基于西门子828D数控系统的主轴箱电气控制系统设计

摘 要：主轴箱的主轴控制系统包括机械控制系统、液压控制系统以及电气控制系统，其中主轴的启动、点动、停止、正转、反转、升速、降速等功能控制主要是通过电气控制系统实现的。现以西门子828D数控系统为基础，根据机床主轴性能的需要，对电气控制系统进行了设计分析。

关键词：数控系统;电气设计;主轴箱

0    引言

近几年来，随着科学技术的发展，市场需求的不断升级，改革开放的不断深入，数控机床作为工业的基础产品之一，已成为实现装备制造业现代化的关键设备。

在数控机床各个机械组成中，主轴顾名思义就是各类轴中的核心，其控制也是重中之重。主轴驱动系统控制机床主轴的旋转运动，通常是主轴上安装的刀具的切削力和保持运动状态的动力来源。根据当前需求侧的成本和工艺需求，主轴驱动设计主要选用交流异步电机的电主轴。因此，为了获得良好的主轴特性，设计中常采用具有更高速度控制精度的交流异步直驱电机。

1    主轴驱动电气控制系统设计

主轴作为设备上刀具切削力的主要来源，结合进给轴的运动，直接决定了工件完成后的表面质量和轮廓精度，同时也决定了机床的加工效率。

目前数控机床市场上选用的主轴绝大多数都是性能优异的电主轴，其具备以下优点：

（1）加工转速范围宽，且可无级调速。

为保证工艺参数在最优范围内，以获得最佳的生产效率、加工精度和表面质量，对于加工流程，特别是有多种刀具、工序和涉及多种材料的加工流程，需要主轴转速控制更加灵活自由，同时要求主轴箱有更小的体积，以实现机床的模块化和系列化生产，从经济上来说，就是降低库存，节约成本。……