变频主轴部分

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CA6140车床数控改造电路图-变频主轴(GSK980TB3)

A B C D EABCDE标签完整的名称F24_002 - GB - A4结构描述结构标识符总览=DOC（文档图纸）高层代号=SCH（原理图）高层代号=REP1（接线图表）高层代号=REP2（材料表）高层代号+A电柜位置代号+B操作站位置代号+C1床身位置代号+C2拖板位置代号+E床头位置代号+F刀架位置代号+R液压站位置代号+L冷却箱位置代号+I排屑器位置代号+M尾座位置代号ABCDEABCDE开关电源电子手轮变频器主轴电机主轴编码器X 伺服电机X 驱动器Z 驱动器Z 伺服电机电动刀架AC/DC配电盘润滑油泵冷却泵机床照明GSK980TB3数控系统-XS2电源接口-XS30X 驱动接口-XS31Z 驱动接口-XS32主轴编码器-XS38手轮-XS34主轴接口-XS39输出1-XS40输入1-XS41输入2-XS42输出2A B C D EABCDE 端子图表F13_003 - GB-A4端子排功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X1L1L11电源L1-QF0:1+/1.1:C L2L22=L2-QF0:3+/1.1:C L3L33=L3-QF0:5+/1.1:C PE PE PE=A B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X2-FN1:121电柜风机2-QF7:2+/3.4:A2-X2:3+/3.5:C-FN1:202电柜风机-GD2:N+/3.3:C+B-A1-GD1:N+/4.3:C0-X2:4+/3.6:C-FN1:PE PE PE电柜风机-FN2:123=2-X2:1+/3.4:C-FN2:204=0-X2:2+/3.4:C-FN2:PE PE PE=+E-M2:U1U25主电机冷却风机U2-QM1:2+/9.2:B+E-M2:V1V26=V2-QM1:4+/9.2:BW2-QM1:6+/9.2:B+E-M2:W1W27=+E-M2:PE PE PE=U5-KM1:2+/14.1:C+F-M5:U1U58刀架电机U5-FV2+/14.1:CV5-KM1:4+/14.1:C+F-M5:V1V59刀架电机V5-FV2+/14.1:C+F-M5:W1W510刀架电机W5-KM1:6+/14.2:CW5-FV2+/14.1:CA B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X2+F-M5:PE PE PE刀架电机+L-M6:U1U611冷却泵电机U6-KM3:2+/16.2:B+L-M6:V1V612=V6-KM3:4+/16.2:B+L-M6:W1W613=W6-KM3:6+/16.2:B+L-M6:PE PE PE=+R-M7:114导轨润滑电机+R-M7:215=22-U3-X2:5C+/17.3:C+R-M7:PE PE=A B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X31系统上电L+-GD2:+24V+/3.3:C+B-SB1:21L+2=3+B-SB1:22+/4.1:A+B-SB2:1333=4+B-SB2:14+/4.1:C-KA0:14(+)44X 限位+24V-XS40A-X:11+/6.4:C+B-SB3:21+24V+24V-X3:4+/8.2:A+24V-X3:4+/7.2:A+B-SB5:13+24V4循环启动-X3:10+/8.3:A+24V+C2-SQ1-1:1175X 