机床的变频主轴是什么系统

❶ 数控机床高速主轴是什么，有什么选择要求

高速电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式，使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来，因此可做成“主轴单元”，俗称“电主轴”。
高速电主轴所融合的技术：
电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术，它与直线电机技术、高速刀具技术一起，将会把高速加工推向一个新时代。电主轴是一套组件，它包括电主轴本身及其附件：电主轴、高频变频装置、油雾润滑器、冷却装置、内置编码器、换刀装置。
高速电主轴所融合的技术：
高速轴承技术：电主轴通常采用复合陶瓷轴承，耐磨耐热，寿命是传统轴承的几倍；有时也采用电磁悬浮轴承或静压轴承，内外圈不接触，理论上寿命无限；
高速电机技术：电主轴是电动机与主轴融合在一起的产物，电动机的转子即为主轴的旋转部分，理论上可以把电主轴看作一台高速电动机。关键技术是高速度下的动平衡；
润滑：电主轴的润滑一般采用定时定量油气润滑；也可以采用油脂润滑，但相应的速度要打折扣。所谓定时，就是每隔一定的时间间隔注一次油。所谓定量，就是通过一个叫定量阀的器件，精确地控制每次润滑油的油量。而油气润滑，指的是润滑油在压缩空气的携带下，被吹入陶瓷轴承。油量控制很重要，太少，起不到润滑作用；太多，在轴承高速旋转时会因油的阻力而发热。
冷却装置：为了尽快给高速运行的电主轴散热，通常对电主轴的外壁通以循环冷却剂，冷却装置的作用是保持冷却剂的温度。
内置脉冲编码器：为了实现自动换刀以及刚性攻螺纹，电主轴内置一脉冲编码器，以实现准确的相角控制以及与进给的配合。
自动换刀装置：为了应用于加工中心，电主轴配备了自动换刀装置，包括碟形簧、拉刀油缸等；
高速刀具的装卡方式：广为熟悉的BT、ISO刀具，已被实践证明不适合于高速加工。这种情况下出现了HSK、SKI等高速刀具。
高频变频装置：要实现电主轴每分钟几万甚至十几万转的转速，必须用一高频变频装置来驱动电主轴的内置高速电动机，变频器的输出频率必须达到上千或几千赫兹。
高速主轴的优势分析：
在高速主轴单元中，由于机床既要进行粗加工，也要进行精加工，因此对主轴单元提出了较高的静刚度和工作精度的要求。另外，高速机床主轴单元的动态特性也在很大程度上决定或者制约了机床的价格质量和切削能力。当切削过程出现较大的在振动时，会使刀具出现剧烈的磨损或破损，也会增加主轴轴承所承受的动载荷，降低轴承的精度和寿命，影响加工精度和表面质量。因此，主轴单元应具有较高的抗振性。
相比一般的传统主轴，电主轴将电机内置，传动上摒弃了皮带和齿轮，在高速运转情况下，很好的解决了振动和噪声问题，提高了机床的加工精度和加工表面粗糙度，可以最快地实现较高的速度变化，即主轴回转时要具有极大的角加速度，这极大的提高了生产效率。
用在高精度机床上的电主轴，不但要求主轴转速高，而且要求其旋转精度也高、并且振动小。因此，在电主轴的设计阶段，必须对它进行动力学特性分析，以确定其各阶临界转速和各阶振型。对于高速轴系，其转子动力学性能的分析和设计是直接决定主轴性能设计的一项重要内容。主轴的转子动力学性能如何，对整台机床能否实现高速加工以及加工精度、主轴轴承的寿命和其它关键部件的正常工作等方面都有着至关重要的影响。另外，陶瓷角接触球轴承具有制造精度高、极限转速高、承载能力强，能同时承受径向和轴向载荷等特点而被广泛地应用于高速机床主轴的支承中。轴承内部各元件的运动及所受载荷比较复杂，特别是高速球轴承中，离心力和陀螺力矩作用的结果使轴承的运转状态发生变化，影响到轴承的变形与载荷关系特性，从而影响到球轴承支撑的转子系统的动力学性能。
