本篇內容主要給大家介紹一下FANUC數控系統主軸驅動系統的組成、主軸的傳動原理。
一、主軸驅動系統組成及功能
典型的主軸驅動系統包括主軸驅動裝置(主軸放大器)、主軸電機、主軸傳動機構以及主軸速度/位置檢測裝置等，如下圖所示為數控工具機典型主軸驅動系統組成。
主軸驅動功能在加工編程中最常見的是M03(M04)Sxx指令，就是通過用戶加工編程，實現數控工具機主軸正轉或反轉以及調速，使安裝在主軸上的刀具或工件與進給軸配合實現零件加工。
二、主軸傳動原理
常見的數控工具機主軸傳動方式有以下幾種：
①普通三相異步電機配置變速齒輪實現主軸傳動。
三相異步電機轉速公式為n=60f/[px(1-s)]，式中： f是電機工作頻率，p是電機極對數，s是電機轉差率。工頻運行指發電廠輸出的頻率為50Hz。
電機極對數p和電機轉差率s是固定的，所以電機運行在工頻情況下，電機速度是恆定的。數控工具機調速只能通過齒輪換擋實現，主軸正轉、反轉和停止分別通過M03、M04和M05指令由PLC電氣控制實現，調速可通過M00指令使加工程序執行暫停，然後手動進行換擋到加工工藝需要速度，再循環運行實現。普通三相異步電機配置變速齒輪實現主軸傳動示意圖如下圖所示。
②三相異步電機配置變頻器實現主軸傳動。
根據式n=60f/[px(1-s)]可知，改變電機工作頻率可以實現電機調速。變頻器的作用就是改變電
際工作頻率。變頻器驅動電機可以是普通的三相異步電機，也可以是變頻器專用的變頻器電機。
電機和主軸常使用同步帶連接，主軸正轉、反轉和停止以及調速是通過編制加工程序( M03/M04/MO5 )由PLC電氣控制實現的，S代碼由CNC處理，輸出給變頻器，再由變頻器控制主軸電機調速，實現主軸無級調速。三相異步電機配置變頻器實現主軸傳動示意圖如下圖所示，現在普通的變頻器最大調速頻率都能達到200 Hz以上，使用普通三相異步典機，變頻器只能在工頻以下調速，若使用專用的變頻電機就可以達到變頻電機標稱的速度。
③三相異步電機配置變頻器以及變速齒輪箱實現主軸傳動。
這種主軸傳動方式兼有上述①和②兩種方式的優點，主要是變速齒輪箱能在主軸低速時傳遞較大的轉矩，避免了電機直接帶動主軸時低速區輸出轉矩小的弊端。由於是變頻器驅動三相異步電機，能實現電機的無級調速，從而能實現主軸無級調速，兩者組合擴大了主軸調速的範圍，可滿足不同加工工藝的需要，主軸的正轉、反轉以及停止可編制加工程序(M03/M04/M05)實現控制。齒輪換擋通過M41、M42和M43指令實現，S代碼調速由變頻器實現。
在每-一擋都能實現無級調速控制。這種主軸傳動方式主要用於普及型數控工具機，三相異步電機配置變頻器以及變速齒輪箱實現主軸傳動示意圖如下圖所示。
④主軸伺服電機配置主軸伺服放大器實現主軸傳動。
主軸伺服電機必須選用配套的主軸伺服放大器構成主軸伺服驅動系統。主軸伺服電機用於主軸傳動，剛性強、調速範圍寬、響應快、速度高、過載能力強，主軸正轉、反轉以及停止和調速通過編制含M03、M04、M05指令和S代碼的加工程序實現，價格比同樣功率的變頻器主軸驅動系統高，為了實現低速大轉矩並擴大調速範圍，也可以加配變速齒輪，最終實現分段無級調速。
使用主軸伺服電機除具有上述介紹的速度控制優點外，數控系統對主軸伺服驅動系統還可以實現主軸定向(又稱主軸準停)、剛性攻螺紋、CS輪廓控制、主軸定位等主軸伺服特殊功能，滿足數控工具機加工中特殊工藝需要。主軸伺服電機實現主軸傳動示意圖如下圖所示。
⑤電主軸。
從圖中可以看出，電主軸的結構十分緊湊、簡潔，由於一般使用的電主軸速度都比較高，高速旋轉容易產生熱量，因此電主軸主要問題是解決高速加工時產生的熱量。
一般電主軸的軸承採用陶瓷軸承，在電機鐵心中增加油冷卻通道，外部增加冷卻裝置把電機本身產生的熱量帶走。若電主軸安裝傳感器還能實現速度和位置的控制等各種功能。
電主軸驅動系統可以選用中頻變頻器或主軸伺服放大器，滿足數控工具機高速、高精加工的需要。
以上就是FANUC主軸系統的基本組成以及主軸的控制原理。如果有幫到你，記得點讚哦。