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1、 变频器与数控车床的连接变频器与数控车床的连接1学习幻灯 FANUC 0i/0i Mate FANUC 0i/0i Mate主轴驱动装置主轴驱动装置主主轴轴系系统统主主要要由由主主轴轴驱驱动动装装置置及及主主轴轴电电动动机机组组成成。FANUC FANUC 0i/0i 0i/0i MateMate数数控控装装置置提提供供了了模模拟拟主主轴轴和和串串行行主主轴轴（Spindle analog output/Spindle serial output）接口供用户选择。接口供用户选择。 用用模模拟拟量量控控制制的的主主轴轴驱驱动动单单元元（如如变变频频器器）和和电电动动机机称称为为模模拟拟主主轴轴，
2、主主轴轴模模拟拟输输出出接接口口只只能能控控制制一一个个模模拟拟主主轴轴，当当用用户户选选择择模模拟拟主主轴轴时时，一一般般选选用用通通用用变变频频器器作作为为主主轴轴驱驱动动装装置置。按按串串行行方方式式传传送送数数据据（CNC给给主主轴轴电电动动机机的的指指令令）的的接接口口称称为为串串行行输输出出接接口口；主主轴轴串串行行输输出出接接口口能能够够控控制制两两个个串串行行主主轴轴，当当用用户户选选择择串串行行主主轴轴时时，必必须须使使用用FANUC FANUC 0i/0i Mate0i/0i Mate数控系统提供了数控系统提供了SPMSPM系列专用主轴驱动装置。系列专用主轴驱动装置。2学习
3、幻灯 系统与主轴相关的系统接口有： JA40：模拟量主轴的速度信号接口（010V），CNC输出的速度信号（0-10V）与变频器的模拟量频率设定端连接，控制主轴电机的运行速度。 JA7A：串行主轴/主轴位置编码器信号接口，当主轴为串行主轴时，与主轴变频器的JA7B连接，实现主轴模块与CNC系统的信息传递；当主轴为模拟量主轴时，该接口又是主轴位置编码的主轴位置反馈接口。 Fanuc 0i主轴连接示意图3学习幻灯数控机床主轴驱动装置数控机床主轴驱动装置模拟量主轴驱动装置（变频器）模拟量主轴驱动装置（变频器）串行数字主轴驱动装置串行数字主轴驱动装置4学习幻灯通用变频器所谓“通用”包含着两方面的含义：一
4、是可以和通用的笼型异步配套应用；二是具有多种可供选择的功能，可应用于各种不同性质的负载。 值得注意的是，变频器的冷却方式都采用风扇强迫冷却。如果通风不良，器件的温度将会升高，有时即使变频器并没有跳闸，但器件的使用寿命已经下降。所以，应注意冷却风扇的运行状况是否正常，经常清拭滤网和散热器的风道，以保证变频器的正常运转。 变频器的工作原理 交流异步电动机的同步转速表达式位： n60 f(1s)/p (1) 式中n异步电动机的转速； f异步电动机的频率； s电动机转差率； p电动机极对数。 由式(1)可知，转速n与频率f成正比，只要改变频率f即可改变电动机的转速，当频率f在050Hz的范围内变化时，
5、电动机转速调节范围非常宽。变频器就是通过改变电动机电源频率实现速度调节的，是一种理想的高效率、高性能的调速手段。5学习幻灯变频器的构成实用原理框图14325678适用于小功率（适用于小功率（5.5KW5.5KW)适用于中大功率适用于中大功率(5.5KW(5.5KW以上以上）6学习幻灯类别作用主要构成器件主回路整流部分1将工频交流变成直流，输入无相序要求整流桥逆变部分2将直流转换为频率电压均可变的交流电，输出无相序要求IGBT制动部分3/4消耗过多的回馈能量，保持直流母线电压不超过最大值单管IGBT 和制动电阻,大功率制动单元外置上电缓冲6降低上电冲击电流，上电结束后接触器自动吸合，而后变频器允
