 则极限转速低) 。成对圆锥滚子轴承结构简单, 但极限转速较低。空心圆锥滚子轴承的极限转速可以提高, 但成本较高。
(2) 高速轻载。成组角接触球轴承, 根据轴向载荷的大小分别选用25°或15°接触角。
(3) 轴向载荷为主。精度不高时, 选用推力轴承配深沟球轴承;精度较高时, 选用向心推力轴承。
通常提高主轴组件性能的措施有以下几种:
(1) 提高旋转精度。
提高主轴组件的旋转精度, 首先是要保证主轴和轴承具有一定的精度, 此外还可采取一些工艺措施, 例如选配法、装配后精加工等方法。
(2) 改善动态特性。
主轴组件应有较高的动刚度和较大的阻尼, 使得主轴组件在一定幅值的周期性激振力作用下, 受迫振动的振幅较小。通常主轴组件的固有频率是很高的, 远远高于主轴的最高转速, 故不必考虑共振问题, 按静态处理。但是对于高速主轴, 特别是带内装式电动机的高速主轴, 则要考虑共振问题。改善动态特性的主要措施有以下一些:
(1) 使主轴组件的固有频率避开激振力的频率。通常应使固有频率高于激振力频率30%以上。如果发生共振的那阶模态属于主轴的刚体振动 (平移或摇摆振型) , 则可设法提高轴承刚度;当属于主轴的弯曲振动, 则需提高主轴的刚度, 如适当加大主轴直径、缩短悬伸等。激振力可能由于主轴组件不平衡 (固有频率等于主轴转速) 或断续的切削力 (固有频率等于主轴转速乘刀齿数) 等而产生。
(2) 主轴轴承的阻尼对主轴组件的抗振性影响很大, 特别是前轴承。如果加工表面的Ra值要求很小, 又是卧式主轴, 可用滑动轴承。例如外圆磨床和卧轴平面磨床。滚动轴承中, 圆锥滚子轴承的端面有滑动摩擦, 其阻尼要比球轴承和圆柱滚子轴承高一些。适当预紧可以增大阻尼, 但过大的预紧反而使阻尼减小。故选择预紧时还应考虑阻尼的因素。
(3) 采用三支承结构时, 其中辅助支承的作用在很大程度上是为提高抗振性。
(4) 采用消振装置。
(3) 控制主轴组件温升。
主轴运转时, 滚动轴承的滚动体在滚道中摩擦、搅油, 滑动轴承承载油膜受到剪切内摩擦, 均会产生热量, 使轴承温度上升。轴承直径越大, 转速越高, 发热量就越大。故轴承是主轴组件的主要热源。前后轴承温度的升高不一致, 使主轴组件产生热变形, 从而影响轴承的正常工作, 导致机床加工精度降低。故对于高精度和高效自动化机床, 如高精度磨床、坐标镗床和自动交换刀具的数控机床 (即加工中心) , 控制主轴组件温升和热变形, 提高其热稳定性是十分必要的。主要措施有两项:
(1) 减少支承发热量。合理选择轴承类型和精度, 保证支承的制造和装配质量, 采用适当的润滑力式, 均有利于减少轴承发热。
(2) 采用散热装置。通常采用热源隔离法、热源冷却法和热平衡法。这些方法能够有效地降低轴承温升, 减少主轴组件热变形。机床实行箱外强制循环润滑, 不仅带走了部分热量, 而且使油箱扩大了散热面积。对于高精度机床主轴组件, 油液还要用专门的冷却器冷却, 以降低温度。采用恒温装置, 降低轴承温升, 可使主轴热变形小而均匀。
参考文献
[1]胡俊, 王宇晗等.数控技术的现状和发展趋势.机械工程师, 2000 (3) :5～7.
[2]尹向东.我国机床行业发展展望和应对策略.机械设计与制造, 2005 (1) :
[3]周延佑.迅速占领市场是机床数控产业的紧迫任务.中国机械工程, 1998, 9 (5) .
[4]文怀兴等.数控机床系统设计.北京:化学工业出版社, 2005.
[5]沈阳车床研究所编写.《车床主轴结构分析》, 1987.7.
