1、數(shù)控機床主軸控制數(shù)控機床主軸控制1.數(shù)控機床主軸電氣控制原理數(shù)控機床主軸電氣控制原理2.數(shù)控機床主軸控制的相關(guān)數(shù)控機床主軸控制的相關(guān)PLC3.數(shù)控機床主軸控制的相關(guān)參數(shù)數(shù)控機床主軸控制的相關(guān)參數(shù) 就電氣控制而言，機床主軸的控制是有別于機床伺服軸的。就電氣控制而言，機床主軸的控制是有別于機床伺服軸的。一般情況下，機床主軸的控制系統(tǒng)為速一般情況下，機床主軸的控制系統(tǒng)為速度控制系統(tǒng)，而機床伺服軸度控制系統(tǒng)，而機床伺服軸的控制系統(tǒng)為位置控制系統(tǒng)。的控制系統(tǒng)為位置控制系統(tǒng)。換句話說，主軸編碼器一般情況下不換句話說，主軸編碼器一般情況下不是用于位置反饋的是用于位置反饋的（也不是用于速度反饋的），而僅作為速

2、度測量（也不是用于速度反饋的），而僅作為速度測量元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數(shù)據(jù)，一般有兩個用途，其一元件使用，從主軸編碼器上所獲取的數(shù)據(jù)，一般有兩個用途，其一是是用于主軸轉(zhuǎn)速顯示；其二是用于主軸與伺服軸配合運行的用于主軸轉(zhuǎn)速顯示；其二是用于主軸與伺服軸配合運行的場合場合（如螺紋切削加工，恒線速加工，（如螺紋切削加工，恒線速加工，G95G95轉(zhuǎn)進給等）。轉(zhuǎn)進給等）。 注：當(dāng)機床主軸驅(qū)動單元使用了帶速度反饋的驅(qū)動裝置注：當(dāng)機床主軸驅(qū)動單元使用了帶速度反饋的驅(qū)動裝置以及標準主軸電機時，主軸可以根據(jù)需要工作在伺服狀態(tài)。以及標準主軸電機時，主軸可以根據(jù)需要工作在伺服狀態(tài)。此時，主軸編碼器作為位置反

3、饋元件使用。此時，主軸編碼器作為位置反饋元件使用。 1.數(shù)控機床主軸電氣控制原理數(shù)控機床主軸電氣控制原理 機床主軸，一般用于給機床加工提供動力，通常主軸機床主軸，一般用于給機床加工提供動力，通常主軸驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機床是車床類；驅(qū)動被加工工件旋轉(zhuǎn)的是車削加工，所對應(yīng)的機床是車床類；主軸驅(qū)動切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機床是銑床類。主軸驅(qū)動切削工件旋轉(zhuǎn)的是銑削加工，所對應(yīng)的機床是銑床類。主軸電機通常有普通電機與標準主軸電機兩種（與之對應(yīng)的驅(qū)主軸電機通常有普通電機與標準主軸電機兩種（與之對應(yīng)的驅(qū)動裝置也分為開環(huán)與閉環(huán)兩種）。動裝置也分為開環(huán)與閉環(huán)兩種）。 主軸驅(qū)動裝置

4、，有普通變頻器和閉環(huán)主軸驅(qū)動裝置等，主軸驅(qū)動裝置，有普通變頻器和閉環(huán)主軸驅(qū)動裝置等，普通變頻器的生產(chǎn)廠家很多，目前市場上流行的有德國西門普通變頻器的生產(chǎn)廠家很多，目前市場上流行的有德國西門子公司、日本三肯、安川等。閉環(huán)主軸驅(qū)動裝置一般由各數(shù)控子公司、日本三肯、安川等。閉環(huán)主軸驅(qū)動裝置一般由各數(shù)控公司自行研制并生產(chǎn)，如西門子公司的公司自行研制并生產(chǎn)，如西門子公司的611611系列，日本發(fā)那克系列，日本發(fā)那克公司的公司的系列等。系列等。1.21.2變頻主軸的電氣控制原理變頻主軸的電氣控制原理1)1)變頻器的電氣控制原理圖變頻器的電氣控制原理圖2)MM420 2)MM420 變頻器電源及電機強電接線

5、端子排列如下圖所示變頻器電源及電機強電接線端子排列如下圖所示： 3)3)變頻器接線方框圖變頻器接線方框圖 4)4)變頻器與變頻器與611U611U伺服驅(qū)動的連接圖伺服驅(qū)動的連接圖 802D802D數(shù)控系統(tǒng)配置變頻主軸時數(shù)控系統(tǒng)配置變頻主軸時, ,變頻器變頻器0-10V0-10V的指令電壓是的指令電壓是通過通過611UE611UE的的X411X411端口上的端口上的75.A75.A和和1515給出的給出的, ,正反轉(zhuǎn)指令是通過正反轉(zhuǎn)指令是通過X453X453端口上的端口上的Q0.AQ0.A和和Q1.AQ1.A給出的給出的引腳引腳說明說明引腳引腳說明說明1P 電源正電源正9P 電源正電源正2M 電