6、许运行限流电阻和接触器储能部分5保持直流母线电压恒定，降低电压脉动电解电容和均压电阻控制回路键盘7对变频器参数进行调试和修改，并实时监控变频器状态MCU(单片机）控制电路8交流电机控制算法生成，外部信号接收处理及保护DSP(或两个MCU）变频器的构成实用原理框图7学习幻灯类别作用结构件散热器将整流桥、逆变器产生的热量散发出去温度传感器检测散热器温度，确保模块工作在允许温度环境下风扇配合散热器，将变频器内部的热量带走，有直流风扇（24V)和交流风扇两种变频器的构成实用原理框图8学习幻灯变频器的构成变频器的构成控制回路接口控制回路接口接口类型主要特点主要功能开关量输入无源输入，一般由变频器内部24
7、V供电，启/停变频器，接收编码器信号、多段速、外部故障等信号或指令开关量输出集电极开路输出、继电器输出变频器故障、就绪、达速等，参与外部控制模拟量输入0-10V/4-20mA频率给定/PID给定、反馈，接收来自外部的给定或控制模拟量输出0-10V/4-20mA运行频率、运行电流的输出，用于外界显示仪表和外部设备控制脉冲输出PWM波输出功能同模拟量输出（只有个别变频器提供）通讯口RS485/RS232组网控制以上端子均可自由编程9学习幻灯变频器的构成用户接口主回路接口控制回路接口模拟量输入模拟量输出通讯接口控制回路接口开关量输入开关量输出编码器接口10学习幻灯变频器的构成主回路接口 工频电网输入
8、380V 3PH/220V 3PH220V 1PH制动电阻直流电抗器三相交流电机M 11学习幻灯变频器保护功能 由于变频器大量的使用了各种半导体器件，如整流桥、IGBT、电解电容等， 要想保证变频器长期稳定工作，则必须保证各器件工作在其允许条件下。 超出条件则必须立刻或延时停止变频器工作，待异常条件消失后才能重 新开始工作，如保护失效或动作延迟将导致变频器出现不可恢复性损害。保护类型原因缺相输入缺相输入电压值相差超过允许值输出缺相输出电流三相不平衡过流加速/减速/恒速超过变频器允许的最大电流（2倍额定）过载超过变频器允许的过载范围过压加速/减速/恒速直流母线电压超过允许值过热散热器温度超过允许
9、值欠压电网电压过低12学习幻灯变变频频器器的的选选型型 正确的把握变频器驱动的机械负载对象的转速转矩特性，是选择电动机及变频器容量、决定其控制方式的基础。 机械负载包罗万象，但归纳其转速转矩特性，主要有以下三大类： 1、恒转矩负载； 2、平方转矩负载； 3、恒功率负载：机床主轴等；驱动恒转矩负载驱动平方转矩负载驱动恒功率负载驱动四象限运行的负载驱动脉动转矩负载驱动冲击负载驱动大惯性负载驱动高速运转的设备驱动大起动转矩负载13学习幻灯变变频频器器的的安安装装环环境境1、环境温度环境温度：-1040摄氏度(-2060储存)2、环境湿度、环境湿度：2090%RH，无结露3、振动、振动：5.9m/s(
10、0.6G)4、气体杂质、气体杂质：无腐蚀性、爆炸性气体，无金 属粉尘，少尘埃5、海拔高度、海拔高度：1000m，否则要降额使用14学习幻灯变频器的距离变频器的距离变变频频器器的的安安装装1、变频器与电动机的距离2、变频器与控制室的距离1、采用电压信号（010V） 使用屏蔽电缆，也只能在2030m； 用双绞线距离更短。2、采用电流信号（420mA） 用屏蔽电缆，可达80100m。3、用RS232通讯口 距离限制在1520m以内。4、采用RS485通讯口 距离可达1200m（波特率为9600bps）。变频器的接线变频器的接线 1、动力电源线与控制信号线要分开（最好有 10cm以上的间隔）或垂直交叉
11、。2、对主回路配线前应检查电缆的线径是否符合要求。3、信号线必须用屏蔽线或双绞线。4、在连线时特别注意模拟信号线的极性。5、使用智能输出端子控制外接继电器时，要 在继电器线圈两端加装浪涌吸收二极管。15学习幻灯 电机的变频器应用总体方案电机的变频器应用总体方案 HMI(控制面板)运动控制系统运动控制系统I/O端口X轴伺服驱动Z轴伺服驱动主轴变频器X轴丝杆Z轴丝杆主轴电机编码器位置反馈机床本体CNC16学习幻灯 变频器接线图变频器接线图接线说明：接线说明：FANUC系统控制变频器正转SF，反转SR，模拟量输入VRC-GND，和故障输出端子Tc,Tb，故障复位端子RST。X1端子控制点动，OUT1