限位7+B-SB3:22+/7.2:B+B-SB4:137+C2-SQ1-3:32+/7.2:D6X 限位+C1-SQ2-3:3210*ESP+B-SB4:14+/7.5:C-XS40A-X:10*ESP7急停*ESP+C1-SQ2-1:11+/7.3:C8循环启动+B-SB5:14ST ST-XS40A-X:8+/8.2:D*SP-XS40A-X:7+/8.3:D9进给保持+B-SB6:22*SP+24V-X3:4+/8.2:A+C2-SQ1-2:21+24V10X 零点+24V-X3:12+/8.4:A*DECX-XS40A-X:1+/8.3:D+C2-SQ1-2:22*DECX11X 零点12Z 零点+C1-SQ2-2:21+24V+24V-X3:10+/8.3:A+C1-SQ2-2:22*DECZ13=*DECZ-XS40A-X:9+/8.4:DA B C D EABCDE功能文本线号线号目标代号目标代号短连接短连接内部目标外部目标放置=SCH（原理图）+A-X3+F-U5:+24V+24V14刀架电源+24V-XS40A-X:23+/15.2:D+F-U5:0V0V15=0V-XS40A-X:24+/15.2:D+F-U5:1T01161号刀T01-XS40A-X:6+/15.3:D+F-U5:2T02172号刀T02-XS40A-X:5+/15.4:D+F-U5:3T03183号刀T03-XS40A-X:4+/15.5:D+F-U5:4T04194号刀T04-XS40A-X:3+/15.5:D+C2-EL24V20机床照明24V-QF5:2+/2.5:D+C2-EL:x2021=0-TC2+/2.3:C-GD2:N+/3.3:CA B C D EABCDE符号地址设备标识符 PLC地址项目名称功能文本放置端子车床数控改造电路图-变频主轴（GSK980TB3）=SCH（原理图）+B-A1+/10.1:A主轴故障7+/10.2:A模拟电压10+/10.3:A0V11+/6.1:A13+/6.2:A18+/6.2:A19+/6.2:A20+/6.2:A21+/6.3:A22+/6.3:A23+/6.3:A24+/6.3:A25+/6.4:A11+/6.5:A14+/6.5:A15+/6.5:A16+/6.5:A17+/6.6:A18+/15.2:D电源23+/15.2:D0V24+/6.6:A25+/10.2:D电源11A B C D EABCDE符号地址设备标识符 PLC地址项目名称功能文本放置端子车床数控改造电路图-变频主轴（GSK980TB3）=SCH（原理图）+B-A1X1.0+/7.5:E急停10X1.1+/8.4:E Z 零点减速9X1.2+/8.2:E循环起动8X1.3+/8.3:E进给保持7X1.5+/8.3:E X 零点减速1X2.0+/15.3:D 1 号刀6X2.1+/15.4:D 2 号刀5X2.2+/15.5:D 3 号刀4X2.3+/15.5:D 4 号刀3X3.7+/10.1:D速度到达7Y5.0+/10.5:A主轴正转7Y5.1+/10.6:A主轴反转3Y5.3+/16.4:A冷却15Y5.4+/17.4:A润滑6Y6.6+/14.5:A刀架正转12Y6.7+/14.6:A刀架反转13A B C D EABCDE 元件汇总表元件代号型号描述制造商数量广州数控2伺服驱动器，20A模块，适配1～1.3kw伺服电机DA98A-20-A2广州数控2伺服驱动器，30A模块，适配1.5～1.88kw伺服电机DA98A-30-A3阿尔法2变频器，三相380V，7.5kw/11kw，17A/25A;ALPHA6000E-37R5GB/3011PB-A4广州数控1数控车床系统，横式，7寸液晶屏GSK980TB3-A11LED机床工作灯，长臂式，24V AC，12W。

