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数控机床伺服主轴和变频主轴有什么区别?

日期: 2021-09-30
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之前有很多的朋友问关于数控机床伺服和变频主轴的区别。今天我们就来说一说,关于这一方面的问题,为朋友们答疑解惑,一共分为了以下四个点。

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① 概念上的差异。

目前,FANUC系统主轴电机的控制接口主要有两种:模拟(dc0~10V)接口和数字(串行传输)接口。模拟接口由变频器和三相异步电动机控制和驱动;数字接口由全数字伺服电机驱动。一般来说,变频器驱动的主轴为模拟主轴,伺服电机驱动的主轴为伺服主轴。两者都能满足数控机床主轴的控制要求。

② 控制硬件的差异。

随着自动控制领域技术的发展,特别是微电子和电力技术的不断更新,伺服控制系统已从早期的模拟控制逐步发展到全数字控制系统,伺服系统硬件的软件化大大提高了其控制性能。在模拟交流伺服系统中,位置控制部分由LSI完成。在全数字伺服系统中,速度环和电流环由单片机控制。Kanuc的系统设计将系统内部的这部分电路设计为系统控制的一部分(通常称为axis卡)。该部分实现了位置、速度和电流的控制。

③ 原则上的不同。

变频主轴电机由变频器驱动,具有低频输出转矩大、高速输出稳定、转矩动态响应快、稳速精度高、减速停车速度快且稳定、抗干扰能力强等特点。变频器是一种电能控制装置,它利用功率半导体器件的开关功能将工频电源转换成另一个频率。可实现交流异步电动机的软起动和变频调速,提高运行精度,改变功率因数,实现过流、过压、过载保护功能。变频器的主电路一般可分为两类:一类是电压型,即将电压源的直流电转换为交流电的变频器,其直流电路的滤波元件为电容器;其次是电流型,它是一种将电流源的直流电转换为交流电的变频器,直流电路的滤波元件是一个电感器。
c、使用变频器的主要问题是在低速时扭矩降低。由于机床对主轴运行的要求是恒定功率曲线,因此速度越低,扭矩要求越高。因此,变频主轴在铣床中的主要应用是中高速铣削,与铰孔和镗孔无关。对于车床,应采用换档来增加低速扭矩。合富主轴由伺服驱动器驱动。控制伺服系统中机械部件操作的发动机是辅助电机间接变速装置。伺服电机可以使控制速度和位置精度非常准确,并将电压信号转换为扭矩和速度来驱动控制对象。

④ 市场应用的差异。

该变频主轴经济,具有良好的变速功能,易于实现高速大功率,能满足大多数加工要求。它用于大多数数控车床和数控铣床。由于变频器UF的影响,其速度波动,定位不良。此外,变频主轴还可以对主轴进行定位控制,也可以实现刚性攻丝。然而,取决于所选的主套筒电机和变频器,当然,效果肯定不如伺服主轴好。这主要取决于在数控系统中实现刚性攻丝的方法。国内数控系统的刚性攻丝主要以每转进给量为基础,只要主轴转速波动小,就可以完成刚性攻丝。

真正的刚性攻丝需要两轴插补,主轴要求与伺服轴相同,要求响应速度高,加减速特性好;还应要求速度调节比,主轴必须能够以1Rmin甚至更低的速度工作。国内加工中心大多采用带反馈编码器的主轴电机、高性能变频器和PG反馈脉冲卡,实现准确的定位控制和硬螺纹攻丝。

He Fu主轴精度高,但价格昂贵。由于其高速度和定位精度,主要用于多功能加工中心、专用于攻丝螺纹的数控钻铣床和精加工螺纹的车床。

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