12、端子为频率到达信号输出端，外接中间继电器进行信号转换。 注意控制信号的抗干扰处理！模拟主轴连接模拟主轴连接17学习幻灯18学习幻灯FANUC 0i/0i Mate数控系统的综合连接19学习幻灯FANUC 0i数数控控硬件硬件装装置置I/O单单元视图及元视图及其其接口信号接口信号的的定义定义20学习幻灯 SPMSPM系列专用主轴驱动装置系列专用主轴驱动装置数数控控系系统统中中的的主主轴轴驱驱动动装装置置主主要要用用于于控控制制驱驱动动加加工工中中心心中中的的主主轴轴电动机。电动机。FANUCFANUC的的系列主轴模块主要分为系列主轴模块主要分为SPMSPM、SPMCSPMC、SPMSPMHVHV
13、三种。三种。1 1）系列系列FANUC 0iFANUC 0i主轴驱动装置的型号参数主轴驱动装置的型号参数主轴驱动装置的型号参数如下所示。主轴驱动装置的型号参数如下所示。SPMSPM口口口口口口 主轴驱动装置型号；主轴驱动装置型号；电动机类型，电动机类型，“无无”为为系列，系列，C C为为CC系列；系列；额定输出功率；额定输出功率；输入电压，输入电压，“无无”为为200 V200 V，HVHV为为400 V400 V。21学习幻灯串行主轴连接串行主轴连接22学习幻灯23学习幻灯Link:DC300VLink:DC300V直流电源直流电源CX1A/CX1B:200VCX1A/CX1B:200V交流
14、控制电路的电源输入交流控制电路的电源输入/ /输出接口。输出接口。CX2A/CX2B:24VCX2A/CX2B:24V输入输入/ /输出及急停信号接口。输出及急停信号接口。 JX4:JX4:主轴伺服信号检测板接口。主轴伺服信号检测板接口。 JX1A/JX1B:JX1A/JX1B:模块之间信息输入模块之间信息输入/ /输出接口。输出接口。JY1:JY1:外接主轴负载表和速度表的接口。外接主轴负载表和速度表的接口。 JA7B:JA7B:串行主轴输入信号接口连接器。串行主轴输入信号接口连接器。JA7A:JA7A:用于连接第二串行主轴的信号输出接口。用于连接第二串行主轴的信号输出接口。JY2:JY2:
15、连连接接主主轴轴电电动动机机速速度度传传感感器器（主主轴轴电电机机内内装装脉脉冲冲发发生生器和电机过热信号）。器和电机过热信号）。JY3:JY3:作为主轴位置一转信号接口。作为主轴位置一转信号接口。JY4:JY4:主轴独立编码器连接器（光电编码器）。主轴独立编码器连接器（光电编码器）。JY5:JY5:主轴主轴C CS S轴（回转轴）控制时，作为反馈信号接口。轴（回转轴）控制时，作为反馈信号接口。U U、V V、W:W:主轴电动机的动力电源接口主轴电动机的动力电源接口。 FANUCFANUC系统系统系列系列主轴模块的端子功能主轴模块的端子功能24学习幻灯DC DC LinkLink：DC300V
16、DC300V输输入入，连连接接到电源模块的直流电压输出到电源模块的直流电压输出JA7B：主主轴轴信信息息输输入入信信号号，连接到连接到CNC系统的系统的JA7AJY4：主主轴轴位位置置和和速速度度检检测测信信号，连接到主轴位置编码器号，连接到主轴位置编码器CX2A：DC24V输入接口输入接口与电源模块的与电源模块的CX2B相连相连CX1A：交交流流200V电电压压输输入入连接到电源模块的连接到电源模块的CX2BJX1A：模模块块之之间间信信息息接接口口连接到电源模块的连接到电源模块的JX1BJX1BJY2：主主轴轴电电动动机机内内装装传传感感器器信信号号及及定定子子绕绕组组温温度度开开关关信号