数控系统主轴 篇9
瑞士米克朗 (MIKRON) HSM系列加工中心在精密加工中应用广泛, 其主轴工作转速通常>10000r/min, 发热量很大。为了保证机床的精度及可靠性, 作为一个相对独立的部分机床上安装了一套主轴水冷却系统。
二、主轴冷却系统工作原理
米克朗数控加工中心主轴冷却系统由制冷剂和冷却水两个回路组成, 冷却水回路由冷水机、主轴水路、机床电控箱换热器及管道组成。主轴冷却水系统见图1。
图1中, 循环水箱中的水是经过冷却后的低温水, 通常为20～25℃, 低温冷却水由水泵增压后, 通过软管接到主轴上, 流经主轴水路冷却主轴。从主轴流出的冷却水又通过机床电控箱换热器, 带走电控箱的热量, 从电控箱流出的水温度已升高, 再经板式换热器由制冷系统冷却降温, 最后流回水箱。数控机床的用电功率较大, 电气控制箱工作时的发热量也很大。为此, 电控箱内装设有带铝翅片的盘管换热器和一个小风机, 以便进一步稳定电控箱的温度。回水箱的水管路上装有一只低流量保护开关, 设定值为6L/min, 低于此流量设备会报警停机。
制冷机系统图见图2, 制冷剂 (R134a) 由压缩机压缩为高温高压的气体, 在风冷冷凝器中冷凝为饱和液体, 先流到储液罐, 储液罐起到储存多余液体制冷剂和稳定制冷剂流量的作用。高压常温液态制冷剂流经外平衡式热力膨胀阀时被节流降压, 变成低温低压的气液混合体, 在板式换热器里吸热蒸发, 带走高温冷却水的热量而使水温降低。蒸发后的制冷剂蒸气又被压缩机吸入继续压缩, 如此周而复始, 直到水箱的出水温度达到设定温度 (20～25℃) 制冷机才停机。制冷管路上设有高低压保护开关, 其设定值因使用的制冷剂不同而不同, 当压缩机吸排气压力超过低高压开关设定值时, 冷水机均会报警停机。
三、主轴冷却系统常用运行参数
米克朗数控加工中心主轴冷却系统数据见表1。
1. 主轴水路内部结垢锈蚀报警
米克朗数控加工中心的主轴冷却水要求采用纯净水, 供货商会向用户推荐专用的防腐剂 (Anti-corrosive agent) , 按一定的浓度加入循环水中。按照设备要求正常使用, 主轴内不易发生结垢和锈蚀。如果使用自来水或硬度较高的水以及主轴长时间放置而未加防腐剂, 主轴内部就会结垢和生锈, 轻则主轴内冷却水流量减少, 重则使整个主轴水路堵塞。若检查水泵正常而水流量较小, 很可能是主轴内部锈垢堵塞了管路。此时应采取化学清洗的方法, 拆下主轴, 请专业化学清洗公司用专用的酸性化学清洗剂循环清洗, 如锈垢较严重但未完全堵死, 在酸洗1～2h后暂停一下, 用压力0.8MPa左右的压缩空气正反向反复吹扫主轴水路, 将被酸液软化和部分分解的锈渣污垢吹出, 然后再继续清洗。如此反复几次, 直到主轴水路通畅为止。由于化学清洗剂通常为酸性, 对主轴有一定腐蚀性, 因此不能过度清洗, 并注意保护关键部位。
2. 循环水泵磨损
设备出现低水流量报警, 冷水低温报警或操作者观察到回水箱的水流量明显减小, 先找一个量杯自行测一下循环水的流量。如发现流量远低于正常值, 在排除主轴内部锈垢堵塞的可能后, 可重点检查水泵。将水泵出口的软管取下, 另接一根管子 (最好用金属管通过螺纹连接) , 将水泵出口与一压力表接通, 启动水泵, 压力表指示的压力应>0.4MPa。如果现场不具备这些条件, 做好防护措施后启动水泵, 用手指去堵水泵的出口, 如果一个普通成年人用力甚至稍微用力就能堵住水泵出口的水, 则说明水泵性能下降, 反之, 则说明水泵正常。一旦发现水泵性能下降, 应更换同型号或技术参数接近原型号的水泵。
3. 制冷机制冷量不足冷却水降温慢或不降温
如发现冷却水降温慢而水流量正常, 应检查制冷机制冷量是否足够, 常用方法如下。
(1) 最简单的方法是在压缩机启动时, 用温度计测量回水箱的水温, 这一温度应比温控仪表上显示的温度低2℃以上, 否则说明制冷机制冷量不足。
(2) 用压力表测量制冷系统的排气压力和吸气压力, 与表1的数值比较或与设备正常工作时记录的数据比较而得出结论。
(3) 凭经验, 待压缩机运行一段时间后, 用手去触摸压缩机排气管, 应烫手。再触摸压缩机吸气管未保温部位, 应是冰凉的, 上面甚至结露或结霜, 表明是正常, 否则说明制冷机制冷剂不足。
三个方法同时使用将会提高判断的准确性。一旦判定制冷机制冷剂不足, 应将机组内的剩余制冷剂排尽, 用氮气加压检漏, 若找到漏点并补漏后, 再用氮气保压24h, 保压压力在1.3～1.5MPa为宜。保压不漏后抽真空, 然后按制冷机铭牌上标注的制冷剂种类和充注量充注。先在压缩机停机时充注, 压力平衡后, 启动压缩机继续充注, 充注制冷剂时将制冷剂罐放置在秤上, 随时观察充注量, 同时用压力表测量系统高压和低压压力, 当充注量达到要求且压力达正常值时, 充注完成。
