數(shù)控機床主軸的控制數(shù)控機床電氣控制任務一了解數(shù)控機床對主軸的要求一、數(shù)控機床主軸的控制

在數(shù)控機床上，主軸夾持工件或刀具旋轉(zhuǎn)，直接參加表面成形運動。數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)包括主軸電動機、傳動系統(tǒng)和主軸組件。數(shù)控機床的主傳動系統(tǒng)和進給系統(tǒng)有很大的差別。機床進給驅(qū)動系統(tǒng)控制機床各坐標的進給運動，而機床主傳動系統(tǒng)主要做旋轉(zhuǎn)運動，無需絲杠或其他直線運動裝置。一、數(shù)控機床主軸的控制

和普通機床一樣，數(shù)控機床的主運動也主要完成切削任務，其動力約占整臺機床動力的70%～80%，其基本控制包括主軸的正反轉(zhuǎn)、調(diào)速及停止。普通機床的主軸一般采用有級變速傳動，而數(shù)控機床的主軸，通常是自動無級變速傳動或分段自動無級變速傳動，這可使主軸有不同的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，以滿足不同的切削要求，因此，主傳動電動機應有較寬的功率范圍（2.2～250kW）。有些數(shù)控機床（加工中心）還必須具有準?？刂?，需要自動換刀。根據(jù)機床主傳動的工作特點，早期的機床主軸傳動全部采用三相異步電動機加上多級變速箱的結構。隨著技術的不斷發(fā)展，機床結構有了很大的改進，從而對主軸系統(tǒng)提出了新的要求，而且因用途而異。

1．調(diào)速范圍

各種不同機床的調(diào)速范圍要求不同。為達到最佳的切削效果，主軸轉(zhuǎn)速應在最佳切削條件下，以保證加工時選用合理的切削用量，從而獲得最佳的生產(chǎn)率、加工精度和表面質(zhì)量。多用途、通用性大的機床要求主軸的調(diào)速范圍大，不但要有低速大轉(zhuǎn)矩，而且還要有較高的速度，如車削加工中心；而對于專用數(shù)控機床就不需要較大的調(diào)速范圍，如數(shù)控齒輪加工機床、為汽車工業(yè)大批量生產(chǎn)而設計的數(shù)控鉆鏜床；還有些數(shù)控機床，不但要求能夠加工黑色金屬材料，還要能夠加工鋁合金等有色金屬材料，這就要求主軸的變速范圍大，且能超高速切削。主軸變速分為有級變速、無級變速和分段無級變速三種形式，其中有級變速僅用于經(jīng)濟型數(shù)控機床，絕大多數(shù)數(shù)控機床采用無級變速或分段無級變速。數(shù)控機床對主軸系統(tǒng)有以下要求：2．主軸的旋轉(zhuǎn)精度和運動精度

主軸的旋轉(zhuǎn)精度是指裝配后，在無載荷、低速轉(zhuǎn)動條件下測得的主軸前端和距離前端300mm處的徑向圓跳動和端面圓跳動值。主軸在工作速度下旋轉(zhuǎn)時測得的上述兩項精度稱為運動精度。數(shù)控機床要求有高的旋轉(zhuǎn)精度和運動精度。

3．具有良好的抗震性和熱穩(wěn)定性

為使數(shù)控機床在長時間大負荷的條件下仍可保持良好的工作狀態(tài)和加工精度，主軸要具有良好的抗震性和熱穩(wěn)定性，以保證主軸組件有較高的固有頻率和良好的動平衡性，以保持合適的配合間

隙。因此，要進行循環(huán)潤滑和冷卻等操作。

4．具有自動換刀、主軸定向功能

為了實現(xiàn)刀具的快速裝卸，要求主軸能進行高精度定向停位控制，甚至要求主軸具有角度分度控制功能，從而縮短數(shù)控機床的輔助切削時間。數(shù)控機床對主軸系統(tǒng)有以下要求：5．熱變形

電動機、主軸及傳動件都是熱源。低溫升、小的熱變形是對主傳動系統(tǒng)要求的重要指標。6．具有四象限的驅(qū)動能力

要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動時均可進行自動加減速控制，即要求具有四象限驅(qū)動能力，并且要求加、減速時間要短。

7．具有與進給同步控