17、信号CX2B：DC24V输输出出，连连接接到到伺服模块的伺服模块的CX2AFANUCFANUC系统系统系列系列主轴模块的连接主轴模块的连接U、V、W：连连接接到到主主轴轴电电动动机，为动力电源机，为动力电源25学习幻灯26学习幻灯i系列伺服放大器27学习幻灯28学习幻灯29学习幻灯FANUC 0i/0i MateFANUC 0i/0i Mate电源装置电源装置 FANUC FANUC 0i/0i 0i/0i Mate Mate 数数控控系系统统所所用用的的交交、直直流流电电源源，因因数数控控机机床床的的复复杂杂程程度度一一般般采采用用普普通通交交、直直流流稳稳压压开开关关电电源源和和FANUC
18、FANUC专专用用电电源源装装置置。普普通通交交、直直流流稳稳压压开开关关电电源源造造价价低低，接接线线简简单单，广广泛泛用用于于普普通通数数控控车车、铣铣床床；FANUCFANUC专专用用电电源源装装置置则则多多用用于于加加工工中中心心。普普通通交交、直直流流稳稳压压开开关关电电源源原原理理、接接线线请请读者自行查阅资料。读者自行查阅资料。 FAUNCFAUNC的的系系列列专专用用电电源源装装置置主主要要分分为为PSMPSM、PSMRPSMR、PSMPSMHVHV、PSMVPSMVHVHV四四种种，输输入入电电压压分分为为交交流流200 V200 V和交流和交流400 V400 V两种两种。
19、30学习幻灯电源装置作用电源装置作用一、隔离：一、隔离： 、安全隔离：安全隔离：强电弱电隔离强电弱电隔离IGBT隔离驱动浪涌隔离驱动浪涌隔离保护雷电隔离保护（隔离保护雷电隔离保护（如人体接触的隔离保护如人体接触的隔离保护） 、噪声隔离：（、噪声隔离：（模拟电路与数字电路隔离、强弱信模拟电路与数字电路隔离、强弱信号隔离）号隔离） 、接地环路消除：接地环路消除：远程信号传输分布式电源供电远程信号传输分布式电源供电系统系统 二、保护：二、保护： 短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保短路保护、过压保护、欠压保护、过流保护、其它保护护 三、电压变换：三、电压变换： 升压变换降压变换交直流转换（
20、升压变换降压变换交直流转换（AC/DC、DC/AC）极性变换极性变换四、稳压：四、稳压： 交流市电供电交流市电供电远程直流供电远程直流供电分布式电源供电系统分布式电源供电系统电电池供电池供电 五、降噪：五、降噪： 有源滤波有源滤波 31学习幻灯32学习幻灯（1 1）系列专用电源装置的型号参数系列专用电源装置的型号参数专用电源装置的型号参数如下所示：专用电源装置的型号参数如下所示：PSMPSM口口口口口口 电源装置型号；电源装置型号；制制动动形形式式，“无无”为为再再生生制制动动，R R：能能耗耗制制动动，V V：电电压压转转换换型型再生制动，再生制动，C C：电容制动；：电容制动；额定输出功率
21、；额定输出功率；输入电压，输入电压，“无无”为为200 V200 V，HVHV为为400 V400 V。（2 2）专用电源装置接口信号的定义）专用电源装置接口信号的定义PSMPSM电源装置接口信号的定义如下图电源装置接口信号的定义如下图33学习幻灯34学习幻灯PSMPSM电源装电源装置接口信号置接口信号的定义的定义35学习幻灯系列系列电源模块与主轴模块实际连接图电源模块与主轴模块实际连接图36学习幻灯37学习幻灯FANUC 0i/0i FANUC 0i/0i MateMate数控系统数控系统的综合连接的综合连接38学习幻灯加工中心结构加工中心结构电气箱：电气箱：机台电路机台电路的控制中心的控制
22、中心, ,由由NCNC控控制器、电源供应器、制器、电源供应器、主轴放大器、伺服主轴放大器、伺服放大器、强电板、放大器、强电板、转接板、小变压器转接板、小变压器等等元气件组等等元气件组成成 39学习幻灯加工中心结构加工中心结构NCNC控制器：控制器：类似类似于电脑的主机，于电脑的主机，可进行处理、计可进行处理、计算、转换、输入算、转换、输入输出各种信号，输出各种信号，以及存储系统资以及存储系统资料、用户资料料、用户资料等等等等 FANUC40学习幻灯加工中心结构加工中心结构电源模块电源模块 ：过程过程 先先将将3 3相相220V220V的交流电源，的交流电源，整流为整流为2 2相相300V300
