数控机床主轴控制

数控机床主轴控制1.数控机床主轴电气控制原理2.数控机床主轴控制的相关PLC3.数控机床主轴控制的相关参数就电气控制而言，机床主轴的控制是有别于机床伺服轴的。一般情况下，机床主轴的控制系统为速度控制系统，而机床伺服轴的控制系统为位置控制系统。换句话说，主轴编码器一般情况下不是用于位置反馈的（也不是用于速度反馈的），而仅作为速度测量元件使用，从主轴编码器上所获取的数据，一般有两个用途，其一是用于主轴转速显示；其二是用于主轴与伺服轴配合运行的场合（如螺纹切削加工，恒线速加工，G95转进给等）。注：当机床主轴驱动单元使用了带速度反馈的驱动装置以及标准主轴电机时，主轴可以根据需要工作在伺服状态。此时，主轴编码器作为位置反馈元件使用。1.数控机床主轴电气控制原理机床主轴，一般用于给机床加工提供动力，通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工，所对应的机床是车床类；主轴驱动切削工件旋转的是铣削加工，所对应的机床是铣床类。主轴电机通常有普通电机与标准主轴电机两种（与之对应的驱动装置也分为开环与闭环两种）。主轴驱动装置，有普通变频器和闭环主轴驱动装置等，普通变频器的生产厂家很多，目前市场上流行的有德国西门子公司、日本三肯、安川等。闭环主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的611系列，日本发那克公司的α系列等。1.2变频主轴的电气控制原理1)变频器的电气控制原理图2)MM420变频器电源及电机强电接线端子排列如下图所示：3)变频器接线方框图4)变频器与611U伺服驱动的连接图802D数控系统配置变频主轴时,变频器0-10V的指令电压是通过611UE的X411端口上的75.A和15给出的,正反转指令是通过X453端口上的Q0.A和Q1.A给出的引脚说明引脚说明1P电源正9P电源正2M电源地10R3A11M电源地4*A12*R5空13空6B14空7*B15空8空4)X471主轴编码器接口说明6)伺服主轴的电气控制原理图2.数控机床主轴控制的相关PLC1)配置主轴2)主轴使能控制4）主轴点动3.数控机床主轴的相关参数1）与变频主轴相关机床数据的设定数据号数据名值数据说明13060DRIVE_TELEGRAM_TYPE[0]0总线地址12的报文类型13060DRIVE_TELEGRAM_TYPE[4]0总线地址10的报文类型13070DRIVE_FUNCTION_MASK[0]8000总线地址12的功能选项：模拟主轴30134IS_UNIPOLAR_OUTPUT[0,AX3]0双极性模拟量（出厂设定）1单极性模拟量（使能&方向）2单极性模拟量（+使能&-使能）30110CTRLOUT_MODULE_NR[0,AX3]1给定值模块号30120CTRLOUT_NR[0,AX3]2给定值号信号端口30130CTRLOUT_TYPE[0]0给定值输出类型30200NUM_ENCS1编码器数量30220ENC_MODULE_NR[0,AX3]1编码器模块号30230ENC_INPUT_NR[0,AX3]2编码器信号端口号数据号数据名值数据说明30240ENC_TYPE[0]2编码器类型31020ENC_RESOL[0,AX3]实际值TTL编码器每转脉冲数32000MAX_AX_VELO最大轴速度32020JOG_VELO_RAPID点动方式快速速度32250RATED_OUTVAL[0,AX3]100额定输出值（%）*32260RATED_VELO[4]实际值额定电机转速(对应模拟电压)*36200AX_VELO_LIMIT[0]...[5]速度监控的门限值35110GEAR_STEP_MAX_VELO[0]...[5]主轴各档最高转速35130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT[0]...[5]主轴各档最高转速限制2）与变频主轴相关伺服驱动器的数据设置利用准备好的“驱动器调试电缆”将计算机与611UE的X471连接起来；从WINDOWS的“开始”中找到驱动器调试工具SimoComU，并启动；选择联机方式；进入专家表（Ctrl+E），配置电机参数：P890=4编码器信号源来自X472接口P922=104主轴信号的PROFIBUS报文类型P1007=编码器线数外装编码器每的转脉冲数。应与主轴参数MD31020相同。在SimoComU的主画面上选择图标存储数据，选择图标上电复位P922=0主轴信号的PROFIBUS报文类型P890=4编码器信号源来自X472接口P915[8]=50103总线给定值配置：模拟输出送到X441的端子75.A和15P915[9]=50107总线给定值配置：数字输出送到X453的端子Q0.A和Q1.A注意：参数的索引号[8]、[9]需要用鼠标右键激活显示滤波器：在SimoComU的主画面上选择图标存储数据，选择图标上电复位P922=0主轴信号的PROFIBUS报文类型，然后再SimoComU的上设定模拟输出和数字量输出，见下图：3)与伺服主轴相关的机床数据数据号数据名值数据说明13060DRIVE_TELEGRAM_TYPE[4]0报文类型(总线地址10)30110CTRLOUT_MODULE_NR[0,AX3]5给定值模块号30120CTRLOUT_NR[0,AX3]2给定值号信号端口30130CTRLOUT_TYPE[0]0给定值输出类型30200NUM_ENCS1编码器数量30220ENC_MODULE_NR[0,AX3]5编码器模块号30230ENC_INPUT_NR[0,AX3]2编码器信号端口号数据号数据名值数据说明30240ENC_TYPE[0]2编码器类型31020ENC_RESOL[0,AX3]实际值TTL编码器每转脉冲数32000MAX_AX_VELO最大轴速度32020JOG_VELO_RAPID点动方式快速速度32110ENC_FEEDBACK_POL[0,AX3]1,-1主轴反馈极性36200AX_VELO_LIMIT[0]...[5]速度监控的门限值35000SPIND_ASSIGN_TO_MACHAX1定义机床轴为主轴35110GEAR_STEP_MAX_VELO[0]...[5]主轴各档最高转速35130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT[0]...[5]主轴各档最高转速限制4）与伺服主轴相关伺服驱动器的数据设置利用准备好的“驱动器调试电缆”将计算机与611UE的X471连接起来；从WINDOWS的“开始”中找到驱动器调试工具SimoComU，并启动；选择联机方式；配置好电机,进入专家表（Ctrl+E），配置电机参数：P922=104主轴信号的PROFIBUS报文类型P1007=编码器线数外装编码器每的转脉冲数。应与主轴参数MD31020相同。在SimoComU的主画面上选择图标存储数据，选择图标上电复位