(1)概念上的差異。目前FANUC系統(tǒng)中主軸電機控制主要有兩種接口:模擬(DC0~10v)接口和數(shù)字(串行傳輸)接口。模擬接口由變頻器和三相異步電機驅(qū)動。數(shù)字接口由全數(shù)字伺服電機控制和驅(qū)動。一般來說,變頻器驅(qū)動的主軸是模擬主軸,伺服電機驅(qū)動的主軸是伺服主軸。兩者都能滿足數(shù)控機床主軸的控制要求。
②控制硬件的差異。隨著自動控制領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展,特別是微電子和電力技術(shù)的不斷更新,伺服控制系統(tǒng)已經(jīng)從早期的模擬控制逐漸發(fā)展到全數(shù)字控制系統(tǒng),并且隨著伺服系統(tǒng)硬件的軟件化,其控制性能得到了很大的提高。驅(qū)動元件從早期的晶閘管SCR和大功率晶體管GTR發(fā)展到智能功率器件IPM。
在模擬交流伺服系統(tǒng)中,位置控制部分由大規(guī)模集成電路完成。在全數(shù)字伺服系統(tǒng)中,速度環(huán)和電流環(huán)都由單片機控制。在KANUC的系統(tǒng)設(shè)計中,這部分電路設(shè)計在系統(tǒng)內(nèi)部,作為系統(tǒng)控制的一部分(通常稱為軸卡),實現(xiàn)位置、速度、電流的控制。
(3)原則上的區(qū)別。
A.變頻主軸電機由變頻器驅(qū)動,具有低頻輸出轉(zhuǎn)矩大、高速輸出穩(wěn)定、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高、減速停機速度快且穩(wěn)定、抗干擾能力強的性能。
B.變頻器是利用功率半導(dǎo)體器件的通斷功能將工頻電源轉(zhuǎn)換到另一頻率的電能控制裝置,可以實現(xiàn)交流異步電動機的軟啟動和變頻調(diào)速,提高運行精度,改變功率因數(shù),實現(xiàn)過流、過壓和過載保護(hù)功能。變頻器的主電路大致可以分為兩種:一種是電壓型,將電壓源的DC轉(zhuǎn)換成交流電,DC回路的濾波元件是電容;第二種是電流型,是將電流源的DC轉(zhuǎn)換成交流電的變頻器,DC回路的濾波元件是電感。
C, the problem of using frequency converter is that the torque decreases at low speed. Because the requirement of machine tool for spindle operation is constant power curve, the lower the speed, the greater the torque requirement, so the main application of variable frequency spindle in milling machine is medium and high speed milling, but there is nothing to do for reaming and boring, and the low speed torque should be increased by shifting gears for lathe.
D, He Fu spindle is driven by servo driver. The engine that controls the operation of mechanical components in the servo system is an auxiliary motor indirect transmission device. Servo motor can make the control speed and position accuracy very accurate, and convert voltage signal into torque and speed to drive the controlled object.
?、苁袌鰬?yīng)用的差異。變頻主軸經(jīng)濟實惠,具有良好的變速功能,易于實現(xiàn)高速大功率,能滿足大部分加工要求。在大多數(shù)數(shù)控車床和銑床上使用時,由于變頻器U/f的影響,速度有波動,定位差。另外變頻主軸還可以控制主軸的定位,也可以實現(xiàn)剛性攻絲,但是要看選用的主套電機和變頻器,效果肯定不如伺服主軸。這主要是依靠數(shù)控系統(tǒng)來實現(xiàn)剛性攻絲的方法。國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)中的剛性螺紋攻絲主要是按照每轉(zhuǎn)的進(jìn)給方式,這樣攻絲時只要主軸的速度波動不大就可以完成。真正的剛性攻絲需要兩個軸的插值, 并且對主軸的要求和對伺服軸的要求是一樣的,要求高的響應(yīng)速度和加減速特性;還要求速比,主軸必須能在1r/min甚至更低的轉(zhuǎn)速下工作。國內(nèi)的加工中心大多采用帶反饋編碼器的主軸電機、高性能變頻器和PG反饋脈沖卡來實現(xiàn)精確定位控制和剛性攻絲。
何復(fù)主軸精度高,但價格昂貴。由于其速度快、定位精度高,所以多用于多功能加工中心、專門攻螺紋的數(shù)控鉆銑床和精加工螺紋的車床。