4. 制冷机风冷冷凝器较脏引起制冷机高压报警
米克朗数控加工中心的制冷机常见有两种安装方式, 一种是嵌入式, 安装在机床的后下方, 另一种独立放置在离机床几米远的地方。对于嵌入式安装的制冷机, 其风冷冷凝器容易将机床上的油污和粉尘吸附在冷凝器的铝翅片上, 形成油垢, 显著影响冷凝器的散热效果, 严重时会引起制冷机超压报警。若发现冷凝器较脏, 应采用中性高效清洁剂清洗冷凝器, 直至洗净再试机。
5. 数控机床出现冷却系统故障报警
数控系统主轴 篇10
关键词：数控机床,模拟主轴,变频器,脉冲编码器
0 引言
机械制造业是一个国家国民经济的支柱产业,其现代化程度决定着整个国家的经济发展水平。经过几十年的积累和发展,我国的机械制造业得到了迅猛的发展,但是与欧美国家相比,尚有较大的差距,其中一个很重要的原因是我国数控机床的普及率不高,加工效率、加工精度都比较低的普通机床在机械制造领域所占的比重还很大,从而直接影响我国的机械制造水平。因此,对现有的老旧机床进行技术更新和改造势在必行。本文针对这种需要,介绍了数控机床模拟主轴电气控制系统的设计方法,并给出了设计实例。
1 主轴控制类型
机床主轴常用于给机床加工提供动力;对于最常见的车床和铣床,前者进行车削加工时利用机床主轴驱动被加工工件旋转;而后者进行铣削加工则是由机床主轴驱动切削工件旋转。就电气控制而言,数控机床主轴的控制其实质是对主轴电机的控制。在大多数情况下,数控机床主轴只需要做速度检测和速度控制即可;因此,主轴控制系统一般设计为速度控制系统。
数控机床主轴有模拟主轴和数字主轴之分,数字主轴控制精度高、动态响应好,但是在主轴功率较大,对控制精度和动态响应要求不高的情况下,采用数字主轴则凸显成本偏高;在这种情况下可采用模拟主轴以提高性价比。
2 模拟主轴电气控制系统设计
模拟主轴电气控制系统的设计应在主轴电机和主轴驱动器(一般采用变频器)等硬件设备选配好的基础上进行,在设计时应处理好以下几方面的问题:
2.1 主轴速度信号的处理
NC(数控装置)在执行来自控制面板或者零件加工程序中的主轴运行指令(如M03 S1000)时,先将主轴运行指令进行编译、运算和逻辑处理后从数控装置的主轴驱动接口输出主轴速度信号作为变频器的模拟给定;主轴速度信号大小一般为0~10V的模拟信号。
在设计时应充分考虑数控机床工作环境中存在的复杂电磁现象和噪声干扰,故主轴速度信号的传输应采取一定的抗干扰措施,如图1给出了利用某公司生产的SV055IG5AA-4三相变频器用于主轴控制的一种设计方案,速度信号(0~10V)由数控系统驱动接口发出并通过V1、CM两端口送入变频器。该模拟信号的传输建议采用双绞线或屏蔽电缆进行传输,也可在变频器模拟给定信号输入端V1、CM之间并接滤波电容以消除噪声干扰等。我院几十台采用这种主轴设计方案的数控机床的运行情况证明这种设计方案在实际的生产运行中主轴的控制精度、运行状况都能较好的满足加工的要求。
2.2 主轴方向信号的处理
按照数控装置发出的主轴驱动信号的特点,数控机床模拟主轴可以分为单极性模拟主轴和双极性模拟主轴。采用单极性模拟主轴时,数控装置主轴驱动接口输出的速度信号范围一般为0~10V,这个速度信号的大小直接决定着变频器输出的频率和主轴电机的速度,而主轴电机的旋转方向则由PLC控制;因此对于单极性主轴而言,在对PLC做I/O统计和地址分配时应考虑主轴正转和反转两个输出点,如图1中,KA1、KA2分别由PLC的输出点Y0.0、Y0.1控制;Y0.0输出有效,KA1动作,其常开触点闭合,向变频器送入正转控制信号,Y0.1输出有效时,KA2动作,其常开触点闭合,向变频器送入反转控制信号(此为方向控制的一种形式)。对于双极性模拟主轴,主轴驱动接口输出的速度信号范围一般为-10V~+10V,这个速度信号的大小同样决定着变频器的输出频率和主轴电机速度,而主轴电机的旋转方向不由PLC控制,而是由速度信号的正、负极性决定。
对于单极性和双极性主轴,除了有硬接线连接和控制方式上的区别外,还应注意在数控装置中正确配置相关的主轴极性参数。如表1给出了siemens802c base line数控装置中单、双极性模拟主轴的参数配置。
2.3 主轴速度、方向检测的处理