高速主轴电机的转速选择：
高速主轴电机，不管轻金属加工还是重金属加工，其的选择都根据加工材料的本质来选择转速。加工密度高的材料之所以要选择24000~60000转，是因为材料密度高，硬度强，低转速加工会造成出行毛边，表面不光滑等现象。加工低密度的材料之所以选择3000~24000转的，是因为高转速对低密度材料来说有造成拉裂的危险等因素。
高速主轴的变速方式：
1、无级变速
数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。
交流主轴电动机及交流变频驱动装置（笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统），由于没有电刷，不产生火花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。
主轴传递的功率或转矩与转速之间的关系。当机床处在连续运转状态下，主轴的转速在437~3500r/min范围内，主轴传递电动机的全部功率11kW，为主轴的恒功率区域Ⅱ（实线）。在这个区域内，主轴的最大输出扭矩（245N.m）随着主轴转速的增高而变小。主轴转速在35~437r/min范围内，主轴的输出转矩不变，称为主轴的恒转矩区域Ⅰ（实线）。在这个区域内，主轴所能传递的功率随着主轴转速的降低而减小。图中虚线所示为电动机超载（允许超载30min）时，恒功率区域和恒转矩区域。电动机的超载功率为15kW，超载的最大输出转矩为334N.m。
2、分段无级变速
数控机床在实际生产中，并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动，在低速段为恒转矩传动。为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。
高速主轴的润滑方式：
高速主轴的主轴轴承常见的润滑方式有脂润滑、油雾润滑、油气润滑、喷射润滑及环下润滑等。
脂润滑不需任何设备，是低速主轴普遍采用的润滑方式。dn值在1.0×106以上的主轴，多采用油润滑的方式。
油雾润滑是将润滑油(如透平油)经压力空气雾化后对轴承进行润滑的。这种方式实现容易，设备简单，油雾既有润滑功能，又能起到冷却轴承的作用，但油雾不易回收，对环境污染严重，故逐渐被新型的油气润滑方式所取代。
油气润滑是将少量的润滑油不经雾化而直接由压缩空气定时、定量地沿着专用的油气管道壁均匀地被带到轴承的润滑区。润滑油起润滑的作用，而压缩空气起推动润滑油运动及冷却轴承的作用。油气始终处于分离状态，这有利于润滑油的回收，而对环境却没有污染。实施油气润滑时，一般要求每个轴承都有单独的油气喷嘴，对轴承喷射处的位置有严格的要求，否则不易保证润滑效果，油气润滑的效果还受压缩空气流量和油气压力的影响。一般地讲，增大空气流量可以提高冷却效果，而提高油气压力，不仅可以提高冷却效果，而且还有助于润滑油到达润滑区，因此，提高油气压力有助于提高轴承的转速。
实验表明，加大压力比采用常规压力进行油气润滑可使轴承的转速提高20%。喷射润滑是直接用高压润滑油对轴承进行润滑和冷却的，功率消耗较大，成本高，常用在dn值为2.5×106以上的超高速主轴上。
环下润滑是一种改进的润滑方式，分为环下油润滑和环下油气润滑。实施环下油或者油气润滑时，润滑油或油气从轴承的内圈喷入润滑区，在离心力的作用下润滑油更易于到达轴承润滑区，因而比普通的喷射润滑和油气润滑效果好，可进一步提高轴承的转速，如普通油气润滑，角接触陶瓷球轴承的dn值为2.0×106左右，采用加大油气压力的方法可将dn值提高到2.2×106，而采用环下油气润滑则可达到2.5×106。

