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基于FANUC数控系统的模拟主轴的参数设置与调试唐静【摘要】基于FANUC数控系统的模拟主轴控制在中低档的数控机床中广泛使用.介绍了数控机床中模拟主轴控制系统的组成,阐述了模拟主轴控制系统CNC调试、变频器调试、主轴试运行的方法和步骤,并提出了调试过程中相关的注意点,为广大数控技术人员提供一定的参考和借鉴.【期刊名称】《常州信息职业技术学院学报》【年(卷),期】2014(013)001【总页数】3页(P21-23)【关键词】FANUC;模拟主轴;变频器【作者】唐静【作者单位】常州信息职业技术学院机电工程学院江苏常州 213164【正文语种】中文【中图分类】TG6590 引言主轴是机床上带动工件或刀具运动的轴，主轴控制的效果将直接影响零件的加工精度。
模拟主轴控制是指数控系统输出模拟电压控制主轴，主轴由调速器控制的主轴电机驱动(常用的调速器是变频器、主轴电机是三相异步电动机)，可以实现数控机床主轴的启停、正反转以及调速控制。
基于FANUC数控系统的主轴控制主要有模拟主轴控制和串行主轴控制两种类型。
模拟主轴系统的结构如图1所示。
串行主轴控制是指数控系统输出串行数据控制主轴，主轴通常由伺服驱动器控制的伺服电机驱动。
模拟主轴控制经济实用、调试方便，在中低档的数控机床中广泛使用［1］。
图1 模拟主轴系统结构示意图1 模拟主轴系统的组成基于FANUC数控系统的模拟主轴控制系统的电气原理图如图2所示。
其中，FANUC 0i-C数控系统的JA40接口输出0～10 V模拟电压;三菱E700变频器的2、5端子接收JA40接口输出的模拟电压信号，STF、STR端子接收JD1A接口输出的转向信号;主轴编码器PG的反馈信号输入JA7A接口。
图2 模拟主轴控制电气原理图2 模拟主轴的调试从系统组成的角度，数控机床模拟主轴的调试包括CNC中有关主轴的参数与信号的调试，以及变频器本身的参数与信号的调试。
调试的目的是保证数控系统能够根据指令发出正确的模拟电压信号，经过变频器调速后驱动主轴正确运行。
数控机床主轴驱动变频控制一、前言数控机床是传统机床向智能化方向发展的结果，其操作简单、精度高、效率高等特点，使得其在现代制造业中大有用处。
数控机床中的主轴驱动控制是其中的一个重要环节，其精度和可靠性对整个机床的操作效果有着至关重要的作用。
本篇文档将主要介绍数控机床主轴驱动变频控制相关知识。
二、数控机床主轴驱动变频控制的原理数控机床的主轴驱动控制系统主要是由相关电气元件组成的变频器控制系统。
变频器就是将市电通过整流、滤波、逆变后输出一定的频率、电压并控制电机转速的电子装置。
在数控机床的主轴驱动系统中，变频器通过对电机控制进行电压和频率的调整，来实现主轴的旋转，进而控制其转速和输出功率。
变频器输出的频率、电压均可调整，因此可以通过控制变频器的输出，来实现对主轴的速度调节。
电气控制系统通过实时监测机床运行状态、主轴运行状态、机床速度、主轴转速等信息，根据预先设定的运转条件，通过控制变频器输出的电压、频率实现对机床的工作状态并实现对主轴的速度调节。
三、数控机床主轴驱动变频控制的优点与传统机床的主轴驱动方式相比，数控机床主轴驱动变频控制有诸多优点，主要体现在以下几个方面：1.可调性强：通过对变频器的控制，可以实现精确的主轴转速调节，可以满足不同需求的工件加工。
2.精度高：由于采用了电气控制系统，可以实现主轴转速的精确控制，进而实现加工精度的提高。
3.效率高：数控机床主轴驱动变频控制由于能够实现电气控制，减少了机械传动过程中的机械损耗，因此其效率远高于传统机床主轴驱动方式。
4.运转平稳：变频器可以调节输出电压和频率，可以进一步实现对主轴转速的控制，从而实现机床运转的平稳。
