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1、主轴伺服系统n提供加工各类工件所需的切削功率，主要完成主轴调速和正反转功能。 一、 直流主轴伺服系统（恒功率调速为主）n由速度环和电流环组成双环调速，控制直流主轴电机的电枢电压来进行恒转 矩调速。n上面调磁通恒功率调速（电压反馈是速度、磁通反馈，因为电流不变）二、 交流主轴伺服系统n交流主轴电机一般采用感应式交流伺服电机。n感应式交流伺服电机结构简单、便宜、可靠，配 合矢量交换控制的主轴驱动装置，可以满足数控 机床主轴驱动的要求。n主轴驱动交流伺服化是数控机床主轴驱动控制的 发展趋势。 主轴用交流感应式伺服电机外 形多呈多边形，与普通感应式 电机相比，其转子多为带斜槽 的铸铝结构，在电机轴尾部
2、同 轴安装检测用脉冲发生器和脉 冲编码器。1交流主轴电机；2普通感 应式电机；3冷却通风孔1. 新型主轴电机结构（1）输出转换型交流主轴电机n在任何刀具切削速度下提供恒定的功率。 （2）液体冷却主轴电机n主轴电机输出功率大，必须解决散热问题。n常采用风扇散热，而采用液体冷却能在保持小体积条件 下获得更大的输出功率。n特点：在电机外壳和前端盖中间增加一个独特的油路， 采用强迫循环的润滑油冷却绕组和轴承。 （3）电主轴n电主轴：机床主轴由内装式主轴电机直接驱动，从而把 机床主传动链的长度缩短为零，实现机床的“零传动”。n电主轴系统由内装式电主轴单元、驱动控制器、编码系 统、直流母线能耗制动器和通信
3、电缆组成。新型主轴电机结构异步伺服主轴是最近几年在机床领域出现的 将机床主轴与异步伺服主轴电机融为一体 的新技术，在中高档数控机床中应用广泛 。它与直线电机技术、高速刀具技术一起 ，将会把高速加工推向一个新时代。作为 数控机床功能部件的重要组成部分之一， 电主轴的国产化率很低，当前数控机床所 用的主轴60%需要进口。 2. 交流主轴电机控制单元n矢量控制是根据异步电机的动态数学模型，利用坐标变换 的方法将电机的定子电流分解为磁场分量电流和转矩分量 电流，模拟直流电机的控制方式，对电机的磁场和转矩分 别控制，使得异步电机的静态特性和动态特性接近于直流 电机的性能。三、主轴准停控制n主轴准停：主轴
4、定向，指当主轴停止时，能够准确 停于某一个固定位置。分为机械准停和电气准停。 1. 机械准停2. 电气准停控制 （1）磁传感器准停控制n主轴单元接收准停启动信号后，主轴立即减速至准停速度 。n当主轴到达准停速度且到达准停位置时（磁发生器与磁传 感器对准），主轴立即减速至某一爬行速度。n当磁感应器信号出现时，主轴驱动立即进入以磁传感器作 为反馈元件的位置闭环控制，目标位置即为准停位置。（2）编码器准停控制n由数控系统发出准停启动信号，主轴驱动的控制与磁传感器 控制方式相似，准停完成后向数控系统发出准停完成信号。n编码器准停位置由外部开关量信号设定给数控系统，由数控 系统向主轴驱动单元发出准停位置信号。n磁传感器控制要调整准停位置，只能靠调整磁性元件和磁传 感器的相对安装位置实现。（3） 数控系统准停控制n工作原理与进给位置控制相似，准停位置由数控系统内部 设定。n由位置传感器把实际位置信号反馈给数控系统，数控系统 把实际位置信号与指令位置信号进行比较，并将差值经 D/A转换后，供给主轴驱动装置，控制主轴准确停止在 指令位置。
