JB/T 10269-2001 数控机床直流主轴驱动单元通用技术条件

ICS25.040.20

J50

JB/T10269－2001

数控机床直流主轴驱动单元

通用技术条件

GeneralspecificationforD.C.spindledriveunit

2001-06-04发布2001-10-01实施

中国机械工业联合会发布

JB/T10269－2001

目次

前言

1范围····················································································································································································································1

2引用标准·········································································································································································································1

3定义····················································································································································································································2

4技术要求·········································································································································································································3

5试验方法·········································································································································································································7

6检验规则·······································································································································································································12

7标志、包装、运输和贮存···································································································································································14

8质量保证要求·····························································································································································································15

附录A（标准的附录）电磁兼容性试验方法···························································································································16

附录B（标准的附录）可靠性试验方法······································································································································18

I

JB/T10269－2001

前言

数控机床直流主轴驱动单元已被广泛应用于数控机床主轴控制等领域。在分类上，按其控制的特征，

可分为模拟量控制和数模混合控制；按其闭环特点，有只带速度闭环的，也有速度闭环和位置闭环都具

备的。它们品种繁多，但却没有相应的国际标准及国外先进国家标准。

本标准编写目的旨在使国内产品向国际水平靠拢，并能指导行业生产。

本标准根据JB/T8832—1999《机床数字控制系统通用技术条件》要求，参考国际著名大公司的

产品样本并结合我国企业生产情况编制的。

本标准的附录A、附录B都是标准的附录。

本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会提出并归口。

本标准起草单位：北京机床研究所。

本标准主要起草人：厉承兆。

本标准于2001年6月首次发布。

本标准委托北京机床研究所负责解释。

III

中华人民共和国机械行业标准

数控机床直流主轴驱动单元JB/T10269－2001

通用技术条件

GeneralspecificationforD.C.spindledriveunit

1范围

本标准规定了数控机床用直流主轴驱动单元的技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装、运输

和贮存。

本标准适用于对各类数控机床用直流主轴电动机进行闭环控制的各种直流主轴驱动单元及半导体

变频调速装置。其他用途的直流主轴驱动单元亦可参照执行。

2引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所示版本均

为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。

GB191—2000包装储运图示标志（eqvISO780∶1997）

GB/T2423.3—1993电工电子产品基本环境试验规程试验Ca：恒定湿热试验方法

（eqvIEC60068–2–3∶1984）

GB/T2423.5—1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ea和导则：冲击

（idtIEC60068–2–27∶1987）

GB/T2423.10—1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动

（正弦）（idtIEC60068–2–6∶1982）

GB4208—1993外壳防护等级（IP代码）（eqvIEC529∶1989）

GB/T4588.2—1996有金属化孔单双面印制板分规范（idtIEC/PQC90∶1990）

GB/T4588.4—1996多层印制板分规范（idtIEC/PQC91∶1990）

GB4824—1996工业、科学和医疗（ISM）射频设备电磁骚扰特性的测量方法和限值

