《数控机床电气装调技术》课件-项目三任务二 伺服电路的电气安装与调试

项目三主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标1．掌握数控机床伺服主轴的工作原理；2．掌握伺服主轴的连接线方法；3．会对伺服主轴进行参数设置与调整。任务二伺服主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读任务布置任务要求

根据伺服主轴电气原理图，如图3-15所示，完成伺服主轴电路安装，并对伺服主轴功能进行调试。元件及工量具准备:详见表3-5工时：4序号电气代号名称和用途型号数量1QM保护开关DZ108-20(1)1只/组2QM空气开关DZ476/2P1只/组3KM接触器西门子3TB4022-0X220V1只/组4L电抗器三相1只/组5插接线缆模块专用1套/组6XT接线端子TD15/组7导线黑色BVR21卷/组8导线红色/蓝色BVR2各1卷/组9导线黄绿双色BVR21卷/组10端子U形冷压端子0.75/1.5/1-3/2-4各1袋/组11端子针形冷压端子7508/1508各1袋/组12卡轨金属卡槽和接触器、断路器、继电器能配合/组13号码管号码管1.5/组14剥线钳1只/组15压线钳1只/组16斜口钳1只/组17一字螺丝刀1.5/2.5/各1只/组18十字螺丝刀2.5/各1只/组19数字万用表1只/组20绝缘胶布1圈/组21记号笔1只/组22扎带20根/组项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读任务布置任务要求任务要求：1．根据图纸要求，正确选择元器件，并安装到安装接线板上；2．所有元器件连接应与电气图纸一致；3．元器件布置、布线应合理规范；4．导线线径和颜色应符合图纸要求；5．正确选用冷压端头，端头压接规范、牢固可靠；6．导线与元器件连接处需穿号码管，号码管的标号应清晰规范与图纸一致；7.能够根据说明书对伺服主轴进行调试。任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读任务评价数控车床操作评分标准序号项目技术要求配分评分标准自评互评教师评分1电气元件选择与检测正确选择电气元件对电气元件质量进行检验10元件选择不正确，每个扣1分；元件错检或漏检，每个扣1分2电气元件布局与安装按照图纸要求，正确利用工具安装电气元件，要求元件布局合理，安装准确、牢固10元件布局不合理，每个扣1分元件安装不牢固，每个扣1分安装时漏装螺钉，每个扣1分3工量具使用及保护工量具规范使用，不能损坏，摆放整齐10仪器仪表使用不规范，扣5分；仪器仪表损坏，扣5分工具、器材摆放凌乱，扣3分；4布线接线正确，导线两端套编码管，压端子；端子连接牢靠；同方向连线进行绑扎时，线路应清晰不凌乱，无错接和漏接现象.50不按电路图接线，每处扣3分；接点松动、露铜过长，每处扣2分；损伤导线绝缘或线芯，每根扣1分；错接或漏接，每根扣2分；漏装或套错编码套管，每处扣1分5功能检测主轴正转、反转、停转功能正常主轴转速误差在5%以内20正转、反转、停转功能一项不正常扣5分转速超差扣5分其他1清点元器件5未清点实训设备及耗材，扣2分；

2团队合作5分工不明确，成员不积极参与，酌情扣分3文明生产5没有穿戴防护用品、带电操作等违反安全文明生产规程，不得分4环境卫生5卫生不到位不得分总分100任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读1.识读电气原理图（某加工中心伺服主轴电气原理图）任务分析任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读2.选配、检测电气元件（1）电气元件选择。（2）电气元件规格的检查。（3）电气元件的检测。3.安装电气元件根据电气原理图将电气元件固定在电柜上。4．布线（1）选线。（2）导线处理。（3）接线端子的处理。（4）接线。任务分析任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读5.自检（1）逐一检查端子接线线号。对照原理图与接线图，从电源端开始逐段核对端子接线的线号，排除漏接、错接现象。（2）检查端子接线是否牢固。检查所有端子上接线的接触情况，不允许有松脱现象，以避免通电试车时因虚接造成事故，将故障排除在通电之前。（3）使用万用表检测。使用万用表检测安装的电路，若与阻值不符，应根据电路图检查是否有错线、掉线、错位或短路等情况。任务分析任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读（4）把万用表的交流挡位置调整为250V挡，测量电源模块主电源输入端子排L1、L2、L3之间是否为交流200V，测量电源模块CX1A是否为交流200V。（5）把万用表的挡位调整至直流1000V挡，测量TB1直流母线电压，看其是否为直流300V。（6）把万用表的挡位调整为直流50V挡，测量CXA2A是否为直流24V。6.通电调试（1）安装控制板与机床主体航插连接，注意每个航插不要接错。（2）接通电源，合上电源开关，观察主轴电机运行是否正常。任务分析任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价任务分析安全提醒知识储备拓展阅读1.接线时必须关闭设备总电源，确保操作安全。接线完成确认无误后，方可送电调试，操作必须严格按电工安全操作规程进行。2.本任务用到较多的专用电缆，使用时必须认真阅读说明书，切实掌握各电缆的用法，以防用错，损坏设备。任务分析安全提醒任务二伺服主轴电路的电气安装与调试项目二主轴电路的电气安装与调试任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