目前主轴速度检测最常用的做法是采用脉冲编码器作为检测元件,其作用有三:其一是用于主轴速度测量;其二是用于主轴与伺服轴配合运行的场合(如车床螺纹切削加工、恒线速加工等);其三是用于主轴准停。主轴编码器一般采用弹性联轴器与主轴同轴安装或采用1:1同步传动安装方式,使其能准确地向数控系统反映主轴的转速、方向。因此,在做方案设计时一定要合理选配主轴脉冲编码器。
脉冲编码器是一种能将机械角位移转换为电脉冲的旋转式脉冲发生器,有光电式、接触式和电磁感应三种类型;光电式脉冲编码器的精度和可靠性最高,因此在数控机床上得到了广泛应用。光电式脉冲编码器有增量式和绝对式之分,前者常用于对旋转体进行测速和测向,性价比较高,但存在零点累计误差、抗干扰能力差、需断电记忆和开机找零等缺陷;而后者无需记忆、无需找参考点,编码器的抗干扰特性和数据的可靠性都得到了极大的提高,故在进给驱动中以选择绝对式编码器作检测反馈元件为宜;而对于主轴驱动,由于在大多数的情况下仅需编码器做速度、方向检测,故采用增量式编码器作检测元件即可。
增量式编码器的信号输出形式有正弦波、方波(TTL、HTL)、集电极开路(PNP、NPN)、推拉式等多种形式。以TTL长线差分驱动输出形式的编码器为例,其工作电源一般为DC 5V,由数控系统通过主轴编码器接口供给;A、B、Z三个信号通道采用差分驱动输出形式(A、A-,B、B-,Z、Z-),以减小传输电流的衰减、提高传输信号的抗干扰能力和增大传输距离。其中,A、B两通道的脉冲信号相差90度,数控系统根据两通道单位时间内的脉冲数来计算主轴速度,根据A、B通道之间的相位差来判别主轴旋转方向;Z通道为零脉冲信号,主轴每转一圈,Z通道发一个零脉冲,该通道主要给系统在加工时提供基准信号。
在设计编码器连接线路时,主要考虑以下几个方面:一是主轴编码器反馈接口与编码器输出端口的信号是否匹配;二是传输距离的大小,以此确定传输电缆的长度;三是传输电缆应选择屏蔽电缆,以提高抗干扰能力。
图2给出了利用国产数控系统hnc-21TD做车床数控改造时主轴编码器的连接方案。
2.4 主轴驱动器故障监控处理
现在使用的变频器和交流伺服驱动器一般具有故障自诊断功能并提供有故障监控可编程I/O端口,其输出形式有继电器输出、晶体管输出和晶闸管输出等形式。以变频器控制主轴为例,其I/O端口之间实质上是一种开关关系,开、关的状态分别对应驱动器正常与否;由于数控机床的M、S、T三大辅助功能都是由PLC来控制的,故可以将这一开关量作为数控系统PLC的一个输入点,用于监控变频器是否正常或就绪,系统会以此决定是否向变频器发速度控制信号(S功能)和方向控制信号(M功能)。如图1中,3A、3C为变频器的故障监控可编程I/O端口,3A外接24VG(低电平),3C则作为PLC输入点X1.0的输入。
因此,在设计时要充分利用这一功能,将主轴驱动器的运行状况准确、及时地传送给数控系统,由数控系统决定是否运行或终止主轴的运动。
2.5 主轴驱动器制动处理
主轴驱动器一般都内置有制动组件,在机床主轴要求快速制动时,若内置的制动单元或电阻不足以消耗、吸收再生电能而导致直流部分过压时,应考虑外接制动组件,以加快消耗再生电能的速度;因此应正确的选配制动组件。制动组件的计算、选配可采用工程估算的方法,按照估算制动转矩、计算制动电阻阻值、选择制动单元、计算制动电阻标称功率这几个步骤进行。
2.6 接地处理
数控机床工作环境中的电磁和噪声干扰是很严重的,作为精密加工设备的数控机床,其主轴驱动器必须采取有效的抗干扰措施。对变频器而言,其自身就是一个较强的干扰源同时也受其他电气设备的电磁干扰。接地是抑制电磁干扰,提高电气设备电磁兼容性的重要手段;因此对变频器采取正确的接地措施,不仅可以有效抑制外来干扰,同时能降低变频器本身对外界的干扰。
变频器的接地处理主要做好两个方面,一是对变频器主回路PE端子正确接地,以提高变频器抑制噪声干扰的能力并减小变频器对外界电气设备的干扰;为保证接地的可靠性和效果,变频器主回路PE端子必须严格地接入PE线,若无公共PE线,可采用就近接地的方式,但是应保证接地体导电性能良好及与大地接触可靠。二是将变频器的控制信号线(采用双绞线或屏蔽线)屏蔽层接地,以减小外界对控制信号传输的干扰。
3 结束语
随着我国机械制造行业的发展和壮大,数控加工技术也日趋成熟,但是数控改造、维修方面的人才仍较欠缺;本着抛砖引玉的思想,本文重点研究和分析了数控机床模拟主轴的设计思路和分析方法,以期为广大的数控技术人员提供一定的参考和借鉴。
参考文献
[1]白恩远.现代数控机床伺服及检测技术[M].北京:国防工业出版社,2002.
