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    曲轴是发动机中承受冲击载荷，传递动力的重要零件。由于曲轴工作条件恶劣因此对曲轴材质以及加工技术、精度、表面粗糙度和动平衡要求十分严格。

目前国内曲轴精加工多采用进口液位变送器的随动数控机床，精度虽然很高，但价格十分昂贵，一般客户难以接受。济南机床四厂开发出一款曲轴数控磨床，采用丹佛斯虚拟主轴技术来实现两个夹件手的位置同步，从而保证曲轴加工的精度。

曲轴精加工工艺简介：

曲轴精加工主要是对成型曲轴进行打磨处理，使表面粗糙度和曲颈的同轴度达到一定的技术要求。表面的粗糙度较易实现，中型曲轴的同轴度一般为0.03-0.08mm，要实现此精度比较困难。在此数控系统中，采用双电机同时夹件，一电机负责打磨。原理如图所示：

图一：机械原理图

从图中我们可以看出，两电机夹着一工件旋转，数控系统控制磨盘左右缩进来对曲颈进行打磨。为了保持同轴度，曲颈必须同轴旋转，那就要求曲轴主轴的运动轨迹是一标准圆圈。此系统的控制难点在于两减速机轴必须完全位置同步，否则无法保持曲颈的同轴度。

虚拟主轴方案：

根据工艺要求和设备的具体情况，我们提出了采用电容式液位计丹佛斯同步卡的虚拟主轴控制方案。

                      图二：电气方案设计图

该方案使用配带同步卡的丹佛斯变频器两台，第一台变频器采用虚拟主轴功能，第二台变频器使用位置同步功能，同时两台变频器各自进行速度闭环。

如图所示：每台电机后都装有24V增量编码器，其信号送到各自的变频器端子32,33内来作为速度闭环的反馈信号。减速机后装有5V增量差分编码器，其信号送到各自变频器的MCO305从编码器口内，作为位置闭环的反馈信号。第一台物位开关变频器MCO305主编码器口发出的虚拟主轴信号连到第二台MCO305的主编码器口上，这样当系统发出虚拟主轴信号时，两台变频器会驱动电机通过编码器的反馈信号来实时的跟随虚拟主轴信号。

   此方案在减速机主轴后装有10000线高精度编码器，来保证两减速机在运行时位置同步的精度。同时电机后带有2000线编码器，来保证两电机的速度响应。

结束语：

丹佛斯虚拟主轴曲轴加工方案采用是普通的变频电机完成了高端伺服所完成的任务，系统把曲轴的同轴度控制在0.05-0.06mm之间,大大满足了工艺要求，节省了大量成本，是国内首台采用双电机夹件工艺磨制曲轴的数控机床。