变频器分为交-交和交-直-交两种形式。 交-交变频器没有明显的中间滤波环节，
电网交流电被直接变成了可调频调压的 交流电，又称为直接变频器。 交-直-交变频器是先把电网交流电转换 为直流电，经过中间滤波环节之后，再 通过逆变器进行逆变才能转换为变频变 压的交流电，故称为间接变频器。 数控机床中大多采用交-直-交变频器。
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交-直-交变频器结构图
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
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任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
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任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
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在CNC中，主轴转速通过S指令进行编程，被编程的S指令可以转换为 模拟电压或数字量输出，因此主轴有两种控制方式：利用模拟量输出进 行控制（简称模拟主轴）和利用串行总线进行控制（简称串行主轴）
1、模拟主轴控制 主轴控制即为传统的模拟量控制，从CNC单元输出0- ±10V的模拟
2、串行主轴控制
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从CNC单元输出的控制指令（数据）控制主轴电动机的转速及转向， 转向控制也由相应的参数决定。
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
2、串行主轴控制
JA41
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任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
无级调速
变频器+异步电机+主轴
方
式
伺服驱动器+伺服电机+主轴
电主轴
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
1、普通笼型异步电动机配齿轮变速箱
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这是最经济的一种方法 主轴配置方式，但只能实现 有级调速，由于电动机始终 工作在额定转速下，经齿轮 减速后，在主轴低速下输出 力矩大，重切削能力强，非 常适合粗加工和半精加工的 要求。
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
2、普通笼型异步电动机配变频器
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可以实现主轴的无级调 速，主轴电动机只有工作在 约500转/分钟以上才能有比 较满意的力矩输出，否则很 容易出现堵转的情况。这种 方案适用于需要无级调速但 对低速和高速都不要求的场 合。
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
3、三相异步电动机配齿轮变速箱及变频器
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配合两级齿轮变速，基本上可以满足车床低速（100—200转/分钟）小加 工余量的加工，但同样受最高电动机速度的限制。这是目前经济型数控机床 比较常用的主轴驱动系统。
任务二：主轴控制电路的连接
2、恒功率范围要宽； 低速区为恒转矩输出，为了满足数控机床低速强力切削的需要，常采用分段
无级调速的方法，即在低速段采用机械减速装置，以提高输出扭矩。同时，扩 大主轴的恒功率调速范围，提高机床加工效率。
任务二：主轴控制电路的连接
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一、对主轴控制的要求
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其 它直线运动装置上往复运动。现代数控机床对主轴传动，提出了更高 的要求：
3、具有位置控制能力-主轴安装位置编码器 主轴同步—螺纹加工 主轴定向—加工中心换刀或精镗孔退刀需要
4、具有较高的精度与刚度，传动平稳，噪音低； 5、良好的抗振性和热稳定性。
任务二：主轴控制电路的连接 二、主轴传动配置形式
山东职业学院 FANUC数控系统箱+主轴
调
速
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任务二：主轴控制电路的连接
任务二：主轴控制电路的连接
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一、对主轴控制的要求
机床主轴的工作运动通常是旋转运动，不像进给驱动需要丝杠或其 它直线运动装置上往复运动。现代数控机床对主轴传动，提出了更高 的要求：
1、调速范围宽并实现无级调速； 满足粗、精加工不同切削用量的要求。
任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
5、电主轴
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电主轴是主轴电动机的一种结构形式，驱动器可以是变频器或主轴伺服，也 可以不要驱动器。电主轴由于电机和主轴合二为一，没有传动机构，因此，大大简 化了主轴的结构，并且提高了主轴的精度，但是抗冲击能力较弱，而且功率还不能 做得太大，一般在10KW以下。由于结构上的优势，电主轴主要向高速方向发展，一 般在10000r/min以上。
位置编码器反馈信号（A/B/Z相） 位置编码器
模拟信号
模拟主轴 放大器
主轴 电机
模拟主轴控制连接图
通过CNC内部附加的D/A转换器，自动将S指令转换为0-±10V的模拟电压。 从CNC单元输出0-±10V的模拟电压控制主轴电动机的转速及转向。
任务二：主轴控制电路的连接
三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
电压控制主轴电动机的转速及转向。 2、数字主轴（也称为串行主轴）控制 从CNC单元输出的控制指令（数据）控制主轴电动机的转速及转向。
任务二：主轴控制电路的连接
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三、主轴的伺服控制
1、模拟主轴控制
SPDL-1(JJAA74A1)
A-OUT1(JJAA84A0) CNC(主板)
2、串行主轴控制-主轴模块
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α系列主轴模块
αi系列主轴模块
βi系列主轴模块
任务二：主轴控制电路的连接 三、主轴的伺服控制
2、串行主轴控制-主轴模块
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任务二：主轴控制电路的连接
二、主轴传动配置形式
4、伺服主轴驱动系统
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伺服主轴驱动系统具有响应快、 速度高、过载能力强的特点，还可 以实现定向和进给功能，当然价格 也是最高的，通常是同功率变频器 主轴驱动系统的2-3倍以上。其主 要应用于加工中心上，用以满足系 统自动换刀、刚性攻丝、主轴C轴 进给功能等对主轴位置控制性能要 求很高的加工。