课题：主轴变频器的参数设置调试

课题一：主轴变频器的参数设置与调试一、教学目标1.了解主轴变频器的接口及功能2.熟悉主轴变频器的外部控制信号连接3.掌握变频器的操作及参数设置二、相关知识点和技能点1.数控系统的基本知识2.主轴变频器的接口及功能3.熟悉变频器的与外部设备的电气连接4.熟悉主轴变频器的操作5.掌握主轴变频器的参数设置6.掌握使用通过变频器对主轴调速控制三、教学素材（一）设备在“THWMZT-1A型数控铣床装调维修实训系统”上进行。

（设备图片存放于计算机“d:\教学设计\图片资源”）。

（二）素材1.变频器接口说明1.1主电路1.1.1主电路端子规格，如下图1-1所示：图1-1 变频器端子规格1.1.2主电路端子的排列和电源、电机的接线，如图1-2所示：图1-2 电源、电机的接线1.2控制端子1.2.1输入信号1.2.2输出信号2.变频器控制电路，如图1-3图1-3 变频器控制电路图3.变频器的基本操作3.1操作面板的认知，如图1-4图1-4 变频器操作面板3.2变频器基本操作，如图1-5图1-5 变频器基本操作4.参数设置4.1参数清零（无法显示ALLC时，将P160设为“1”，无法清零时将P79改为1）操作步骤显示结果1按键，选择PU操作模式2按键，进入参数设定模式3拨动设定用旋钮，选择参数号码ALLC4按键，读出当前的设定值5拨动设定用旋钮，把设定值变为16按键，完成设定闪烁4.2改变参数P7操作步骤显示结果1按键，选择PU操作模式2按键，进入参数设定模式3拨动设定用旋钮，选择参数号码P74按键，读出当前的设定值5拨动设定用旋钮，把设定值变为106按键，完成设定闪烁4.3改变参数P160操作步骤显示结果1按键，选择PU操作模式2按键，进入参数设定模式3拨动设定用旋钮，选择参数号码P1604按键，读出当前的设定值5拨动设定用旋钮，把设定值变为16按键，完成设定闪烁4.4查看输出电流操作步骤显示结果1 按键，显示输出频率2 按住键，显示输出电流A灯亮3 放开键，回到输出频率显示模式4.5参数设置功能表序号变频器参数出厂值设定值功能说明1P 1 120 50 上限频率( 50Hz )2P 2 0 0 下限频率(0Hz)3P 7 5 5 加速时间( 5S )4P 8 5 5 减速时间( 5S )5P 9 0 0.35 电子过电流保护(0.35A)5.主轴控制操作5.1主轴电机正反转控制在手动方式下，按一下数控系统的“主轴正转”按键，主轴变频器端子SD与STF通过继电器常开触点接通，主轴变频器RUN指示灯亮，主轴变频器输出电压给主轴电机，主轴电机以机床参数设定的转速正转，直到按下“主轴停止”按键，主轴电机停止转动。

主轴变频超启动功能

0
0 0.00%
0
0 0.00%
-100.0%~100.0%
设定值实际设定值
1
1
60Hz 60Hz 0.06s 0.6s 50Hz
50Hz 50Hz 0.06s 0.2s 50.00Hz
0
1
5.00Hz 0.1s
0.1s
1
0
300ms 200ms
1 1 4 5 16 3
5.00Hz 0.1s
0.1s
1
0
300ms 200ms
1 1 0 2 16 3
0.1~3600.0s
0.1~3600.0s
0：减速停机 1：自由停机 0：不动作 1：自动节能运行
0~2000ms
0~2000ms 0:HDI 为高速脉冲输入 1：HDI 为开关量输入
1：正转运行 4：正转点动 5：反转点动 16：多段速端子 1
3：三线式运行控制
0：两线式控制 1 1：两线式控制 2 2：三线式控制 1 3：三线式控制 2
织机主轴专用驱动器
PI1 PI2 PI3 PI4 +24V HDI +10V AI1 FM1 485+ Ta Tb Tc OUT COM HDO GND AI2 FM2 485-
运行正点反点
0V
+ PB -
RS
T
UV
WE
R S T U1 V2 V1 W2W1U2 E
RED
Q0
指示灯 ORANGE Q1
F1.01
F1.06 F1.07
F1.08
F2.06
F3.05
F3.23 F3.24 F4.00 F4.01 F4.02 F4.03 F4.04 F4.05