四、数控机床主轴驱动变频控制的应用数控机床主轴驱动变频控制技术的应用相当广泛，可以应用于各种数控机床类型，包括数控车床、数控加工中心、数控铣床等。
特别是在高速、高精度、高效率的加工应用中，其优势更加明显。
五、数控机床主轴驱动变频控制的维护和保养为了确保数控机床主轴驱动变频控制系统的长期稳定运行，必须进行日常的维护和保养。
湖南师范大学高等教育自学考试本科生毕业论文数控机床主轴与变频器电机控制学生姓名：年级专业：2008级数控指导老师及职称：学院：工学院湖南·长沙提交日期：2010年05月湖南师范大学高等教育自学考试本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
毕业论文作者签名：年月日目录摘要 (1)关键词 (1)1数控机床简介 (2)1.1数控机床主轴结构 (2)1.2 数控机床主轴传动形式 (2)1.3 数控机床主轴驱动方式 (2)1.4 数控机床电器控制系统的组成 (3)2 数控机床主轴系统 (3)2.1 数控机床主轴驱动系统分类 (3)2.2 数控机床的主轴性能 (3)2.3 主轴伺服系统的故障及诊断 (4)2.4 数控机床为何能加工高精度工件 (4)2.5 电主轴 (5)3 变频器矢量控制介绍 (6)4 数控车床主轴变频控制的系统结构与运行模式 (6)4.1 主轴变频控制的基本原理 (6)4.2 主轴变频控制的系统构成 (7)5 无速度传感器的矢量控制变频器 (8)5.1 主轴变频器的基本选型 (8)5.2 无速度传感器的矢量变频器 (9)5.3 矢量控制中的电机参数辨识 (9)5.4 数控车床主轴变频矢量控制的功能设置 (10)6 结论 (10)参考文献 (11)致谢 (11)数控机床主轴与变频器电机控制学生: 陈泽勇指导老师：周志冰（湖南师范大学工学院，长沙 410128）摘要：本次论文论述是数控机床主轴与变频器电机控制问题。
随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。
简答题第一章绪论1 、叙述数字控制（数控）、数控机床的概念。
2 、数控机床由哪些部分组成？各有什么作用？3 、什么叫点位控制、点位直线控制、轮廓控制数控机床？各有何特点？4 、什么是开环、闭环、半闭环控制数控机床？5 、数控机床的加工特点是什么？6 、数控机床适合加工具有什么特点的零件？第二章1 、举例说明通用机床、专门化机床和专用机床的主要区别是什么？2 、说出下列机床的名称和主参数（第二主参数），并说明它们各具有何种通用和结构特性。
CM6132 、 C1336 、 C2150 6 、 Z3040 16 、 T6112 、 T4163B 、 XK5040 、 B 2021A 、MGB1432 。
3 、举例说明何谓简单运动？何谓复合运动？其本质区别是什么？4 、举例说明何谓外联系传动链？何谓内联系传动链？其本质区别是什么？5 、举例说明什么叫表面成形运动、分度运动、切入运动和辅助运动？6 、使用简图分析用下列加工方法加工所需表面时的成形方法，并说明机床运动的型式、性质和数量 .（ 1 ）、用成形车刀车外圆；（ 2 ）、用普通外圆车刀车削外圆锥体；（ 3 ）、用圆柱铣刀采用周铣法铣平面；（ 4 ）、用窄砂轮磨长圆柱体；（ 5 ）、用钻头钻孔；（ 6 ）、用插齿刀插削直齿圆柱齿轮；（ 7 ）、用滚刀滚切直齿圆柱齿轮；（ 8 ）、用端铣刀铣平面；7 、在 CA6140 型卧式车床上车削下列螺纹：（ 1 ）、米制螺纹： p= 3mm ， n=2 ； p= 8mm ， n=2;(2) 、英制螺纹： a=4 牙 /in(3) 、径节制螺纹： Dp=48 齿 /in(4) 、模数制螺纹： m= 3.5mm ， n=2试写出其传动路线表达式，并说明车削这些螺纹时可采用的主轴转速范围及其理由。