23、V直流电直流电源，然后再将源，然后再将300V300V直直流电源通过短接铜片流电源通过短接铜片传输给下一个伺服单传输给下一个伺服单元元 。（提供伺服驱动。（提供伺服驱动电源及工作电源）电源及工作电源）41学习幻灯加工中心结构加工中心结构伺服放大器伺服放大器 ： 通过伺服马达编码的通过伺服马达编码的脉冲信号经伺服放大脉冲信号经伺服放大器放大转变为数值信器放大转变为数值信号，再经由号，再经由NCNC控制器控制器处理，然后再由放大处理，然后再由放大器又转为脉冲信号，器又转为脉冲信号，以达到控制伺服轴运动的装置FANUC42学习幻灯加工中心结构加工中心结构手手 轮轮 ： 用于慢用于慢速控制轴向移动速控
24、制轴向移动的装置的装置, ,最小移最小移动单位是动单位是0.001mm。 43学习幻灯加工中心结构加工中心结构主轴马达主轴马达 ：受主轴放大器控制受主轴放大器控制, ,来实现来实现主轴正反转的功能主轴正反转的功能44学习幻灯加工中心结构加工中心结构伺服马达伺服马达 ：受伺服放大器控制，来实现受伺服放大器控制，来实现伺服轴伺服轴X X、Y Y、Z Z、B B轴移动的功能轴移动的功能 45学习幻灯主轴定位主轴定向1、主轴定位（、主轴定位（Spindle positioning） 这是车床主轴的一种工作方式（位置控制方这是车床主轴的一种工作方式（位置控制方式），用式），用FANUC主轴电动机和装在主
25、轴上的位置主轴电动机和装在主轴上的位置编码器实现固定角度间隔的圆周上的定位或主轴编码器实现固定角度间隔的圆周上的定位或主轴任意角度的定位。任意角度的定位。 2、主轴定向（、主轴定向（Orientation） 为了执行主轴定位或者换刀，必须将机床主为了执行主轴定位或者换刀，必须将机床主轴在回转的圆周方向定位与于某一转角上，作为轴在回转的圆周方向定位与于某一转角上，作为动作的基准点。动作的基准点。CNC的这一功能就称为主轴定向。的这一功能就称为主轴定向。FANUC系统提供了以下系统提供了以下3种方法：用位置编码器种方法：用位置编码器定向、用磁性传感器定向、用外部一转信号（如定向、用磁性传感器定向、
26、用外部一转信号（如接近开关）定向接近开关）定向。 46学习幻灯 数控系统一般均提供数控系统一般均提供4挡自动变速功能，而数控机床通常使用两档即挡自动变速功能，而数控机床通常使用两档即可满足要求。在数控系统参数区设置可满足要求。在数控系统参数区设置M41M44四档对应的最高转速后，四档对应的最高转速后，即可用即可用M41M44指令控制齿轮自动换挡。控制过程中，数控系统将根据指令控制齿轮自动换挡。控制过程中，数控系统将根据当前当前S指令值，自动判断档位，向指令值，自动判断档位，向PLC输出相应的输出相应的M41M44指令，由指令，由PLC控制变换齿轮位置，数控装置同时输出相应的模拟电压或数字信号设
27、定对控制变换齿轮位置，数控装置同时输出相应的模拟电压或数字信号设定对应的速度。应的速度。 例如例如M41对应的最高主轴转速为对应的最高主轴转速为1000r/min,M42对应的最对应的最高主轴转速为高主轴转速为3500r/min,主轴电动机的最高转速为主轴电动机的最高转速为3500r/min.当当S指令在指令在01000r/min单位内时单位内时,M41对应的齿轮啮合对应的齿轮啮合;当当S指令在指令在10003500r/min范围内时范围内时,M42对应齿轮啮合对应齿轮啮合.M42对应的齿轮传动对应的齿轮传动比为比为1:1,M41对应的传动比为对应的传动比为1:3.5,此时主轴输出的最大转矩为
