数控机床之主轴控制系统模块ppt课件.ppt

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1、数控机床之主轴控制系统模块1、现代数控机床对主轴传动有何要求？2、三相笼型感应电机+齿轮变速箱的主轴变速系统方案的工作原理及分析。3、数控机床主轴的无级调速的工作原理4、主轴电机及变频器的选配。5、主轴控制系统的装配(一)现代数控车床对主轴传动有何要求?1．转速高，功率大：   数控机床对工件能完成大切削用量的粗加工及高速旋转下的精加工。粗加工时，扭矩大；精加工时，转速高。而数控机床的功率P=T·N，无论是T大，还是N大，都会使得功率大。2．变速范围宽，且能实现无级变速：   满足不同的加工要求，就要有不同的加工速度。由于数控机床的加工

2、通常在自动的情况下进行，尽量减少人的参与，因而要求能够实现无级变速。3．实现恒切削速度加工：   在加工端面时，为了保证端面稳定的加工质量，要求工件端面的各部位能保持恒定的线切削速度。4．主传动链尽可能短：   传动链越短，则累积误差越小。5．实现刀具的快速或自动装卸：   主运动是刀具旋转运动的数控机床，由于机床可以进行多工序加工，工序变换是时刀具也要更换，因此要求能够自动换刀。数控机床主传动运动的变速系统1.带有变速齿轮的主传动它通过少数几对齿轮传动，使主传动成为分段无级变速，以便在低速时获得较大的扭矩，满足主轴对输出扭矩特性的

3、要求。这种方式在大中型数控机床采用较多，但也有部分小型数控机床为获得强力切削所需扭矩而采用这种传动方式。2.通过皮带传动的主传动电机轴的转动经带传动传递给主轴，因不用齿轮变速，故可避免因齿轮传动而引起的振动和噪声。这种方式主要用在转速较高、变速范围不大的机床上，常用的带有三角带和同步齿形带。3.由调速电机直接驱动的主传动主轴与电机转子合二为一，从而使主轴部件结构更加紧凑，重量轻，惯量小，提高了主轴启动、停止的响应特性，目前高速加工机床主轴多采用这种方式，这种类型的主轴也称为电主轴三相感应电动机的基本原理:交流电机主要分为同步电机和感应电机两大类

4、，它们的工作原理和运行性能都有很大差别。同步电机主要用作发电机，目前交流发电机几乎都是采用同步发电机。感应电机则主要用作电动机。三相感应电动机的工作原理及结构:三相感应电动机的工作原理如下图所示，如在某种因素的作用下，使磁极以n1的速度逆时针方向旋转，形成一个旋转磁场，转子导体就会切割磁力线而感应电动势e。用右手定则可以判定，在转子上半部分的导体中，感应电动势的方向为，下半部分导体的感应电动势方向为⊙。在感应电动势的作用下，导体中就有电流i，若不计电动势与电流的相位差，则电流i与电动势e同方向。载流导体在磁声中将受到一电磁力的作用，由左手定则可

5、以判定电磁力F的方向。由电磁力F所形成的电磁转矩T使转子以n的速度旋转，旋转方向与磁场的旋转方向相同。即感应电动机的基本工作原理。三相感应电动机的工作原理感应电动机的转子速度不可能等于磁场旋转的速度，这种电动机一般也称之为异步电动机：旋转磁场的旋转速度n1称为同步转速。由于转子转动的方向与磁场的旋转方向是一致的，所以如果n=n1，则磁场与转子之间就没有相对运动，它们之间就不存在电磁感应关系，也就不能在转子导体中感应电动势、产生电流，也就不能产生电磁转矩。转子转速n与旋转磁场转速n1之差称为转差△n,转差与磁场转速n1之比,称为转差率s。感应电动

6、机的旋转磁场是由装在定子铁心上的三相绕组，通入对称的三相电流而产生的三相感应电动机的结构:感应电动机也是由定子和转子两大部分组成。定转子之间为气隙，感应电动机的气隙比其它类型的电机要小得多，一般为（0.25-2.0）mm，气隙的大小对感应电动机的性能影响很大。一、定子部分机座：感应电动机的机座仅起固定和支撑定子铁心的作用，一般用铸铁铸造而成。根据电动机防护方式、冷却方式和安装方式的不同，机座的形式也不同。定子铁心：由厚0.5mm的硅钢片冲片叠压而成，铁心内圆有均匀分布的槽，用以嵌放定子绕组，冲片上涂有绝缘漆（小型电动机也有不涂漆的）作为片间绝缘

7、以减少涡流损耗，感应电动机的定子铁心是电动机磁路的一部分。定子铁心与机座定子绕组：三相感应电动机的定子绕组是一个三相对称绕组，它由三个完全相同的绕组所组成，每个绕组即为一相，三个绕组在空间相差120°电角度，每相绕组的两端分别用u1-u2，v1-v2，w1-w2表示，可以根据需要接成星形或三角形。二、转子部分转子铁心：作用和定子铁心相同，一方面作为电动机磁路一部分，一方面用来安放转子绕组。转子铁心也是用厚0.5mm的硅钢片叠压而成，套在转轴上。转子绕组：感应电动机的转子绕组分为绕线型与笼型两种，根据转子绕组的不同，分为绕线转子感应电动机与笼型感

8、应电动机。1）绕线型转子绕组：它也是一个三相绕组，一般接成星形，三根引出线分别接到转轴上的三个与转轴绝缘的集电环上，通过电刷装置与外电路相联。这就有可