數(shù)控機(jī)床伺服主軸與變頻主軸的區(qū)別？

①概念上的區(qū)別。目前，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)的主軸電動機(jī)主要的控制有兩種接口：模擬（DC0～10v）接口和數(shù)字（串行傳送）接口。模擬接口靠變頻器和三相異步電動機(jī)來控制驅(qū)動；數(shù)字接口靠全數(shù)字伺服電動機(jī)來控制驅(qū)動。通常說用變頻器驅(qū)動的主軸就是模擬主軸，用伺服電動機(jī)來驅(qū)動的主軸就是伺服主軸。兩者都能滿足數(shù)控機(jī)床主軸的控制要求。

②控制硬件上的區(qū)別。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)從早期的模擬控制逐步發(fā)展到全數(shù)字控制系統(tǒng)，并隨著伺服系統(tǒng)硬件的軟件化，使其控制性能有了更大的提高。驅(qū)動元件從早期的晶閘管SCR、大功率晶體管GTR等，發(fā)展到現(xiàn)在的智能型功率器件IPM。

在模擬交流伺服系統(tǒng)中，位置控制部分是由大規(guī)模集成電路LSI完成的。在全數(shù)字的伺服系統(tǒng)中，速度環(huán)和電流環(huán)都是由單片機(jī)控制，KANUC的系統(tǒng)設(shè)計(jì)將該部分電路設(shè)計(jì)在系統(tǒng)內(nèi)部，作為系統(tǒng)控制的一部分（通常稱為軸卡，Axes Card），該部分實(shí)現(xiàn)了位置、速度和電流的控制。

③原理上的區(qū)別。

a、變頻主軸電動機(jī)在變頻器的驅(qū)動下，具有低頻時輸出轉(zhuǎn)矩大、高速時輸出平穩(wěn)、轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)快、穩(wěn)速精度高、減速停機(jī)速度快且平穩(wěn)、抗干擾能力強(qiáng)等性能。

b、變頻器是利用電力半導(dǎo)體器件的通斷作用將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對交流異步電動機(jī)的軟啟動、變頻調(diào)速，提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，改變功率因數(shù)，以及實(shí)現(xiàn)過電流、過電壓、過載保護(hù)等功能。變頻器的主電路大體上可分為兩類：一是電壓型，是將電壓源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路的濾波元件是電容器；二是電流型，是將電流源的直流變換為交流的變頻器，其直流回路的濾波元件是電感器。

c、使用變頻器最大的問題是變頻低速時轉(zhuǎn)矩下降。因?yàn)闄C(jī)床對主軸運(yùn)行的要求是恒功率曲線，速度越低，轉(zhuǎn)矩要求越大，所以變頻主軸在車床上的主要應(yīng)用是中高速銑，而對于鉸孔、鏜孔無能為力，對于車床要采取換檔的方式增加低速轉(zhuǎn)矩。

d、何服主軸是靠伺服驅(qū)動器驅(qū)動的。伺服系統(tǒng)中控制機(jī)械元件運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動機(jī)是一種輔助馬達(dá)間接變速裝置。伺服電動機(jī)可使控制速度、位置精度非常準(zhǔn)確，將電壓信號轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速以驅(qū)動控制對象。

④市場應(yīng)用上的區(qū)別。變頻主軸經(jīng)濟(jì)，變速功能好，容易實(shí)現(xiàn)高速和大功率，能滿足大多數(shù)加工要求，用于大多數(shù)數(shù)控車床和數(shù)控車床上，何其速度有波動，受變頻器U/f影響，定位差。另外，變頻主軸也可進(jìn)行對主軸的定位控制，剛性攻螺紋等也可實(shí)現(xiàn)，但要看所選主袖電動機(jī)及變頻器，當(dāng)然效肯定沒有伺服主軸好。這主要是取決于數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)剛性攻螺紋的方法。國內(nèi)數(shù)控系統(tǒng)剛性攻螺紋主要是依照每轉(zhuǎn)進(jìn)給的方式，這樣只要主軸在攻螺紋時速度波動不大就能完成。真正的剛性攻螺紋要求兩軸的插補(bǔ)，對主軸的要求和伺服軸一樣，要求有很高的響應(yīng)速度和加減速特性；還要求調(diào)速比，主軸必須能在1r/min甚至更低的轉(zhuǎn)速下工作。國內(nèi)的加工中心大多使用帶反饋編碼器的主軸電動機(jī)、高性能變頻器、PG反饋脈沖卡來實(shí)現(xiàn)精確定位控制和剛性攻螺紋。

何服主軸精度高，但價格昂貴，由于速度、定位精度相當(dāng)高，多用于多功能加工中心、專門攻螺紋的數(shù)控鉆車床以及精車螺紋的車床上。

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