8 、当 CA6140 型卧式车床上的主轴转速为： 450 ~ 1400r/min( 其中 500r/min 除外 ) ，为什么能够获得细进给量？在进给箱传动路线一定的情况下，细进给量与常用进给量的比值是多少？9 、为什么用丝杠和光杠分别担任车削螺纹和机动进给的传动 ? 如果只用其中一个 , 既可车削螺纹又可机动进给 , 将会有什么问题 ?10 、为什么在主轴箱中有两个换向机构 ? 能否取消其中一个 ? 溜变箱内的换向机构又有什么用处 ?11 、如果快速电动机的转动方向接 ( 电源 ) 反了 , 机床是否能正常工作 ?12 、 M3 、 M4 和 M5 的功用是什么？是否可取消其中之一？13 、为了提高传动精度，车螺纹的进给运动传动链中不应有摩擦传动件，而超越离合器是靠摩擦传动的，为什么可以用于进给运动传动链中 ?14 、各类机床中，可用来加工外圆表面、内孔、平面和沟槽的各有哪些机床？它们的适用范围由何区别？15 、将 CA6140 型卧式车床和 M 1432A 型磨床相比较，从传动和结构特点方面说明为什么万能外圆磨床的加工精度和表面质量比卧式车床的高？16 、万能外圆磨床的砂轮主轴和头架主轴能否采用齿轮传动？为什么？第三章计算机数控系统1 、机床数控系统通常由哪几部分组成？各有什么作用？2 、 CNC （ MNC ）系统的硬件主要由哪几部分构成？各部分的作用是什么？3 、常用半导体存储器如何分类？其特点各是什么？4 、 CNC 系统中， I/O 控制通道应有哪些基本功能？主要解决哪些问题？5 、 CNC 系统有哪些软件？各个软件的主要功能是什么？6 、 CNC 系统硬件的结构常有哪几种？特点是什么？7 、 CNC 系统的软件有何特点？其结构有哪些？8 、根据 CNC 系统软件的自动工作流程图说明系统的工作原理。
《数控技术》模拟题(A)一、单项选择题：在每小题列出的四个选项中只有一个选项是符合题目要求的，请将正确选项前的字母填在题干后的括号内。
1．对于数控机床闭环控制系统的伺服驱动元件，为了维护方便起见，最好采用【 B 】A.直流伺服电动机B.交流伺服电动机C.液压步进马达D.功率步进电动机2. 对于卧式数控车床的坐标系，一般以主轴上夹持的工件最远端面作为Z轴的基准点，则Z轴的正方向是【 A 】A.从此基准点沿床身远离工件的方向B.从此基准点沿床身接近工件的方向B.从此基准点垂直向上的方向 D.从此基准点垂直向下的方向3. 采用逐点比较法插补第一象限的直线时，直线起点在坐标原点处，终点坐标是（5,7），刀具从其起点开始插补，则当加工完毕时进行的插补循环数是【C】A. 10B. 11C. 12D. 134. 经济型数控机床的进给驱动动力源主要选用【 B 】A.交流异步电动机B.步进电动机C.交流伺服电动机D.直流伺服电动机5. 闭环控制系统与半闭环控制系统的区别在于【 D 】A.采用的伺服电动机不同B.采用的传感器不同C.伺服电动机安装位置不同D.传感器安装位置不同6. 位置控制器输出的是数字量，要去控制调速单元，必须经过【B 】A. F/V变换B. D/A变换C.电流/电压变换D.电压/电流变换7. 直线感应同步器滑尺的正弦和余弦绕组在空间错开的电角度为【C 】A. π/6B. π/3C. π/2D. π8. 对于数控机床位置传感器,下面哪种说法是正确的【C 】A.机床位置传感器的分辨率越高,则其测量精度就越高B.机床位置传感器的精度越高,机床的加工精度就越高C.机床位置传感器的分辨率越高,机床的加工精度就越高D.直线位移传感器的材料会影响传感器的测量精度;9. 数控机床移动部件的位置偏差X反映了移动部件在该点的【B】A．重复定位误差B. 系统性误差C. 运动误差 D. 随机性误差10. 数控机床在某位置的定位误差的分布符合正态分布曲线的统计规律,其均方根误差 反映了机床在该位置的A．重复定位精度B. 反向差值 C. 系统性误差 D. 失动量【A 】二、简答题11. 简述数控系统的发展趋势？答：数控系统的发展趋势：（1）体系机构开放化；（2）控制功能智能化；（3）数据管理网络化；（4）设备层总线化；（5）功能实现软件化。