αi系列伺服由电源模块（PowerSupplyModule，PSM）、主轴放大器模块（SpindleamplifierModule，SPM）和伺服放大器模块（ServoamplifierModule，SVM)三部分组成，三部分模块之间通过接插线连接。1.电源模块(PSM）

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

2.主轴放大器模块(SPM）

主轴放大器模块（SPM）接收CNC数控系统发出的串行主轴指令，该指令格式是FANUC公司主轴产品通信协议，所以又被称之为FANUC数字主轴，与其他公司产品没有兼容性。主轴放大器向FANUC主轴电动机提供动力电。该放大器JYA2和JYA3接口分别接收主轴速度反馈信号和主轴位置编码器信号，如图3-17所示。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

3.伺服放大器模块（SVM）伺服放大器模块（SVM）接收通过FSSB输入的CNC轴控制指令，驱动伺服电动机按照指令运转，同时JFn接口接收伺服电动机编码器反馈信号，并将位置信息通过FSSB光缆再转输到CNC中。FANUCSVM模块最多可以驱动3台伺服电动机，如图3-18所示。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

二、FANUC串行主轴控制

在FANUC0i系列数控系统中，FANUCCNC控制器与FANUC主轴伺服放大器之间数据控制和信息反馈采用串行通信进行。配套的主轴伺服电机也称为串行主轴电机，串行主轴控制如图3-19所示。

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串行主轴主要控制功能，见表3-6所示。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器控制功能说明速度控制由CNC与主轴放大器通过数字串行通信方式实现主轴速度控制。定向控制数控系统对主轴位置的简单控制，该功能使得主轴准确停止在某一固定位置，一般用于加工中心主轴换刀的情况。刚性攻螺纹指主轴旋转一转，所对应钻孔轴的进给量与攻螺纹的螺距相同，在刚性攻螺纹时，主轴的旋转和进给轴的进给之间总是保持同步。CS轮廓控制该功能使安装在主轴上的专用检测器对串行主轴进行位置控制。定位控制车床主轴定位（或主轴分度）是任意角度定位，该功能是车床通过主轴电机侧的传感器或与主轴连接的位置编码器来实现的。任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

三、FANUC主轴电机FANUC主轴电机必须与FANUC主轴放大器配套使用。FANUC主轴电机和主轴放大器有αi系列和βi系列多种规格，FANUC主轴电机不仅在加速性能、调速范围、调速精度等方面大大优于变频器，而且主轴放大器可以在极低的转速下输出大转矩，同时可以像伺服放大器一样实现闭环位置控制功能，满足主轴定位、刚性攻螺纹、螺纹加工、CS轴控制等功能要求。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

αi系列主轴电机规格见表3-7。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试内置传感器系列额定功率/kW性能应用场合αiI0.55～45常规机床使用。适合车床和加工中心机床αiIP5.5～22可通过切换线圈绕组实现很宽的调速范围，不需要减速单元。αiIHV0.55～100高压400V系列的αi系列主轴电机。αiIT1.5～22主轴电机转子轴是中空结构，主轴电机与主轴直接连接，维修方便，传动结构简化，具有更高的转速。适合加工中心机床αiIL7.5～22具有液态冷却机构，主轴电机与主轴直接连接，适合高精度的加工中心。FANUC主轴电机任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

βi系列主轴在经济型机床中很常用，常见电机规格见表3-8。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器系列额定功率/kW性能应用场合βiI3.7～15可选择Mi或MZi传感器，最高转速为10000r/min。普及型、经济型数控车床和加工中心βiIc3.7～15无传感器，最高转速为6000r/min。βiIP3.7～11可通过切换线圈绕组实现很宽的调速范围，不需要减速单元。任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

FANUC主轴电机速度和位置传感器检测分无传感器检测、Mi传感器检测、MZi/BZi/CZi传感器检测等。1.无传感器检测FANUC主轴电机中只有βiI系列有部分规格属于无传感器检测类型，αi系列属于有传感器检测类型，至少是Mi速度传感器检测类型。2.Mi传感器检测Mi传感器是不带零位脉冲信号、输出为64～256线/转正弦波的标准内置式磁性编码器，主轴放大器把内置Mi传感器作为速度反馈检测装置来使用。Mi传感器速度反馈电缆接至主轴放大器的JYA2，电缆标号是K14。

项目二主轴电路的电气安装与调试任务二伺服主轴电路的电气安装与调试FANUC主轴电机内置传感器任务目标任务布置任务评价知识储备安全提醒任务分析拓展阅读αi伺服单元基本模块串行主轴控制

3.MZi传感器检测MZi传感器是带零位脉冲信号、输出为64～256线/转正弦波的标准内置式磁性编码器，主轴放大器把内置MZi传感器作为主轴电机速度和位置检测反馈装置来使用，内置MZi传感器反馈电缆接至主轴放大器的JYA2，电缆标号是K17。4.BZi传感器检测BZi传感器是带零位脉冲信号、输出为128～512线/转正弦波、无前置放大器的内置/外置通用型磁性编码器，也可以用于主轴电机的速度和位置检测，只在αi系列主轴伺服驱动系统中选用。主轴电机内置的BZi传感器反馈电缆接至主轴放大器的JYA2，电缆标号是K17。