28、主此时主轴输出的最大转矩为主轴电动机最大输出的最大转矩的轴电动机最大输出的最大转矩的3.5倍倍.不同机床主轴变挡所用的方不同机床主轴变挡所用的方式不同式不同,控制具体实现可由可编程控制器完成控制具体实现可由可编程控制器完成.目前常采用目前常采用液压拨液压拨叉或电磁离合器叉或电磁离合器带动不同齿轮的啮合带动不同齿轮的啮合. 对变速时出现的顶齿现象对变速时出现的顶齿现象,现代数控系统均采用由数控系统控现代数控系统均采用由数控系统控制主轴电动机低速转动或振动的方法制主轴电动机低速转动或振动的方法,实现齿轮的顺利啮合实现齿轮的顺利啮合.而变而变挡时主轴电动机低速转动或振动的速度可在数控系统参数区中设挡
29、时主轴电动机低速转动或振动的速度可在数控系统参数区中设定定.自动变挡控制自动变挡控制47学习幻灯自动变速动作控制时序图自动变速动作控制时序图M代码输出代码输出M选通选通M代码确认代码确认M代码执行代码执行主轴蠕动主轴蠕动 换挡完成换挡完成转速设定转速设定48学习幻灯1 当数控系统读到有挡变化的当数控系统读到有挡变化的S指令时指令时,输出响应的输出响应的M代码代码(M41M44),代码由代码由BCD码输出或由而进制输出码输出或由而进制输出(由数控系统的参数确定由数控系统的参数确定),输出信号送至可编程控制输出信号送至可编程控制器器.2 50ms后后,CNC发出发出M选通信号选通信号M strob
30、e,指示可编程控制器读取并执行指示可编程控制器读取并执行M代码代码,选通信号持续选通信号持续100ms。保证。保证50ms后读取是为了使后读取是为了使M代码稳定，保证读取得数据代码稳定，保证读取得数据正确。正确。3 可编程控制器接受到可编程控制器接受到M strobe信号后，立即使信号后，立即使M完成信号无效，通知数控系统完成信号无效，通知数控系统M代码正在执行。代码正在执行。4 可编程控制器开始对可编程控制器开始对M代码进行译码，并执行相应的变挡控制逻辑。代码进行译码，并执行相应的变挡控制逻辑。5 M代码输出代码输出200ms后，数控系统根据参数设置输出一定的主轴蠕动量，使主轴后，数控系统根
31、据参数设置输出一定的主轴蠕动量，使主轴慢速转动或振动，以解决齿轮顶齿问题。慢速转动或振动，以解决齿轮顶齿问题。6 可编程控制器完成变速后，置可编程控制器完成变速后，置M完成信号有效，通知数控系统变挡工作已经完完成信号有效，通知数控系统变挡工作已经完成。成。7 数控系统根据参数设置的每挡主轴最高转速，自动输出新的模拟电压使主轴转数控系统根据参数设置的每挡主轴最高转速，自动输出新的模拟电压使主轴转速为给定的速为给定的S值值 49学习幻灯 主轴准停控制主轴准停功能指控制主轴准确停在固定位置的功能，又称为主轴准停功能指控制主轴准确停在固定位置的功能，又称为主轴定位功主轴定位功能能，是数控加工过程中自动
32、换刀所必需的功能。在自动换刀的镗、铣加，是数控加工过程中自动换刀所必需的功能。在自动换刀的镗、铣加工中心上，切削扭矩通常是通过刀杆的端面键传递的，因此，要求主轴工中心上，切削扭矩通常是通过刀杆的端面键传递的，因此，要求主轴具有准确的定位于圆周特定角度的功能（见图具有准确的定位于圆周特定角度的功能（见图5.6）；当加工阶梯孔或）；当加工阶梯孔或精镗孔后退刀时，为防止刀具与小阶梯孔碰撞或拉毛已精加工过的孔表精镗孔后退刀时，为防止刀具与小阶梯孔碰撞或拉毛已精加工过的孔表面，必须先让刀，再退刀。即使让刀，刀具也必须能够准确定位。面，必须先让刀，再退刀。即使让刀，刀具也必须能够准确定位。50学习幻灯主轴
33、准停控制p主轴准停功能分为机械准停和电气准停。p机械准停： 端面螺旋凸轮准停装置端面螺旋凸轮准停装置1主轴主轴 2定位滚子定位滚子 3凸轮凸轮 4活塞杆活塞杆 5液压缸液压缸在在主轴主轴1上固定有一个上固定有一个定位滚子定位滚子2，主轴上空，主轴上空套有一个套有一个双向端面凸轮双向端面凸轮3，该凸轮和，该凸轮和液压缸液压缸5中中活塞杆活塞杆4相连接，当活塞带动凸轮相连接，当活塞带动凸轮3向下移向下移动时（不转动），通过拨动定位滚子动时（不转动），通过拨动定位滚子2并带并带动主轴承转动，当动主轴承转动，当定位销定位销落入落入端面凸轮的端面凸轮的V形槽形槽内，便完成了主轴准停。因为是双向端内，便完