河南科技大学19级机械电子工程专业大二2020-2021第二学期《机电一体化系统设计》期末测试题试卷分为：判断题、填空题、选择题【考试时填空题部分会以判断或选择形式出题】试卷满分：130分姓名： [填空题] *_________________________________班级： [填空题] *_________________________________一、判断题（共23小题，每小题1分）1、机电一体化产品在现代制造产业结构中无关紧要 [判断题] *对错(正确答案)2、柔性化、智能化和自动化使机电一体化产品能够灵活地满足各种要求，适应各种环境 [判断题] *对(正确答案)错3、机电一体化是机械技术、电子技术、信息技术和液压技术等有机组合 [判断题] *对(正确答案)错4、机电一体化技术朝小型化和轻型化发展，有利于提高机械的性能 [判断题] *错5、机电一体化产品中包含微处理器，其潜在功能是固定的，不可增加 [判断题] *对错(正确答案)6、现代机电产品在性能上，提高了产品的加工精度，使其具有更高的可靠性 [判断题] *对(正确答案)错7、机电一体化技术中，机械技术必须从系统的结构、重量、体积、刚性、可靠性能及通用性等几个方面加以改进，以提高产品的可维修性 [判断题] *对(正确答案)错8、机电一体化产品在简化结构、节约能源方面比较欠缺 [判断题] *对错(正确答案)9、数控机床和机器人这类机电产品是在原有的机械本体上采用电子控制设备实现高性能和多功能的系统 [判断题] *对(正确答案)错10、控制系统是机电一体化系统的基础，是机和电两种技术的综合体 [判断题] *对11、滚珠外循环方式结构简单、加工方便、径向尺寸大、易磨损 [判断题] *对(正确答案)错12、转动惯量大，机械负载随之减小，系统响应速度变快，灵敏度上升，有利于系统固有频率降低，在设计时应使机械传动部分的重量和转动惯量尽量大 [判断题] *对错(正确答案)13、当外界传来的振动的激振频率接近或等于系统固有频率时，机械系统容易产生谐振，致使系统不能正常工作 [判断题] *对(正确答案)错14、滚珠丝杆副的工作原理是：在丝杆和螺母的螺纹滚道中装入一定数量的滚珠，当丝杆与螺母相对转动时，滚珠可沿螺纹滚道滚动，并沿滚珠循环装置的通道返回，构成封闭循环，使滚珠循环地参加螺旋传动，保持丝杆与螺母之间的滚动摩擦[判断题] *对(正确答案)错15、真空吸附手是利用通电线圈的磁场对可磁化材料的作用力来实现对工件的吸附作用 [判断题] *对错(正确答案)16、直线运动工作台是最常见的执行装置，其导向宽度和导向长度没有关系 [判断题] *对错(正确答案)17、热变形微动装置具有高刚度和无间隙优点，并可通过控制加热电流得到所需微量位移，但由于热惯性以及冷却速度难以精确控制等原因，这种微动机构只适用于行程较短、频率不高的场合 [判断题] *对(正确答案)错18、灵巧手势一种模仿人手制作的多指、多关节的机器人末端执行器 [判断题] *对(正确答案)错19、主轴部件要求具有足够的旋转精度、刚度、抗振性以及良好的热稳定性和耐磨性 [判断题] *对(正确答案)错20、PID 调节中，比例调节的作用主要是消除输出的静态误差，使系统有良好的静态特性 [判断题] *对错(正确答案)21、单片机是以顺序控制为主，能完成各种逻辑运算、定时、计数、记忆和算术运算等功能的计算机系统 [判断题] *对错(正确答案)22、开环控制的特点是输出量不会对系统的控制作用发生影响 [判断题] *对(正确答案)错23、闭环控制的特点是输出量通过反馈回路回到系统的输入端，对系统的控制作用产生影响 [判断题] *对(正确答案)错二、填空题（共11小题，每小空1分）此题每空答案，系统只能识别固定顺序，若你填的答案正确只是顺序不同被系统判定为错误时可忽略。
