主軸驅動系統的分類

主軸驅動系統包括主軸驅動器和主軸電動機。數控機床主軸的無級調速則是由主軸驅動器完成。主軸驅動系統分為直流驅動系統和交流驅動系統，目前數控機床的主軸驅動多采用交流主軸驅動系統即交流主軸電動機配備變頻器或主軸伺服驅動器控制的方式。

直流驅動系統在20世紀70年代初至80年代中期在數控機床上占據主導地位，這是由于直流電動機具有良好的調速性能，輸出力矩大，過載能力強，精度高，控制原理簡單，易于調整。隨著微電子技術的迅速發展，加之交流伺服電動機材料、結構及控制理論有了突破性的進展，80年代初期推出了交流驅動系統，標志著新一代驅動系統的開始，由于交流驅動系統保持了直流驅動系統的優越性，而且交流電動機無需維護，便于制造，不受惡劣環境影響，所以目前直流驅動系統已逐步被交流驅動系統所取代。從90年代開始，交流伺服驅動系統已走向數字化，驅動系統中的電流環、速度環的反饋控制已全部數字化，系統的控制模型和動態補償均由高速微處理器實時處理，增強了系統自診斷能力，提高了系統的快速性和精度。

一般PLC的輸出接口具有一定的驅動能力，而通常的晶體管直流輸出接口的負載能力*為十幾—幾十伏特、幾十—幾百毫安;但對于功率步進電機則要求幾十—上百伏特、幾安—十幾安的驅動能力，因此應該采用驅動器對輸出脈沖進行放大。

伺服機構的步進電機無脈沖輸入時便停止運轉，伺服執行機構定位。當伺服執行機構的位移速度要求較高時，可以用PLC中的高速脈沖發生器。不同的PLC其高速脈沖的頻率可達4000—6000Hz。對于自動線上的一般伺服機構，其速度可以得到充分滿足。

如伺服機構采用硬件環行分配器，則占用PLC的I/O口點數少于5點，一般*為3點。其中I口占用一點，作為啟動控制信號;O口占用2點，一點作為PLC的脈沖輸出接口，接至伺服系統硬環的時鐘脈沖輸入端，另一點作為山社步進電機轉向控制信號，接至硬環的相序分配控制端。

伺服系統采用軟件環行分配器時，將PLC控制的開環伺服機構用于某大型生產線的數控滑臺，每個滑臺*占用4個I/O接口，節省了CNC控制系統，其脈沖當量為0.01~0.05mm，進給速度為Vf=3~15m/min，完全滿足工藝要求和加工精度要求。 安徽富士伺服驅動器商家上海持承自動化設備有限公司主營驅動器，如有更多需要，請加QQ好友！

采用有執行電機而沒有負載的測試平臺

這種測試系統由兩部分組成，分別是被測伺服驅動器—電動機系統和上位機。上位機將速度指令信號發送給伺服驅動器，伺服驅動器按照指令開始運行。在運行過程中，上位機和數據采集電路采集伺服系統的運行數據，并對數據進行保存、分析與顯示。由于這種測試系統中電機不帶負載，所以與前面兩種測試系統相比，該系統體積相對減小，而且系統的測量和控制電路也比較簡單，但是這也使得該系統不能模擬伺服驅動器的實際運行情況。通常情況下，此類測試系統*用于被測系統在空載情況下的轉速和角位移的測試，而不能對伺服驅動器進行***而準確的測試。

直流主軸驅動系統常見故障

盡管直流主軸驅動系統在目前已應用不多，逐步為交流主軸驅動系統取代，但現有系統的維修還有不少，在此也總結它的故障特點。

1. 主軸速度不正常或不穩定，造成這類故障的原因有很多。

主軸速度不正常或不穩定的故障綜述：

可能原因 檢查步驟 排除措施

電動機負載過重   重新考慮負載條件，減輕負載

速度指令電壓不良或錯誤 測量從數控裝置主軸接口輸出過來的信號 確保主軸控制信號正常

D/A變換器故障

反饋線斷線或不良 測量反饋信號 確保接線正確

反饋裝置損壞 更換反饋裝置

電動機故障，如：勵磁喪失等 采用交換法，可以判斷是否出了故障 更換電動機

驅動器故障 更換驅動器

誤差放大器故障

印刷線路板太臟 打開驅動器，定期給電路板作出清潔 保持電路板的清潔或更換放大器

伺服驅動器的工作原理及伺服驅動器的常見接線方法

伺服驅動器在控制信號的作用下驅動執行電機，因此驅動器是否能正常工作直接影響設備的整體性能。在伺服控制系統中，伺服驅動器相當于大腦，執行電機相當于手腳。而伺服驅動器在伺服控制系統中的作用就是調節電機的轉速，因此也是一個自動調速系統。

驅動器的**主控板，驅動器由繼電器板傳遞控制信號和檢測信號，完成上圖的雙閉環控制，包括轉速調節和電流調節，實現執行電機的轉速控制和換相控制。驅動器的驅動板從主控板接受信號驅動功率變換電路，實現執行電機的正常工作。

1. 主回路接線：

  1）.R、S、T電源線的連接；

  2）伺服驅動器U、V、W與伺服電動機電源線U、V、W之間的接線；

  2. 控制電源類接線：

  1）. r 、t控制電源接線；

  2）I/O口控制電源接線；

  3. I/O接口與反饋檢測類接線

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目前主流的伺服驅動器均采用數字信號處理器（DSP）作為控制中心，伺服驅動器可以實現比較復雜的控制算法，實現數字化、網絡化和智能化。功率器件普遍采用以智能功率模塊（IPM）為關鍵設計的驅動電路,IPM內部集成了驅動電路,同時具有過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護電路,在主回路中還加入軟啟動電路,以減小啟動過程對驅動器的沖擊。功率驅動單元首先通過三相全橋整流電路對輸入的三相電或者市電進行整流，得到相應的直流電。經過整流好的三相電或市電，再通過三相正弦PWM電壓型逆變器變頻來驅動三相永磁式同步交流伺服電機。功率驅動單元的整個過程可以簡單的說就是AC-DC-AC的過程。整流單元（AC-DC）主要的拓撲電路是三相全橋不控整流電路。安徽富士伺服驅動器商家