6、源地電源地10R3A11M 電源地電源地4*A12*R5空空13空空6B14空空7*B15空空8空空4) X4714) X471主軸編碼器接口說明主軸編碼器接口說明6)伺服主軸的電氣控制原理圖伺服主軸的電氣控制原理圖2.2.數(shù)控機床主軸控制的相關(guān)數(shù)控機床主軸控制的相關(guān)PLCPLC1)配置主軸2) 2) 主軸使能控制主軸使能控制4 4）主軸點動）主軸點動3.3.數(shù)控機床主軸的相關(guān)參數(shù)數(shù)控機床主軸的相關(guān)參數(shù)1 1）與變頻主軸相關(guān)機床數(shù)據(jù)的設(shè)定）與變頻主軸相關(guān)機床數(shù)據(jù)的設(shè)定數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)說明1306013060DRIVE_TELEGRAM_TYPE 0 DRIVE_TELE

7、GRAM_TYPE 0 0 0 總線地址總線地址12 12 的報文類型的報文類型1306013060DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 0 0總線地址總線地址10 10 的報文類型的報文類型1307013070DRIVE_FUNCTION_MASK 0 DRIVE_FUNCTION_MASK 0 80008000總線地址總線地址12 12 的功能選項：模擬主軸的功能選項：模擬主軸3013430134IS_UNIPOLAR_OUTPUT 0,AX3 IS_UNIPOLAR_OUTPUT 0,AX3 0 0雙極性模擬量（出廠設(shè)定）雙極性模擬量（出

8、廠設(shè)定）1 1單極性模擬量（使能單極性模擬量（使能 & & 方向）方向）2 2單極性模擬量（單極性模擬量（+ +使能使能 & -& -使能）使能）3011030110CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 1 1給定值模塊號給定值模塊號3012030120CTRLOUT_NR 0,AX3 CTRLOUT_NR 0,AX3 2 2給定值號信號端口給定值號信號端口3013030130CTRLOUT_TYPE00 0給定值輸出類型給定值輸出類型3020030200NUM_ENCS1 1編碼器數(shù)量編碼器數(shù)量3022030220ENC_MODULE

9、_NR 0,AX3 ENC_MODULE_NR 0,AX3 1 1編碼器模塊號編碼器模塊號3023030230ENC_INPUT_NR 0, AX3 ENC_INPUT_NR 0, AX3 2 2編碼器信號端口號編碼器信號端口號數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)說明3024030240ENC_TYPE02編碼器類型編碼器類型3102031020ENC_RESOL 0, AX3 ENC_RESOL 0, AX3 實際值實際值TTL TTL 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)3200032000MAX_AX_VELO最大軸速度最大軸速度3202032020JOG_VELO_RAPID點動方式快

10、速速度點動方式快速速度3225032250RATED_OUTVAL 0, AX3 RATED_OUTVAL 0, AX3 100100額定輸出值（額定輸出值（% %）* *3226032260RATED_VELO 4 RATED_VELO 4 實際值額定電機轉(zhuǎn)速實際值額定電機轉(zhuǎn)速( (對應(yīng)模擬電壓對應(yīng)模擬電壓) )* *3620036200AX_VELO_LIMIT0.5速度監(jiān)控的門限值速度監(jiān)控的門限值3511035110GEAR_STEP_MAX_VELO0.5主軸各檔最高轉(zhuǎn)速主軸各檔最高轉(zhuǎn)速3513035130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT0.5主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制主軸各

11、檔最高轉(zhuǎn)速限制2）與變頻主軸相關(guān)伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)設(shè)置）與變頻主軸相關(guān)伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)設(shè)置利用準備好的利用準備好的“驅(qū)動器調(diào)試電纜驅(qū)動器調(diào)試電纜”將計算機與將計算機與611UE 611UE 的的X471 X471 連接起來；連接起來；從從WINDOWS WINDOWS 的的“開始開始”中找到驅(qū)動器調(diào)試工具中找到驅(qū)動器調(diào)試工具SimoCom USimoCom U，并啟動；，并啟動；選擇聯(lián)機方式；進入專家表（選擇聯(lián)機方式；進入專家表（Ctrl+ECtrl+E），配置電機參數(shù)：），配置電機參數(shù)： P890=4 P890=4 編碼器信號源來自編碼器信號源來自X472 X472 接口接口 P922=104