❷ 数控机床中“主轴类型”做何解释

主轴类型分为2中，随系统配给的、采用串行控制的主轴——电机单元，称为串行主轴；另一种就是单配的、非系统厂家生产的，只能采用模拟方式控制的变频器——变频电机，称为模拟主轴。一般认为，采用变频主轴是为了减低机床成本。

❸ 普通机床机和数控机床主轴传动系统有什么不同

异同点：
主轴的传动系统：
1、数控机床的主轴传动系统是无级调速。
2、普通专机床则是用变属速齿轮来改变速度。
进给系统的传动系统：
1、普通机床采用的是手摇进给的方式。
2、数控机床的进给方式是采用伺服电动机
换刀方式：
1、普通机床是手动换刀。
2、数控机床是自动换刀。

❹ 变频器的主轴是什么

主轴是车床构成中一个重要的部分，可以提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量的作用，变频器主要应用于主轴调速系统。现在来说变频器的性价比很高，所以变频器在车床上的使用非常普遍。

❺ 目前 常用数控机床的主轴、进给系统、冷却系统分别用什么电机的啊不懂的请不要随便回答 谢谢！

主轴的话有两种，一种是有主轴伺服驱动器加上主轴伺服电机组成的，这种组合价格比较贵，主要特点就是主轴输出的是恒力矩的，一般比较好的数控机床都采用这种结构，另一种是由变频器加上普通交流电机组成的，特点是价格便宜，但是输出的力矩和转速成反比，一般国产的数控机床和价格比较便宜的数控机床采用这种结构。
进给系统，有采用的伺服驱动器加上伺服电机组成的。
也有步进驱动器加步进电机的（开环）
国产的要比进口的便宜很多。

冷却系统，基本上全部是普通交流水泵。

❻ 数控机床的主轴变速方式有哪几种

有两种，无级变速和分段无级变速。

1、无级变速

数控机床一般采用直流或交流主轴伺服电动机实现主轴无级变速。

交流主轴电动机及交流变频驱动装置（笼型感应交流电动机配置矢量变换变频调速系统），由于没有电刷，不产生火花，所以使用寿命长，且性能已达到直流驱动系统的水平，甚至在噪声方面还有所降低。因此，目前应用较为广泛。