数控系统主轴 篇11
关键词：软PLC；开放式数控系统；梯形图
中图分类号：TP273
文献标识码：A
文章编号：1000-8136(2009)29-0123-03
PLE是数控系统与数控机床间的接口，主要处理各种开关量的控制信息。软PLC(son PLC)是基于IPC工业控制计算机或EPC(嵌入式PC)的软逻辑控制软件，主要用于工业控制领域的开关量逻辑控制、顺序控制、定时器控制、技术控制、模拟量控制和闭环过程控制(PID控制)等。众所周知，PLC可靠性高、抗干扰能力强，适用于恶劣的控制现场，在工业控制和其他行业得到了广泛的应用。然而随着计算机技术的迅速发展和广泛应用，PLC较差的通用性和兼容性及昂贵的价格制约了其发展。国际标准IEC1131的推出和实施。进一步打破了PIE生产厂商产品互不兼容的局限性，使充分利用工业控制计算机IPE或EPC的硬件和软件资源成为可能，表现为全部用软件来实现传统PLC的功能。研究软PIE技术可以缩短产品开发周期，提高PIE性价比，带来巨大经济效益。本文利用Visual c++6.0软件，成功开发出了软PLc系统，实现了PLC程序的编译、运行和基本功能，并实现了开放式数控系统车床主轴的软PLC控制。
1软PLC的开发
本文研制的软PLC开发系统的总体流程见图1，由绘制梯形图、编译梯形图、生成中间文件和查找替换生成最终文件等几个主要部分组成。
1.1梯形图的绘制
绘制梯形图是编程方法中最基本、最常用的方法。它与继电器逻辑的梯形图概念相同。表达了系统中全部动作的相互关系。在绘制梯形图时首先要知道梯形图由哪些输入元素和输出元素组成。由于PLC与继电器控制电路相比，以软器件代替了硬器件，以软触点代替了硬触点。以软接线代替了硬接线，故其YO的使用不受次数限制。相同的I/O点可以在梯形图程序中出现多次。可以用有限的输入输出元素实现多种逻辑控制。在得到输入输出元素的信息后，本文采用Vc++资源中的工具栏实现梯形图的绘制。图2为输入输出元素的界面图。
1.2梯形图的编译
梯形图是作为一种图像文件显示的。本文中采用了把梯形图各个节点元素的信息存放到一个矩阵里，然后按照一定顺序存取的方法。这种包含了梯形图各个节点元素全部信息的矩阵称为矩阵表。
把各节点数据的全部信息存放到链表里，对于绘制、修改梯形图及实现重绘非常方便。但是用链表存取的数据只表明了各元素绘制时间上的先后顺序，而要实现从梯形图到结构化语言的转化，则要借助数组来实现。因此必须将链表里的数据拷贝一份到数组中，并对其进行操作以得到真正意义上的矩阵表。绘制完梯形图、生成矩阵表后，在运行程序前，先要对梯形图进行编译，以检查其中的错误。
1.3从梯形图转化到C程序文件
转化c程序时，先将矩阵表各元素的符号地址做替换标志字符“$”，以方便实际地址和符号地址进行替换，生成PIE开发系统可操作的地址文件。转化时遵循“从下到上，从里而外”的原则将梯形图各“网络”由并联最终转换为一个串联结构，然后针对这行梯形图写结构化if语句，进而实现整个梯形图到C文件的转化。由梯形图转化为c文件的流程图见图3。经过并联处理转换成的C程序文件称为Csourse,c文件。如：
可以看到，每个元素变量前都有标记字符“$”，在stop前还有多了一个“!”因为stop作为常闭触点存在。这样就可以通过查找替换方便地把Csourse.c转换为PLC开发系统操作的地址文件address.c。
2 开放式数控系统的软硬件平台
2.1软件平台
基于SERCOS接口的软件平台要求如下：WindowsNT 4.0，至少32M内存(一般要求64M)；实时操作子系统Ventur CornRTX 5.0；Microsoft Visual c++6.0(或具有实时内核的Borlandc++5.0)；Soft SERCANS。其结构体系见图4所示。
2.2硬件平台