34、成了主轴准停。因为是双向端面凸轮，所以能从两个方向拨动主轴转动以面凸轮，所以能从两个方向拨动主轴转动以实现准停。这种双向端面凸轮准停机构，动实现准停。这种双向端面凸轮准停机构，动作迅速可靠，但是凸轮制造较复杂。作迅速可靠，但是凸轮制造较复杂。51学习幻灯 采用磁传感器准停时，接受到采用磁传感器准停时，接受到数控系统发来的准停开关量信号数控系统发来的准停开关量信号ORT，主轴立即加速或减速至某，主轴立即加速或减速至某一准停速度（可在主轴驱动装置一准停速度（可在主轴驱动装置中设定）。主轴到达准停速度且中设定）。主轴到达准停速度且准停位置到达时（即磁发体与磁准停位置到达时（即磁发体与磁传感器对准），
35、主轴即减速至某传感器对准），主轴即减速至某一爬行速度（可在主轴驱动位置一爬行速度（可在主轴驱动位置中设定）。然后当磁传感器信号中设定）。然后当磁传感器信号出现时，主轴驱动立即进入磁传出现时，主轴驱动立即进入磁传感器作为反馈元件的闭环控制，感器作为反馈元件的闭环控制，目标位置即为准停位置。准停完目标位置即为准停位置。准停完成后，主轴驱动装置输出准停完成后，主轴驱动装置输出准停完成成ORE停号给数控系统，从而可停号给数控系统，从而可进行自动换刀（进行自动换刀（ATC）或其他动）或其他动作。作。52学习幻灯电气准停1）磁传感器准停n磁传感器主轴磁传感器主轴准停控制由主轴准停控制由主轴驱动自身完成。驱
36、动自身完成。当执行当执行M19时，时，数控系统只需发数控系统只需发出准停起动命令出准停起动命令ORT，主轴驱动，主轴驱动完成准停后会向完成准停后会向数控系统回答完数控系统回答完成信号成信号ORE，然，然后数控系统再进后数控系统再进行下面的工作行下面的工作。53学习幻灯2）编码器型主轴准停 这种准停控制也是完全由主轴驱动这种准停控制也是完全由主轴驱动完成的，完成的，CNC只需发出准停命令只需发出准停命令ORT即可，主轴驱动完成准停后回答准停即可，主轴驱动完成准停后回答准停完成完成ORE信号。信号。 可采用主轴电动机内置安装的编码器可采用主轴电动机内置安装的编码器信号（来自主轴驱动装置），也可以信
37、号（来自主轴驱动装置），也可以主轴上直接安装另一个编码器。采用主轴上直接安装另一个编码器。采用前一种方式需注意传动链对主轴准停前一种方式需注意传动链对主轴准停精度的影响。主轴驱动装置内部可自精度的影响。主轴驱动装置内部可自动转换，使主轴驱动处于速度控制或动转换，使主轴驱动处于速度控制或位置控制状态。采用编码器准停，准位置控制状态。采用编码器准停，准停角度可由外部开关量（十三位）随停角度可由外部开关量（十三位）随意设定，这一点与磁准停不同，磁准意设定，这一点与磁准停不同，磁准停的角度无法随意指定，要想调整准停的角度无法随意指定，要想调整准停位置，只有调整磁发体与磁传感器停位置，只有调整磁发体与磁
38、传感器的相对位置。的相对位置。54学习幻灯3）数控系统准停 这种准停控制方式是由数控系统完成的。p注意问题：数控系统须具有主轴位置闭环控制功能。 当采用主轴电动机轴端编码器检测位置信号，主轴传动链的精度可能对准停控制精度产生影响。主轴驱动装置应有进入伺服状态的功能。55学习幻灯 数控系数控系统控制主控制主轴准停准停结构构 采用数控系统控制主轴准停的角度由数控系统内部设定，因此准停角度可更方便的设定。准停步骤如下：例如：M03 S1000 主轴以1000r/min正转 M19 主轴准停于默认位置 M19 S100 主轴准停转至100处 S1000 主轴再次以1000r/min正转 M19 S200 主轴准停至200 处位置传感器56学习幻灯p采用电气准停控制有如下优点：简化机械结构缩短准停时间可靠性增大性能价格比提高 无论采用何种准停方案（特别是磁传感器主轴准停方式），当需要在主轴安装元件时，应注意动平衡问题。 57学习幻灯我们要团结起来