2、分段无级变速

数控机床在实际生产中，并不需要在整个变速范围内均为恒功率。一般要求在中、高速段为恒功率传动，在低速段为恒转矩传动。

为了确保数控机床主轴低速时有较大的转矩和主轴的变速范围尽可能大，有的数控机床在交流或直流电动机无级变速的基础上配以齿轮变速，使之成为分段无级变速。

(6)机床的变频主轴是什么系统扩展阅读：

机床主轴保养：

降低轴承的工作温度，经常采用的办法是润滑油。润滑方式有，油气润滑方式、油液循环润滑两种。在使用这两种方式时要注意以下几点：

1、在采用油液循环润滑时，要保证主轴恒温油箱的油量足够充分。

2、油气润滑方式刚好和油液循环润滑相反，它只要填充轴承空间容量的百分之十即可。

循环式润滑的优点是，在满足润滑的情况下，能够减少摩擦发热，而且能够把主轴组件的一部分热量给以吸收。

对于主轴的润滑同样有两种放式：油雾润滑方式和喷注润滑方式。

❼ 数控机床主轴驱动系统都有哪些分类特点

数控机床的主轴驱动系统也就是主传动系统，它的性能直接决定了加工工件的表面质量，它结构复杂，机、电、气联动，故障率较高，它的可靠性将直接影响数控机床的安全和生产率。因此，在数控机床的维修和维护中，主轴驱动系统显得很重要。数控机床主轴驱动系统是数控机床的大功率执行机构，其功能是接受数控系统(CNC)的S码速度指令及M码辅助功能指令，驱动主轴进行切削加工。它包括主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。通常主轴驱动被加工工件旋转的是车削加工，所对应的机床是车床类；主轴驱动切削刀具旋转的是铣削加工，所对应的机床是铣床类。
数控机床主轴系统分类及特点：
全功能数控机床的主传动系统大多采用无级变速。目前，无级变速系统根据控制方式的不同主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机，通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。另外根据主轴速度控制信号的不同可分为模拟量控制的主轴驱动装置和串行数字控制的主轴驱动装置两类。模拟量控制的的主轴驱动装置采用变频器实现主轴电动机控制，有通用变频器控制通用电机和专用变频器控制专用电机两种形式。目前大部分的经济型机床均采用数控系统模拟量输出+变频器+感应（异步）电机的形式，性价比很高，这时也可以将模拟主轴称为变频主轴。串行主轴驱动装置一般由各数控公司自行研制并生产，如西门子公司的611系列，日本发那克公司的α系列等。
1、普通笼型异步电动机配齿轮变速箱
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。如果加工产品比较单一，对主轴转速没有太高的要求，配置在数控机床上也能起到很好的效果；它的缺点是噪音比较大，由于电机工作在工频下，主轴转速范围不大，不适合有色金属和需要频繁变换主轴速度的加工场合。
2、普通笼型异步电动机配简易型变频器
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，特别是车床很容易出现堵转的情况，一般会采用两挡齿轮或皮带变速，但主轴仍然只能工作在中高速范围，另外因为受到普通电动机最高转速的限制，主轴的转速范围受到较大的限制。
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，例如数控钻铣床。国内生产的简易型变频器较多。
3、通笼型异步电动机配通用变频器
目前进口的通用变频器，除了具有U/f曲线调节，一般还具有无反馈矢量控制功能，会对电动机的低速特性有所改善，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。
4、专用变频电动机配通用变频器
一般采用有反馈矢量控制，低速甚至零速时都可以有较大的力矩输出，有些还具有定向甚至分度进给的功能，是非常有竞争力的产品。以先马YPNC系列变频电动机为例，电压：三相200V、220V、380V、400V可选；输出功率：1.5-18.5KW；变频范围2-200Hz；（最高转速r/min）；30min150%过载能力；支持V/f控制、V/f+PG（编码器）控制、无PG矢量控制、有PG矢量控制。
中档数控机床主要采用这种方案，主轴传动两挡变速甚至仅一挡即可实现转速在100—200r/min左右时车、铣的重力切削。一些有定向功能的还可以应用与要求精镗加工的数控镗铣床，若应用在加工中心上，还不很理想，必须采用其他辅助机构完成定向换刀的功能，而且也不能达到刚性攻丝的要求。
安装电主轴的机床主要用于精加工和高速加工，例如高速精密加工中心。另外，在雕刻机和有色金属以及非金属材料加工机床上应用较多，这些机床由于只对主轴高转速有要求，因此，往往不用主轴驱动器。
就电气控制而言，机床主轴的控制是有别于机床伺服轴的。一般情况下，机床主轴的控制系统为速度控制系统，而机床伺服轴的控制系统为位置控制系统。换句话说，主轴编码器一般情况下不是用于位置反馈的（也不是用于速度反馈的），而仅作为速度测量元件使用，从主轴编码器上所获取的数据，一般有两个用途，其一是用于主轴转速显示；其二是用于主轴与伺服轴配合运行的场合（如螺纹切削加工，恒线速加工，G95转进给等）。

