數(shù)控電火花穿孔機(jī)主軸調(diào)速方法淺析

數(shù)控電火花穿孔機(jī)機(jī)床的主軸調(diào)速是按照控制指令自動執(zhí)行的，為了能同時滿足對主傳動的調(diào)速和輸出扭矩的要求，數(shù)控穿孔機(jī)機(jī)床常用機(jī)電結(jié)合的方法，即同時采用電動機(jī)和機(jī)械齒輪變速兩種方法。其中齒輪減速以增大輸出扭矩，并利用齒輪換擋來擴(kuò)大調(diào)速范圍。

1．電動機(jī)調(diào)速

用于主軸驅(qū)動的調(diào)速電動機(jī)主要有直流電動機(jī)和交流電動機(jī)兩大類。

（1）直流電動機(jī)主軸調(diào)速  由于主軸電動機(jī)要求輸出較大的功率，所以主軸直流電動機(jī)在結(jié)構(gòu)上不適用永磁式，一般是他激式。

通常在數(shù)控穿孔機(jī)機(jī)床中，為擴(kuò)大調(diào)速范圍，對直流主軸電動機(jī)的調(diào)速，同時采用調(diào)壓和調(diào)磁兩種方法。其典型的直流主軸電動機(jī)特性曲線。

（2）交流電動機(jī)主軸調(diào)速  大多數(shù)交流進(jìn)給伺服電動機(jī)采用永磁式同步電動機(jī)，但主軸交流電動機(jī)則多采用鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)，這是因?yàn)槭苡来朋w的限制，永磁同步電動機(jī)的容量不允許做得太大，而且其成本也很高。另外，數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動系統(tǒng)不必象進(jìn)給系統(tǒng)那樣，需要如此高的動態(tài)性能和調(diào)速范圍。鼠籠式感應(yīng)電動機(jī)其結(jié)構(gòu)簡單、便宜、可靠，配上矢量變換控制的主軸驅(qū)動裝置則完全可以滿足數(shù)控機(jī)床主軸的要求。

交流主軸電動機(jī)的驅(qū)動目前廣泛采用矢量控制變頻調(diào)速的方法，并為適應(yīng)負(fù)載特性的要求，對交流電動機(jī)供電的變頻器，應(yīng)同時有調(diào)頻兼調(diào)壓功能。有關(guān)交流感應(yīng)電機(jī)矢量控制原理，這里不予介紹。

2．機(jī)械齒輪變速

采用電動機(jī)無級調(diào)速，使主軸齒輪箱的結(jié)構(gòu)大大簡化，但其低速段輸出力矩常常無法滿足機(jī)床強(qiáng)力切削的要求。如單純片面追求無級調(diào)速，勢必要增大主軸電動機(jī)的功率，從而使主軸電動機(jī)與驅(qū)動裝置的體積、重量及成本大大增加。

數(shù)控穿孔機(jī)機(jī)床在加工時，主軸是按零件加工程序中主軸速度指令所指定的轉(zhuǎn)速來自動運(yùn)行。數(shù)控系統(tǒng)通過兩類主軸速度指令信號來進(jìn)行控制，即用模擬量或數(shù)字量信號（程序中的S代碼）來控制主軸電動機(jī)的驅(qū)動調(diào)速電路，同時采用開關(guān)量信號（程序上用M41～M44代碼）來控制機(jī)械齒輪變速自動換擋的執(zhí)行機(jī)構(gòu)。自動換擋執(zhí)行機(jī)構(gòu)是一種電——機(jī)轉(zhuǎn)換裝置，常用的有液壓撥叉和電磁離合器。

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