12、 P922=104 主軸信號的主軸信號的PROFIBUS PROFIBUS 報文類型報文類型 P1007=P1007=編碼器線數(shù)編碼器線數(shù) 外裝編碼器每的轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。應(yīng)與主軸參數(shù)外裝編碼器每的轉(zhuǎn)脈沖數(shù)。應(yīng)與主軸參數(shù)MD31020 MD31020 相相同。同。在在SimoComU SimoComU 的主畫面上選擇圖標的主畫面上選擇圖標 存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù) ，選擇圖標選擇圖標 上電復(fù)位上電復(fù)位P922=0 P922=0 主軸信號的主軸信號的PROFIBUS PROFIBUS 報文類型報文類型P890=4 P890=4 編碼器信號源來自編碼器信號源來自X472 X472 接口接口P9158=50103

13、P9158=50103 總線給定值配置：模擬輸出送到總線給定值配置：模擬輸出送到X441 X441 的端子的端子75.A 75.A 和和1515P9159=50107 P9159=50107 總線給定值配置：數(shù)字輸出送到總線給定值配置：數(shù)字輸出送到X453 X453 的端子的端子Q0.A Q0.A 和和Q1.AQ1.A注意：參數(shù)的索引號注意：參數(shù)的索引號88、99需要用鼠標右鍵激活顯示濾波器需要用鼠標右鍵激活顯示濾波器：在在SimoComU SimoComU 的主畫面上選擇圖標的主畫面上選擇圖標 存儲數(shù)據(jù)存儲數(shù)據(jù) ，選擇圖標選擇圖標 上電復(fù)位上電復(fù)位P922=0 P922=0 主軸信號的主軸信

14、號的PROFIBUS PROFIBUS 報文類型，然后再報文類型，然后再SimoComU SimoComU 的上的上設(shè)定模擬輸出和數(shù)字量輸出，見下圖：設(shè)定模擬輸出和數(shù)字量輸出，見下圖：3)3)與伺服主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)與伺服主軸相關(guān)的機床數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)說明1306013060DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 DRIVE_TELEGRAM_TYPE 4 0 0報文類型報文類型( (總線地址總線地址10)10)3011030110CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 CTRLOUT_MODULE_NR 0,AX3 5 5給定值模塊號給定值模塊號301

15、2030120CTRLOUT_NR 0,AX3 CTRLOUT_NR 0,AX3 2 2給定值號信號端口給定值號信號端口3013030130CTRLOUT_TYPE00 0給定值輸出類型給定值輸出類型3020030200NUM_ENCS1 1編碼器數(shù)量編碼器數(shù)量3022030220ENC_MODULE_NR 0,AX3 ENC_MODULE_NR 0,AX3 5 5編碼器模塊號編碼器模塊號3023030230ENC_INPUT_NR 0, AX3 ENC_INPUT_NR 0, AX3 2 2編碼器信號端口號編碼器信號端口號數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)號數(shù)據(jù)名數(shù)據(jù)名值值數(shù)據(jù)說明數(shù)據(jù)說明3024030240ENC

16、_TYPE0ENC_TYPE02 2編碼器類型編碼器類型3102031020ENC_RESOL 0, AX3 ENC_RESOL 0, AX3 實際值實際值TTL TTL 編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)3200032000MAX_AX_VELOMAX_AX_VELO最大軸速度最大軸速度3202032020JOG_VELO_RAPIDJOG_VELO_RAPID點動方式快速速度點動方式快速速度3211032110ENC_FEEDBACK_POL 0, AX3 ENC_FEEDBACK_POL 0, AX3 1,-11,-1主軸反饋極性主軸反饋極性3620036200AX_VELO_LIMIT0

17、.5AX_VELO_LIMIT0.5速度監(jiān)控的門限值速度監(jiān)控的門限值3500035000SPIND_ASSIGN_TO_MACHAX1 1定義機床軸為主軸定義機床軸為主軸3511035110GEAR_STEP_MAX_VELO0.5GEAR_STEP_MAX_VELO0.5主軸各檔最高轉(zhuǎn)速主軸各檔最高轉(zhuǎn)速3513035130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT0.GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT0.55主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制主軸各檔最高轉(zhuǎn)速限制4）與伺服主軸相關(guān)伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)設(shè)置）與伺服主軸相關(guān)伺服驅(qū)動器的數(shù)據(jù)設(shè)置利用準備好的利用準備好的“驅(qū)動器調(diào)試電纜驅(qū)動器調(diào)試電纜”將計算機與將計算機與611UE 的的X471 連接起來；連接起來；從從WINDOWS