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數(shù)控機(jī)床主軸改造項(xiàng)目

一、伺服技術(shù) 　　伺服系統(tǒng)是機(jī)電產(chǎn)品中的重要環(huán)節(jié)，其控制性能反映了機(jī)電設(shè)備的控制質(zhì)量。伺服系統(tǒng)的發(fā)展經(jīng)歷了由液壓到電氣，電氣伺服又經(jīng)歷了由模擬到模擬•數(shù)字混合再到全數(shù)字化伺服的演進(jìn)過(guò)程。伺服系統(tǒng)根據(jù)所驅(qū)動(dòng)的電機(jī)對(duì)象，又分為直流（DC）伺服系統(tǒng)和交流（AC）伺服系統(tǒng)。到90年代初期，隨著微處理技術(shù)、高性能半導(dǎo)體功率器件等制造工藝的發(fā)展及性價(jià)比的日益提高，交流伺服技術(shù)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。 　　交流伺服系統(tǒng)按其驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的類型，主要有兩大類：交流永磁同步（SM型）電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)和交流感應(yīng)式異步（IM型）電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)。感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)伺服系統(tǒng)由于感應(yīng)式異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)堅(jiān)固、制造容易、價(jià)格低廉，具有良好的發(fā)展前景，是未來(lái)伺服技術(shù)的發(fā)展方向之一。 　　隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日趨激烈，用戶對(duì)所需產(chǎn)品提出了更高的技術(shù)和更合理的性能價(jià)格比的要求。交流伺服系統(tǒng)以其出色的性能完成了對(duì)產(chǎn)品的加工過(guò)程、加工工藝和綜合性能的改造，在工業(yè)領(lǐng)域中得到了日益廣泛的應(yīng)用。 　　 　　二、技術(shù)進(jìn)步造就效率和節(jié)省 　　自2003年，時(shí)光科技有限公司推出了全數(shù)字交流異步伺服控制器系列產(chǎn)品，并成功應(yīng)用到機(jī)床、油田機(jī)械、電梯、塑料機(jī)械行業(yè)，為客戶贏取了顯著經(jīng)濟(jì)效益。 　　在產(chǎn)品的推廣過(guò)程中，我們深切體會(huì)到，企業(yè)效益升級(jí)的本源來(lái)自于其自身產(chǎn)品技術(shù)含量的提升。時(shí)光公司產(chǎn)品具有交流化、數(shù)字化、集成化和智能化的技術(shù)內(nèi)涵，為用戶產(chǎn)品提高了技術(shù)含量，并充分提高了客戶產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、系統(tǒng)傳動(dòng)效率和原材料使用效率，帶來(lái)了對(duì)產(chǎn)品安裝、調(diào)試、維護(hù)的節(jié)省，以及zui終用戶能耗成本支出的節(jié)省。 　　 　　三、數(shù)控機(jī)床主軸改造案例 　　（一）改造要點(diǎn) 　　CYNC-500P機(jī)床（采用西門子802C數(shù)控單元）是兩坐標(biāo)（縱向Z、橫向X）連續(xù)控制臥式數(shù)控機(jī)床，能自動(dòng)完成內(nèi)外圓表面、圓錐面、圓弧面、端面、多種螺紋（公英制螺紋、錐螺紋、端面螺紋）、鉆、鉸、鏜孔等車削加工。 　　改造要點(diǎn)：主軸驅(qū)動(dòng)采用本公司11KW伺服控制器驅(qū)動(dòng)11KW電機(jī)，取消變速箱，保留一級(jí)皮帶傳動(dòng)。原設(shè)計(jì)是機(jī)械變速3檔6級(jí) / 變頻調(diào)速3檔無(wú)級(jí)，改造后的主軸為伺服主軸，實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速（不必每次機(jī)床上電時(shí)，必須在MDA方式下用S代碼輸入確定主軸檔位，手動(dòng)方式下的轉(zhuǎn)速才能以參數(shù)設(shè)定的數(shù)值轉(zhuǎn)動(dòng)），實(shí)現(xiàn)恒線速切削，可以長(zhǎng)時(shí)間高、低速運(yùn)行，主軸可以定位。 　 　    （二）系統(tǒng)選型及配置 　　1. 伺服控制器 　      2. 主軸電機(jī)       3. 碼盤： LF-102.4-BM-C05D 　　4. 皮帶輪：110mm/245mm 減速比：2.2273 　　5. 皮帶：1600*4*2 　　6. 制動(dòng)電阻： RXHG-1100W 50Ω 　　 　　（三）改造方案 　　機(jī)床數(shù)控單元為西門子802C，主軸驅(qū)動(dòng)為連續(xù)直流電壓（0～10V和－10V～＋10V可變），精度相當(dāng)于12位D/A輸出。伺服控制按脈沖列和模擬量?jī)煞N輸入方式實(shí)施： 　　方案一：脈沖列方式 　　·原理：將NC側(cè)的模擬量輸出信號(hào)（－10V～＋10V）通過(guò)F/V轉(zhuǎn)換單元（輸出頻率0～250KHZ）轉(zhuǎn)換為脈沖列信號(hào)后經(jīng)過(guò)控制器內(nèi)部運(yùn)算，轉(zhuǎn)化為頻率進(jìn)行速度控制。 　　·接線方式：按照控制器單脈沖列方式接線。 　　·試驗(yàn)結(jié)果：運(yùn)行狀況比較理想，考慮到此方法需要外接電路，而用模擬量直接連接更加簡(jiǎn)潔，如果可以達(dá)到精度要求，選擇模擬量控制為佳。 　　方案二：模擬量方式 　　·原理：將+10V和-10號(hào)分開(kāi)，接口板經(jīng)過(guò)改造后，模擬量接口為0～－10V和0～＋10V分別對(duì)應(yīng)相應(yīng)地址，精度由原來(lái)的準(zhǔn)十位提高到十一位。 　　·接線方式：只需引入模擬量信號(hào)和相應(yīng)I/O信號(hào)即可。 　　·試驗(yàn)結(jié)果：實(shí)現(xiàn)正向6～2500rpm、反向4～2500rpm平穩(wěn)調(diào)速，可達(dá)到定位、恒線速度加工的要求。 　　分析比較 　　方案一、二經(jīng)試驗(yàn)證明均為可行方案：方案二連接簡(jiǎn)單、控制方便；但由于本控制器A/D精度為11位，如果不能達(dá)到客戶要求、可選用方案一（需要外加轉(zhuǎn)換模塊） 　　    （四）結(jié)論 　　1. 伺服主軸與機(jī)械變速主軸、變頻變速主軸相比在調(diào)速范圍、速度精度、定位功能、機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化方面具有較明顯的優(yōu)勢(shì)。 　　2. 機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，節(jié)省了金屬材料。 　　3. 操作簡(jiǎn)化，降低了機(jī)械故障率及維修成本。 　　4. 控制范圍增大，控制精度提高，控制電機(jī)效率提高。 　　5. 提高了機(jī)床的加工精度和生產(chǎn)效率。 　　時(shí)光科技有限公司致力于與機(jī)床制造商緊密配合，為提高行業(yè)技術(shù)水平做出貢獻(xiàn)。