由于微处理器性能增长速度惊人，Pc机的CPU不仅用于运动控制和人机界面，而且有能力处理SERCOS接口的控制。基于Soft SERCANS的运动控制器不再需要专用的硬件和处理器，每台控制器可插4张SERCOS接口卡，构成4个光缆环。而对于每个光缆环，Soft SERCANS可支持高达40根轴，支持的最小循环周期为500us，所以硬件平台选择通用PC机体系结构。其好处在于能大大缩短软件开发产品的开发周期和设计周期，且有庞大的软件工具为后援。因此，以其作为数控系统的硬件平台不但可以大幅度提高数控系统的性价比，而且还可充分利用通用微机已有软硬件资源、分享计算机领域的最新成果。此外，以通用微机作为数控平台还可获得快速的技术进步：当PC机升级换代时，数控系统也可相应升级换代，从而长期保持技术上的优势；同时还为软件的开发和扩展提供了优良的平台。
2.3软PLC的软件平台
软PLC由开发系统和运行系统两部分组成。开发系统就是用户按照要求绘制梯形图，然后将梯形图转变为标准C程序，这样可以利用vc++编译器将其编译为目标代码[10]；运行系统就是运行开发系统通过Vc++程序编译链接成的可执行文件，得到期望的输出结果，然后用此结果反应I／O状态的改变。基于SERCOS接口的软PLC其软件驱动器仍为Soft SERCANS。SoftSERCANS是PLC与底层运动执行部件的接口(SERCOS接口的国际标准化已经完全实现向底层运动执行部件的开放性)，而Soft PLC作为Soft SERCANS与用户界面及网络通讯等模块之间的接口的一部分，为用户开发出专用的数控软件提供了一个最简洁的平台。见图5所示的为软PLG软件体系结构。
3数控机床主轴控制的软PLC实现
本文通过一个基于数控机床主轴控制的实例来验证开发的软PLC系统。见图6所示的是主轴运动控制的梯形图。
主轴可以在手动和自动方式下工作，其旋转有正转和逆转两种情况。手动和自动两种工作方式互锁，正转和逆转也互锁。不管主轴处于正转还是逆转，当停止旋钮开关接通时。主轴都会停转。表1所列的就是要用到的一些元素。
按照表1的对应关系，初始化输入输出元素后，就可以开始绘制梯形图了。完整的梯形图见图6。经过编译后的运行界面见图7。 点击“开始”按钮，读入address.c程序后，用鼠标左键点击输入框各个指示灯，让它发亮(变黑)，PLC程序就开始运行。要实现正确的逻辑控制，必须通过单击鼠标左键给各变量重新赋值。图8所示的界面就是当手动信号为ON、主轴顺转时，梯形图的输出情况。从此图可以看到，手动和自动互锁，因为当手动信号HS.M和自动信号AS.M都为ON时，只有HAND有输出，AUTO没有，当然这与先给手动信号置“I”有关。同理，可以看出主轴顺转和逆转互锁。
4软PLC的速度测试
本文开发的软PIE系统把梯形图扫描语言变成了结构化c语言，并采用if语句成功实现了所有逻辑。由于结构化if语句执行速度非常快，因此软PIE的执行速度也相应地得到了提高。为了验证这一点，本文采用数字示波器结合PTX实时子系统提供的实时函数对3800多行控制机床主轴的if语句进行了测试。结果显示其执行时间为528us(一般的PLE扫描时间为几毫秒到几十毫秒)。可见，软PLC的执行速度得到了大幅度提高。
5 结论
本文针对开放式数控系统的主轴控制的软PLC实现问题进行了研究，主要结论如下：
(1)利用vC++编译器成功开发出了软PLC系统，并实现了PLC程序编译、运行和基本功能。
数控拉刀磨床专用电主轴结构分析 篇12
关键词：电主轴,机械结构,转子轴,轴套
一、引言
数控拉刀磨床专用电主轴出现主轴停止运转故障, 设备报警。主轴转子的轴Ⅰ与轴Ⅱ出现0.5mm的轴向窜动, 使主轴转子运转不平衡, 造成电流剧增、负载大、温升快、有异响。与厂商联系, 暂不提供技术支持, 需采购新备件, 需16周时间, 费用30万元人民币。自主改进将面临的技术难点有:主轴高速 (18000r/min) 运转的平衡控制措施无参考依据;轴Ⅰ与轴Ⅱ的预紧扭矩数值及方法, 无技术支持;专用电主轴的装配、调试方案及专用调整工具缺失;损坏零件的加工图和零件的材料, 无参考依据。
为打破国外技术垄断, 缩短修理周期及采购费用, 在没有维修资料和说明的情况下, 成立技术团队, 自主制定改进修理方案, 尝试分解电主轴, 对其内部结构进行分析和研究。着重分析该电主轴的机械结构, 剖析故障产生原因, 掌握装配调整方法, 恢复设备加工功能。
二、电主轴结构
1. 电主轴外观