GB/T5080.7—1986设备可靠性试验恒定失效率假设下的失效率与平均无故障时间的验证试

验方案（idtIEC605–7∶1978）

GB/T5226.1—1996工业机械电气设备第一部分：通用技术条件（eqvIEC204–1∶1992）

GB15760—1995金属切削机床安全防护通用技术条件

GB17625.1—1998低压电气及电子设备发出的谐波电流限值（设备每相输入电流≤16A）

（eqvIEC61000–3–2∶1995）

GB/T17626.2—1998电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验

（idtIEC61000–4–2∶1995）

GB/T17626.4—1998电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验

中国机械工业联合会2001-06-04批准2001-10-01实施

1

JB/T10269－2001

（idtIEC61000–4–4∶1995）

GB/T17626.5—1999电磁兼容试验和测量技术浪涌（冲击）抗扰度试验

（idtIEC61000–4–5∶1995）

GB/T17626.11—1999电磁兼容试验和测量技术电压暂降、短时中断和电压变化抗扰度试验

（idtIEC61000–4–11∶1994）

IEC61491∶1995工业机械电气设备控制与驱动装置间实时串行通信数据链路

3定义

本标准采用下列定义。

3.1直流主轴驱动单元

当数控机床以直流主轴电动机作为主传动部件时，所对应的直流主轴电动机的控制装置即为直流

主轴驱动单元，以下简称为驱动单元。

3.2直流主轴驱动装置

由直流主轴驱动单元和直流主轴电动机连接在一起构成直流主轴驱动装置，以下简称为驱动装置。

3.3制动功能和起、制动时间

3.3.1制动功能

电动机的制动功能是将电动机转轴上的机械能迅速释放，以使电动机迅速降速或停止。电动机

的制动方法常用的有回馈制动、能耗制动等多种方式。

3.3.2起动时间

起动时间是指驱动装置在空载条件下，从驱动装置得到最高速度指令信号开始到主轴电动机达

到95%最高转速时的时间。

3.3.3制动时间

制动时间是指驱动装置在空载、最高转速运行条件下，从驱动装置得到制动指令信号开始到主

轴电动机达到零转速时的时间。

3.4定位功能

为了更换和测量刀具等需要，必须使主轴能精确地停止，并保持在预先规定的位置上。

3.5伺服轴功能

使主轴电动机处于位置伺服环工作状态的功能。

3.6额定电流

驱动单元在规定条件下能连续输出的最大电流。

3.7额定电压

驱动单元在额定电流下所能输出的最大电压。

3.8转速变化率（静差率）

驱动装置在某一给定转速下，负载由空载增加到电动机连续工作区中规定的该转速下最大负载

时，其转速变化的相对值称为该转速下的转速变化率（静差率）S。用百分数表示时：

n−n

S(%)=01×100%……（1）

n0

式中：n0——空载下的转速；

2

JB/T10269－2001

n1——负载下的转速。

3.9调速范围（调速比）

调速范围D是指驱动装置在调速系统中，在电动机转轴上施加最高转速时允许的最大负载，且

转速变化率S不大于规定值时，能达到的最高转速nmax和最低转速nmin之比。调速范围用式（2）

计算：

n

D=max……………（2）

nmin

3.10恒功率范围（恒功率调速比）

恒功率范围是指驱动装置保持在额定功率输出的状态下，所允许的速度变化范围的最大值与最

小值之比。

3.11额定输出容量

驱动单元在额定电压下能连续输出的最大功率。

3.12效率

驱动单元在额定工作条件下，输出功率与输入功率之比。即：

P

η=2………………（3）

P1

式中：η——效率；

P1——驱动单元输入功率；

P2——驱动单元输出功率。

4技术要求

4.1环境适应性

本标准所规定的驱动单元能在下列条件下正常工作。

4.1.1气候环境适应性

驱动单元的工作气候环境条件及贮存、运输气候环境条件见表1。

表1

项目工作气候条件贮存、运输气候条件

环境温度0~40℃–40~+55℃

相对湿度30%~95%（不凝露）≤95%（40℃）

大气压强86~106kPa86~106kPa

4.1.2海拔

当海拔高度不超过1000m时，驱动单元应能保证各项技术指标。当海拔高度超过1000m时，需考

虑空气冷却效果的减弱，此时需按制造厂与用户之间的协议进行设计和使用。

4.1.3振动、冲击

驱动单元应能承受5.22、5.23规定的振动、冲击试验，试验后驱动单元不应有机械上的损坏、变形

和紧固部位（紧固部位用漆点封）的松动现象，通电后电气性能不受到影响，应能正常工作。

注：由于安装地基的振动频率与驱动单元的共振频率相同而产生明显共振时，应对驱动单元采取减振措施。

3

JB/T10269－2001

4.1.4交流输入电源

驱动单元在下列交流输入电源情况下应能正常工作。

4.1.4.1输入电源电压值为0.85~1.1倍额定输入电压。

4.1.4.2频率波动不超过±1Hz。

4.2电气机械结构

4.2.1结构设计

驱动单元结构的安全性应符合GB15760—1995中7.1和7.2的要求，应保证安装、调试、使用和

维修时的安全可靠与维护方便。结构牢固，应能承受在规定条件下的振动试验。

4.2.2外观

表面平整，无凸凹、划伤、裂缝和变形等现象，涂、镀层不应有气泡、流痕和锈蚀。

4.2.3防护等级

安装在电气柜中的驱动单元的防护等级应不低于IP2X。独立安装的驱动单元的外壳应有足够的能

力防止外界固体物和液体的侵入，防护等级应不低于IP54。防护等级应在专用技术条件中作出规定。

4.3部件及辅件的基本要求

4.3.1元件、器件、辅助件及部件

元件、器件、辅助件及部件等应符合相应标准的规定和安装规程。

4.3.2印刷电路板

印刷电路板应符合GB/T4588.2—1996中第5章和GB/T4588.4—1996中第5章的规定。

4.3.3指示灯和按钮的颜色

指示灯和按钮的颜色应符合GB/T5226.1—1996中第10章的规定。

4.3.4导线及母线的颜色

导线及母线的颜色应符合GB/T5226.1—1996中第15章的规定。

4.3.5压接、焊接和绕接接线

压接、焊接和绕接接线应保证有长久良好的导电性，连接线的线径和配线要符合GB/T5226.1—1996

中第14章和第15章的规定。

4.4电气性能要求

4.4.1绝缘电阻

驱动单元中除不允许做高压试验的电路外，在试验点（包括电源电路）与保护接地端之间施加500V

d.c.时测得的绝缘电阻应不小于20MΩ，经受恒定湿热试验后的绝缘电阻应不小于1MΩ。

驱动单元采用变压器供电（变压器为驱动单元一部分，但并不与驱动单元做成一体）时，变压器部

分应按有关规定测量其绝缘电阻。

4.4.2耐电压

驱动单元中动力电路与保护接地之间，至少应能承受1min的耐电压试验，施加的试验电压（有效

值）应为2倍的驱动单元额定电源电压或1000V（取其较大值）。试验中应无绝缘击穿或飞弧，漏电流

有效值应不大于5mA。试验后立即测量绝缘电阻应符合4.4.1要求。出厂检验时，1min的耐电压试验

可用5s试验代替，试验电压不变。

不宜经受高压试验的元件可在试验时断开。

4

JB/T10269－2001

驱动单元采用变压器供电（变压器为驱动单元一部分，但并不与驱动单元做成一体）时，变压器部

分应按有关规定进行耐电压试验。

4.4.3额定电压

驱动单元额定电压应在专用技术条件中作出规定。

4.4.4额定电流

驱动单元额定电流应在专用技术条件中作出规定。

4.4.5额定容量

驱动单元额定容量应在专用技术条件中作出规定，优先在下列数据中选取：

2.24，3.15，4，6.3，9，14，18，35.5，40，50，63，80，90,112，140，160，200，250，28