数控机床主轴定位解决方案的应用

主轴驱动系统是数控机床的大功率执行部件,其功能是接受数控系统的速度指令和辅助功能指令,驱动主轴进行切削加工。数控机床中心对主轴的要求很高,首先要求基于大扭矩和强过载能力的宽范围无级调速,其次要求主轴在自动换刀时停止在设定的角度(停止在精确的角度)。

交流伺服主轴驱动系统由主轴驱动单元、主轴电机和旋转编码器组成,编码器用于检测主轴的速度和位置。该系统主要用于闭环速度控制,但当主轴停止在一个精确的角度时,它是闭环位置控制。由于主轴驱动功率大,主轴电机通常采用鼠笼式感应电机结构。旋转编码器可以安装在主轴外,也可以与主轴电机作为一个整体。主轴驱动单元的闭环控制和矢量运算由内部高速DSP和控制系统实现。

程序功能

  • 在VC控制模式下,GK820驱动器可以承担零速夹紧、角度定位(4种模式)、固定长度控制(8种模式)和通过脉冲输入定位的任务。脉冲输入时的定位精度达到±1脉冲。
  • 兼容各种编码器,其中PG13扩展卡(使用长电缆编码器时推荐)支持A/B/Z差分输出,并扩展脉冲/编码器信号输入端口。
  • GK820可以在低频下提供200%的负载转矩,满足数控主轴电机的硬机械特性。可提供150%(60s)过载保护,使数控机床具有强大的低速过载能力。
  • 柔性电子齿轮:通过GK820电子齿轮的功能,即使编码器不容易安装,也可以进行闭环矢量控制。
  • 支持各种通信协议:CAN、CANopen、Profibus、Modbus等。抗干扰能力强,与数控控制器、PLC兼容性强。
  • 大大提高数控机床的工作精度和制造效率;提高产品质量和数量,降低成本,提高自动化水平,减少维护是非常重要的。

系统功能

整个电气系统由数控机床、VFD、定时器继电器、制动模块组成。吹风时检查接线:

交流电源通过断路器连接到主电路的电源端子(R、S、T)。将VFD输出端子(U、V和W)正确连接到主轴电机。如果运行指令方向和电机旋转方向不同,只需切换U、V、W任意两相或切换控制电路中的FWD/REV端子即可。

频率指令源由CNC提供0~10V(或-10V~10V),连接在VFD AI1和GND上。电机方向和运行命令由数字输入端子(DI)状态决定。当DI端子X1和COM连接时,X1为高电压电平,电机正向运行。当DI终端X2和COM连接后,X2为高电压电平时,电机反向运行。当DI终端X1和X2均未连接到COM,X1和X2为低电压电平时,电机停止。

两个继电器触点控制X1,COM和X2,COM的开/关,这两个继电器可以通过CNC系统中给出的主轴正向和主轴反向指令进行控制。同时,继电器输出RA和RC被设置为“故障输出”。

相关产品

GK820是一款高性能系列产品,涵盖了所有应用领域,尤其适用于要求精确速度控制、扭矩控制和快速响应等要求苛刻的应用领域。

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