电主轴是将主轴和电机合二为一的机床部件 (图1) , 将主轴部件的主轴部分适当延长后, 直接在延长段加装电机转子, 使电机与主轴同轴, 并在转子外部加装定子线包封闭, 形成同轴电机, 电机工作时直接带动主轴工作。
电机与主轴同轴安装, 结构紧凑、刚性好、传动效率和旋转精度高, 能快速实现零到数万转之间的转速调整。电主轴是一套主轴组件, 不是一件孤立的主轴, 包括电机定子线圈 (图2) 、转子、高速轴承、轴承润滑装置、主轴冷却装置。它是一种集高速电机、高速轴承、润滑系统、冷却系统、平衡技术及精密制造与装配技术的综合运用。
2. 转子轴
转子轴 (图3) 由转子轴Ⅰ和轴Ⅱ两部分组成。轴Ⅰ (图4) 包括两套角接触球轴承1 (背对背安装) , 内外隔套和锁紧螺母6, 轴套7 (一是保证两轴同步旋转;二是两轴的安全保护, 使主轴精度不致下降) , 滑动轴承3 (两套, 支撑轴Ⅰ, 减小轴Ⅰ的径向跳动量) , 3片碟簧10 (在砂轮主轴发生碰撞时, 瞬间发生微量变形, 可以有效保护主轴) , 垫片5和内六方螺钉9 (图5) 。
3. 轴Ⅱ组成及磨损分析
轴Ⅱ由空心轴2、垫片4、调节螺母8、空心调节螺钉11、调节轴套12、两套角接触球轴承 (背对背安装) 、内外隔套、轴承压盖组成 (图5) 。
空心轴2为硅钢材料, 硬度低, 垫片4材料硬度高, 长期使用过程中, 电主轴高速旋转, 机械振动使内六方螺钉9松动, 造成轴Ⅰ和轴Ⅱ之间的轴向窜动增大, 导致空心轴2与垫片4运转不同步, 加剧了空心轴2内轴肩处的磨损 (图5中标号13) 。
三、电主轴典型故障及处理方法
数控拉刀磨床专用电主轴故障现象是电主轴停止运转, 设备报警。电主轴的转子轴Ⅰ和轴Ⅱ出现0.5mm的轴向窜动, 使主轴转子运转不平衡, 造成电流剧增、负载大、温升快、有异响。
1. 故障检查与分析
(1) 故障检查。在检查主轴不转故障的过程中, 电气方面测得电主轴的线圈烧坏, 线圈委派外协单位绕制修复, 可以达到其性能要求。机械方面, 通过分解电主轴, 发现其转子轴由轴Ⅰ和轴Ⅱ两部分组成。故障点: (1) 轴承没有预紧; (2) 轴Ⅰ端部内六方螺钉9松动; (3) 空心轴2内壁磨损; (4) 轴套7破裂; (5) 调节螺母8研死。
(2) 电主轴机械结构分析。轴Ⅰ上的两套轴承为背对背安装, 轴承外环固定在线圈定子台阶孔内, 两套轴承之间安装隔环, 内环低于外环约0.02mm。通过旋转轴Ⅰ上锁紧螺母6, 轴Ⅰ承受向右的拉力并向右伸张, 同时锁紧螺母6推轴承内环向相反的方向移动, 利用内外环高度差来消除游隙, 实现轴Ⅰ轴向预紧。轴Ⅰ上的轴套7用于与轴Ⅱ连接, 传递转矩, 实现轴Ⅰ与轴Ⅱ同步运转。滑动轴承3用于支撑轴Ⅰ, 减小轴Ⅰ的径向跳动量, 滑动轴承的装配要求主要是轴Ⅰ的轴颈与轴承孔之间获得所需要的间隙和良好的接触, 使轴Ⅰ在轴承中运转平稳。垫片4的内圆与轴Ⅰ配合, 垫片4的外圆与空心轴2的内壁配合, 垫片4上放有3片碟簧, 在砂轮主轴发生碰撞的瞬间, 碟簧发生微量变形, 可以有效保护主轴。将调节螺母8旋紧, 就可以把垫片4, 小垫片5和3片碟簧固定在轴Ⅱ上。以空心轴2和垫片4为基准, 通过旋紧内六方螺钉9, 可以消除轴Ⅰ的轴向蹿动, 实现轴Ⅰ上轴承的轴向预紧。以空心轴2的外圆轴肩和轴承内环为基准, 通过旋紧空心调节螺钉11 (与调节螺母8配合) , 间接拉紧轴Ⅱ端部的轴套12, 可以消除轴Ⅱ的轴向蹿动, 同时实现轴Ⅱ上轴承的预紧。
(3) 电主轴故障分析。出现主轴不转故障, 转子轴内的内六方螺钉松动, 在主轴高速旋转的过程中, 轴2与垫片4运转不同步, 垫片4会在轴2内部自转, 垫片4与轴2的材料不同, 并且垫片4比轴2的硬度高, 主轴经常这样工作, 造成轴2内轴肩处磨损 (见图5中标号13) , 致使轴2内轴肩处与轴套7端面间的距离缩短, 但是轴Ⅰ上的轴套7与垫片4左端面之的距离保持不变, 这就会出现“轴变长”的现象, 导致转子轴整体不能预紧, 轴向蹿动0.5mm。同时又造成了轴Ⅰ与轴Ⅱ的同轴度超差。轴Ⅰ与轴套7是紧配合, 轴套7的破裂 (图5中标号14) , 使其可以绕轴Ⅰ自转, 这样, 主轴在高转速旋转时, 会出现轴Ⅰ与轴Ⅱ的运转不同步, 造成电主轴的负载过大, 电流增大, 电主轴长期这样工作, 会导致线圈烧坏, 电气元件老化, 缩短使用寿命。
