数控磨床模拟主轴控制
数控机床标准的配置为伺服轴+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。 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V-F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。 HZ-073数控陶瓷切割机，采用西门子802D数控系统控制。数控轴为X、Y、Z三个伺服轴。主轴采用日本三菱FR-A540变频调速器+11KW先马变频调速电机，主轴未装编码器，802D数控系统用“模拟主轴”功能控制主轴。 西门子802D数控系统标准配置可带4个伺服轴和一个主轴。此主轴可以是使用西门子1PH7主轴电机的数字主轴，也可以是模拟主轴(变频器)。模拟主轴功能的实现不需另加轴卡之类的硬件。802D的配套驱动模块SIMODRIVE 611UE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611UE模块实现。611UE的模拟输出口用于输出主轴速度给定。611UE上的数字输出可用于模拟主轴的使能控制。WGS接口用于主轴编码器作为速度反馈。611UE的模拟输出采用8位D/A转换器，模拟给定的最小当量为78 m V,因此802D的模拟主轴不适用于要求精确定位的场合。 系统连接如图在802D数控系统中如所配置的PLC I/O点允许，也可采用PLC输出点控制变频器使能信号。即上图中KA3.KA4由PLC直接控制。 在设计、连接电气控制系统时需要注意抗干扰问题。系统可以采用浮地连接，但推荐采用共地连接。共地连接可以保证系统稳定可靠运行，前提是必须由良好的地。共地是指系统的24V电源的0V于保护地PE连接，浮地指电源0V与保护地PE断开。良好的接地是系统稳定可靠运行的保证。 使用模拟主轴时要特别注意的是变频器到主轴电机的电缆应与信号电缆分开走线，且在电气柜中的长度尽可能短。此电缆最好采用屏蔽电缆.611UE为变频器提供的模拟信号应采用屏蔽电缆与变频器连接，屏蔽网应在变频器一端接地。在完成正确的连接之后，需对数控系统及变频器作正确的配置。 首先在802D PCU中作参数设置。 机床数据MD11240=3或4。 按正常情况设定主轴数据： MD30130、MD30240、MD32000、MD32020、MD35130、MD35130、MD36200等。 MD30110、MD30220的值，与携带轴（即主轴模拟信号输出所在611UE驱动模块的A通道，PROFIBUS地址为12或10）设为一致。 MD30134,指定802D模拟主轴控制的3种不同模式。
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