❽ 主轴变频和主轴伺服的区别，机床装备哪一种更好为什么，请知道的能人详细点！

主轴变频，一般不带定位功能，主轴伺服，可以带定位功能（伺服有位置环而变频器没有），当然是伺服好了，精度高，力矩大，响应快，还可以定位
再看看别人怎么说的。

❾ 请问数控机床的主轴现在大多是用变频器调速吗

是的

举个例子：三晶S350变频器在数控机床主轴控制方案

一、数控车床系统加工作业基本要求

1、高切削精度2、稳定度高，加工复杂、不规则形状零件时要求合格率高

3、高柔性，要求控制系统反应速度快4、高生产率

二、S350变频控制系统配置及原理图

1、控制系统配置

①S350变频器②主轴电机③传动部分

④数控操作系统⑤编码器⑥驱动器（PG卡）

（备注：本系统根据切削零件具体工况要求可加装编码器、PG卡进行闭环矢量控制。）

三、S350变频控制系统优势

1、完全满足数控车床高生产率、高削切精度、高稳定性、高柔性要求。

2、S350采用矢量控制模式，动态响应效果非常好，使电机主轴能高速稳定运行。

3、满足复杂、不规则形状零件的高深度和高强度削切要求，在0.5HZ~1HZ低频状况下，可以稳定保持150%的转矩输出。

4、加减速时间0.1秒，实现无衔接式正反转运行。

5、抗干扰性强，通过严格CNC综合测试，不会对系统造成任何干扰。

6、稳速精度高，低速时速度变化率小，运行平滑。

四、该数控车床系统特性及接线原理图

1、该数控机床系统通过两路信号控制机床主轴转动：一路是模拟电压信号0~10V输入，另一路是模拟电流信号4~20mA输入。

2、该系统要求机床主轴能够快速正反转切换运行。

3、基本接线原理图：

五、S350变频控制主要操作步骤及参数设置表

1、电机与负载脱离，启动变频器，进行电机参数自学习（需正确输入电机铭牌参数)。

2、选择无感矢量控制模式（SVC），然后正确输入系统所需各项参数。

3、具体参数设置如下表：

功能码功能说明设定值功能备注

F0.00控制模式选择0选择无速度传感器的矢量控制（开环SVC矢量控制）

F0.01启停信号选择1外部启停

F0.03主频率源X选择2(VI)（用户可自己选择）模拟电压信号

F0.10最大输出频率100HZ由用户要求设定

F0.12运行频率上限100HZ

F0.18加速时间10.5S

F019减速时间10.5S

F1.06停机直流制动频率0.5HZ需外加制动电阻

F1.07停机直流制动等待时间0

F1.08停机直流制动电流100需外加制动电阻

F1.09停机直流制动时间1S

F2.01电机额定功率3KW

电机铭牌参数

F2.02电机额定频率50HZ

F2.03电机额定转速1460

F2.04电机额定电压380V

F2.05电机额定电流6.5A

F2.11电机参数识别1选择电机完整调谐(需脱离负载)

F3.06VC转差补偿系数由用户要求设定

F3.07转矩上限设定

F5.13VI下限值0.00V用户可根据实际要求更改

F5.14VI下限对应设定0.0%

F5.15VI上限值5

F5.16VI上限对应设定94.5

F5.17VI输入滤波时间0.10

F5.18CI下限值4

F5.19CI下限对应设定0.0%

F5.20CI上限值20.0

F5.21CI上限对应设定100

F5.22CI输入滤波时间0.10

六、综合

数控车床变频控制系统只是S350众多应用案例其中之一。S350变频器“芯”能强劲，表现自然非凡！作为国内高端变频领先者，其卓越的品质与性能完全可满足实际应用需求。

附：S350变频器和某知名品牌变频器在数控车床应用上的性能对比

1、数控机床配置

电机额定功率电机额定电压电机额定电流电机额定转速模拟信号

4KW380V8.8A14800~5V

2、性能参数对比

品牌变频器额定功率电机运行频率加速时间减速时间直流制动制动频率制动电流制动时间停机电流制动效率

S3504KW90HZ2S2S开1.5HZ60%2S8.9A准时制动

某品牌3.7KW90HZ2S2S开1.5HZ60%2S13.6A准时制动

3、停机电流与低频力矩对比

对比项目

品牌停机电流（加减速时间设置）低频力矩

1秒0.3秒0.1秒

S3509.5A10.6A(准时制动，平滑起停)11.6A(母线电压平稳，准时制动)0.5HZ时，150%额定转矩

某品牌14.6A显示模块故障显示模块故障0.5HZ时，150%额定转矩

❿ 数控机床的主轴系统的分类

直流是分正负极的不能混接；而交流是可以混接的。注：主轴不分系统，一般是通过变频器和司服电机无级变速或者是有几个手动变速档位；用M40,41,42,43指令变换。