2. 故障排除方法
(1) 对主轴两端的轴承进行预紧。
(2) 配做轴Ⅰ上的轴套7, 零件图见图6, 并热装于轴Ⅰ上。
(3) 配做轴Ⅱ上的垫片4, 增加其厚度5mm, 并在靠近滑动轴承端铣槽, 槽深2mm (试装时槽深分别为0.5mm、1mm、1.5mm和2mm) 。配做轴Ⅱ上的调节螺母8, 零件图见图7。
(4) 摸索专用电主轴的装配方法并配做专用调整工具。
3. 装配电主轴
轴Ⅰ上的两套轴承为背对背安装, 轴承外环固定在线圈定子台阶孔内, 两套轴承之间安装隔环, 内环低于外环0.02mm。以空心轴2和垫片4为基准, 通过旋紧内六方螺钉, 使轴Ⅰ承受向右的拉力, 向右伸张, 同时锁紧螺母6推轴承内环向相反的方向移动, 利用内外环高度差来消除轴Ⅰ的轴承游隙, 实现轴Ⅰ轴向预紧。以空心轴2的外圆轴肩和轴承内环为基准, 通过旋紧空心调节螺钉 (与调节螺母8配合) , 间接拉紧轴Ⅱ的轴套, 可以消除轴Ⅱ的轴向蹿动, 同时实现轴Ⅱ上轴承的轴向预紧。
轴Ⅰ上装有带凹槽的轴套7, 轴Ⅱ上设计有与轴套7的凹槽相配合的凸台, 在装配时, 空心轴2与轴套7连接, 垫片4的内圆与轴Ⅰ配合, 垫片4的外圆与空心轴2的内壁配合, 垫片4上放置3片碟簧, 将调节螺母8旋紧, 就可以把小垫片5, 垫片4和3片碟簧固定在轴Ⅱ上。以空心轴2和垫片4为基准, 通过旋紧内六方螺钉9, 可以消除轴Ⅰ的轴向蹿动。以空心轴2的外圆轴肩和轴承内环为基准, 通过旋紧空心调节螺钉 (与调节螺母8配合) , 间接拉紧轴套, 可以消除轴Ⅱ的轴向蹿动。至此, 电主轴装配完成。
四、轴Ⅰ与轴Ⅱ装配关系及注意事项
1. 轴Ⅰ上的两套轴承为背对背安装
轴承外环固定在线圈定子台阶孔内, 两套轴承之间安装隔环, 内环低于外环约0.02mm。通过旋转锁紧螺母6, 使轴Ⅰ承受向右的拉力, 向右伸张, 同时锁紧螺母6推轴承内环向相反的方向移动, 利用内外环高度差来消除游隙, 实现轴Ⅰ轴向预紧。轴套7用于与轴Ⅱ连接。滑动轴承3用于支撑轴Ⅰ, 减小轴Ⅰ的径向跳动量, 滑动轴承的装配要求主要是轴Ⅰ的轴颈与轴承孔之间获得所需要的间隙和良好的接触, 使轴Ⅰ在轴承中运转平稳。
2. 轴Ⅱ上两套轴承的安装和轴向预紧方法与轴Ⅰ相同
应该注意轴Ⅱ为空心轴, 轴承与空心轴的配合应较紧, 以避免轴的收缩使配合松动。
3. 轴Ⅰ和轴Ⅱ轴向间隙的消除方法
轴Ⅰ上装有带凹槽的轴套7, 空心轴2与轴套7装配见图8, 轴Ⅱ上设计有与轴套7的凹槽相配合的凸缘 (图9) 。在装配时, 空心轴2与轴套7连接, 垫片4的内圆与轴Ⅰ配合, 垫片4的外圆与空心轴2的内壁配合, 垫片4上放置3片碟簧, 将调节螺母8旋紧, 就可以把小垫片5, 垫片4和3片碟簧10固定在轴Ⅱ上。以空心轴2和垫片4为基准, 通过旋紧内六方螺钉9, 可以消除轴Ⅰ的轴向蹿动。以空心轴2的外圆轴肩和轴承内环为基准, 通过旋紧空心调节螺钉11 (与调节螺母8配合) , 间接拉紧轴套12, 可以消除轴Ⅱ的轴向蹿动。
4. 电主轴现场安装试车注意事项
开始启动时要监控冷却、润滑、压缩空气的工作情况, 工作正常时, 再开启主轴, 同时观察负载电流的变化。开始时主轴转速应≤3000r/min, 运行10～20min, 再慢慢加速至5000r/min进行试加工。电主轴的工作转速应不超过额定转速为宜, 让主轴反复启动、运转、加速、减速, 一定要缓慢加减速。另外, 电主轴内部有冷却水管、油管、气管3组管路, 3组管路循环工作, 保证高速电主轴的可靠运转。
五、结论
数控拉刀磨床专用电主轴结构比较特殊, 它是一个转子两根轴。两轴要同时旋转, 调整两轴间隙的内六方螺钉不能松动, 若松动, 则轴承没有预紧, 会影响到主轴的径向跳动和轴向窜动。径向跳动过大, 主轴转子与定子线圈间隙约0.25～0.5mm, 如间隙过小, 转子和定子扫堂, 易发生碰撞, 电流不稳定, 造成线圈或变频器烧坏。变频器外协修理时, 发现参数设置范围过大, 造成变频器电流参数过大, 线圈已经烧坏。