一、數(shù)控銑床主軸電氣準(zhǔn)停裝置
1.磁傳感器型主軸準(zhǔn)停裝置
磁傳感器主軸準(zhǔn)停裝置是利用磁性傳感器檢測(cè)定位。在主軸上安裝一個(gè)發(fā)磁體，在距離發(fā)磁體旋轉(zhuǎn)外軌跡1～2mm處固定一個(gè)磁傳感器，經(jīng)過(guò)放大器與主軸控制單元連接。當(dāng)主軸控制單元接收到數(shù)控系統(tǒng)發(fā)來(lái)的準(zhǔn)停信號(hào)ORT時(shí)，主軸速度變?yōu)闇?zhǔn)停時(shí)的設(shè)定速度，當(dāng)主軸控制單元接收到磁傳感器信號(hào)后，主軸驅(qū)動(dòng)立即進(jìn)入磁傳感器作為反饋元件的位置閉環(huán)控制，目標(biāo)位置即為準(zhǔn)停位置。準(zhǔn)停后，主軸驅(qū)動(dòng)裝置向數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出準(zhǔn)停完成信號(hào)ORE。
2.編碼器型主軸準(zhǔn)停裝置
通過(guò)主軸電動(dòng)機(jī)內(nèi)置安裝的位置編碼器或在機(jī)床主軸箱上安裝一個(gè)與主軸1∶1同步旋轉(zhuǎn)的位置編碼器來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)？刂疲瑴(zhǔn)停角度可任意設(shè)定。主軸驅(qū)動(dòng)裝置內(nèi)部可自動(dòng)轉(zhuǎn)換，使主軸驅(qū)動(dòng)處于速度控制或位置控制狀態(tài)。
3.數(shù)控系統(tǒng)控制主軸準(zhǔn)停裝置
準(zhǔn)停的角度可由數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)定成任意值，準(zhǔn)停由數(shù)控代碼M19執(zhí)行。當(dāng)執(zhí)行M19或M19S××?xí)r，數(shù)控系統(tǒng)先將M19送至PLC，處理后送出控制信號(hào)，控制主軸電動(dòng)機(jī)由靜止迅速升速或在原來(lái)運(yùn)行的較高速度下迅速降速到定向準(zhǔn)停設(shè)定的速度nORT運(yùn)行，尋找主軸編碼器零位脈沖C，然后進(jìn)入位置閉環(huán)控制狀態(tài)，并按系統(tǒng)參數(shù)設(shè)定定向準(zhǔn)停。若執(zhí)行M19無(wú)S指令，則主軸準(zhǔn)停于相對(duì)C脈沖的某一缺省位置；若執(zhí)行M19S××指令，則主軸準(zhǔn)停于指令位置，即相對(duì)零位脈沖××度處。主軸定向準(zhǔn)停的具體控制過(guò)程，不同的系統(tǒng)其控制執(zhí)行過(guò)程略有區(qū)別，但大同小異。
二、主軸準(zhǔn)停工作原理
主軸定位時(shí)的轉(zhuǎn)速曲線見(jiàn)圖4，其工作過(guò)程為：①當(dāng)主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速n≥600r/min時(shí)，輸入定位指令，主軸立即減速到定位基act準(zhǔn)轉(zhuǎn)速(約600r/min)再旋轉(zhuǎn)1.5～3r/min后達(dá)到同步，然后進(jìn)入位置控制，使主軸定位到預(yù)置點(diǎn)并保持位置閉環(huán)。②當(dāng)60r/min≤n≤600r/min時(shí)，輸入定位指令，主軸以現(xiàn)行轉(zhuǎn)速達(dá)到同步，然后act進(jìn)入位置控制(下限60r/min為可調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速)。③當(dāng)主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速為0或＜60r/min時(shí)，輸入定位指令，主軸以60r/min的轉(zhuǎn)速啟動(dòng)并達(dá)到同步，再進(jìn)入位置控制。
三、主軸準(zhǔn)停裝置的常見(jiàn)故障
1.主軸不能準(zhǔn)停
故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的數(shù)控銑床，配套6SC6502主軸驅(qū)動(dòng)器，在調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)當(dāng)主軸轉(zhuǎn)速＞200r/min時(shí)，主軸不能定位的故障。
分析與處理：為了分析確認(rèn)故障原因，維修時(shí)進(jìn)行了如下試驗(yàn)：①輸入并依次執(zhí)行“S100M03；M19”指令，機(jī)床定位正常。②輸入并依次執(zhí)行“S100M04；M19”指令，機(jī)床定位正常。③輸入并依次執(zhí)行“S200M03；M05；M19”指令，機(jī)床定位正常。④直接輸入并依次執(zhí)行“S200M03；M19”指令，機(jī)床不能定位。
根據(jù)以上試驗(yàn)，確認(rèn)系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)器工作正常，考慮引起故障的可能原因是編碼器高速特性不良或主軸實(shí)際定位速度過(guò)高引起的。因此，檢查主軸電動(dòng)機(jī)實(shí)際轉(zhuǎn)速，發(fā)現(xiàn)與指令值相差很大，當(dāng)執(zhí)行指令S200時(shí)，實(shí)際機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為300r/min，調(diào)整主軸驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，使主軸實(shí)際轉(zhuǎn)速與指令值相符后，故障排除。
2.主軸準(zhǔn)停位置不穩(wěn)定
故障現(xiàn)象：某采用SIEMENS 810M的數(shù)控銑床，配套6SC6502主軸驅(qū)動(dòng)器，在調(diào)試時(shí)，出現(xiàn)主軸定位點(diǎn)不穩(wěn)定的故障。
分析與處理：通過(guò)反復(fù)試驗(yàn)多次定位，確認(rèn)故障的實(shí)際現(xiàn)象為：①該機(jī)床可以在任意時(shí)刻進(jìn)行主軸定位，定位動(dòng)作正確。②只要機(jī)床不關(guān)機(jī)，不論進(jìn)行多少次定位，其定位點(diǎn)總是保持不變。③機(jī)床關(guān)機(jī)后，再次開(kāi)機(jī)執(zhí)行主軸定位，定位位置與關(guān)機(jī)前不同，在完成定位后，只要不關(guān)機(jī)，以后每次定位總是保持在該位置不變。④每次關(guān)機(jī)后，重新定位，其定位點(diǎn)都不同，主軸可以在任意位置定位。
主軸定位的過(guò)程，是將主軸停止在編碼器“零位脈沖”位置的定位過(guò)程，并在該點(diǎn)進(jìn)行位置閉環(huán)調(diào)節(jié)。根據(jù)以上試驗(yàn)，可以確認(rèn)故障是由于編碼器的“零位脈沖”不固定引起的。分析可能引起以上故障的原因有：①編碼器固定不良，在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中編碼器與主軸的相對(duì)位置在不斷變化。②編碼器不良，無(wú)“零位脈沖”輸出或“零位脈沖”受到干擾。③編碼器連接錯(cuò)誤。
逐一檢查上述原因，排除了編碼器固定不良、編碼器不良的原因。進(jìn)一步檢查編碼器的連接，發(fā)現(xiàn)該編碼器內(nèi)部的“零位脈沖”Ua0與*Ua0引出線接反，重新連接后，故障排除。
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