西门子802S数控车床的变频主轴设计与调试

西门子802S数控车床变频主轴设计与调试摘要主轴运行的是否平稳直接影响数控车床加工的精度。

通过对西门子802S数控车床主轴的研究、分析，从而掌握数控应用系统设计的一般方法。

主轴控制系统由西门子802S数控系统、变频器和主轴电机组成，通过PLC控制主轴的正反转、CNC控制主轴的转速。

关键词：数控车床；主轴；西门子802SDesigning Spindle Control Systemfor a Siemens 802S CNC LatheAbstractWhether or not the smooth running of the spindle directly affects the accuracy of CNC lathe.T o grasp the general design method of CNC application system, the Spindle control system of Siemens CNC Lathe was researched and analyzed, which had Siemens 802S CNC system, inverter and the spindle motor, where PLC controlling the direction, and CNC controlling the speed.Keywords: CNC Lathe；Spindle；Siemens 802S system目录引言 (2)第一章数控系统的介绍 (3)1.1 数控系统发展简史 (3)1.1.1 数控NC阶段 (3)1.1.2 计算机数控(CNC)阶段 (3)1.2 数控技术未来发展方向 (4)1.2.1 向开放式、基于PC的第六代方向发展 (4)1.2.2 向高速化和高精度化发展 (4)1.2.3 向智能化方向发展 (4)第二章西门子802S数控车床系统 (6)2.1 西门子802S的系统 (6)2.2 人机界面 (7)2.3 步进进给系统 (8)2.4 主轴驱动系统 (8)2.5 刀架控制系统 (9)第三章西门子802S数控车床主轴的设计 (10)3.1 设计方案 (10)3.2 变频器MICROMASTER 420 (11)3.2.1 变频器的选型 (11)3.2.2 变频器的接口 (12)3.2.3 变频器的主要参数设置 (12)3.4 控制电路的设计 (12)3.5 西门子802S的主轴参数调试 (13)第四章 PLC程序设计 (15)4.1 PLC控制流程图 (15)4.2 PLC的I/O分配 (16)4.3 PLC的部分参数设定 (18)致谢............................................................ 错误！未定义书签。

基于变频器的经济型数控车床主轴控制系统设计及参数设置

94科技资讯科技资讯SCIENCE& TECHNOLOGY INFORMATION2010NO.14SCIENCE& TECHNOLOGY INFORMATION工业技术随着现代机械制造业水平的发展,数控机床普及率日益提高。

数控车床是数控机床的主要品种之一,它在数控机床中占有非常重要的位置,一直受到世界各国的普遍重视, 并得到了迅速的发展。

主轴是车床构成中一个重要的部分,其功率消耗约占机床总功率70%~80%,其性能直接影响到机床的加工效率、加工材料范围、加工质量等。

数控系统需要控制主轴的转速、位置,通常系统的标准配置为数字主轴, 具有控制精度高,动态响应好的特点。

但在主轴功率不大,对控制精度和动态响应要求不是很高的情况下,数字主轴就显得成本太高。

这时可以采用数控系统的模拟主轴功能。

模拟主轴就是数控系统输出模拟电压信号,采用普通的交流变频器和交流变频电机来实现主轴控制,由于性价比高,在经济型数控机床中广泛应用。

1变频调速基本原理由异步电机理论可知,主轴电机的转速公式为:n=(60f/p×(1-s其中P为电动机的极对数,s 为转差率, f 为电源的频率,n为电动机的转速从上式可看出,电机转速与频率成正比,改变频率即可以平滑地调节电机转速。

变频器主电路如上图1所示。

主电路的功能是把固定频率为50Hz交流电转换为频率连续可调的三相交流电, 主要包括交-直电路、制动单元电路及直-交电路。

交-直电路中,三相交流电源通过变频器的电源接线端(R、S、T输入到变频器内,利用整流器VS把交流电转换为直流电。

当电容CF 电压达到基准值时, 辅助电源动作,输出直流控制电压。

直流继电器MCC获电, 常开触点闭合,限流电阻RF 被短路,完成交-直电路转换。

直-交电路中,由VS转换的直流电压经过短路保护熔断器F1加到逆变模块VT, 再通过SPWM 正弦波脉宽调制驱动电路控制VT输出频率可调的三相调制波Ua、Ub 、Uc(如图2所示至U 、V、W 端子。

主轴通用变频器常见报警及故障处理

6.4.4 主轴通用变频器常见报警及故障处理1、通用变频器常用报警及保护为了摆正驱动器的安全，可靠的运行，在主轴伺服系统出现故障和异常情况时，设置了较多的保护功能，这些保护功能与主轴驱动器的故障检测与维修密切相关。

当驱动器出现故障时，可以根据保护功能的情况，分析故障原因。

（1）接地保护。

在伺服驱动器的输出线路以及主轴内部等出现对地短路时，可以通过快速熔断器切断电源，对驱动器进行保护。

（2）过载保护。

当驱动器、负载超过额定值时，安装在内部的热开关货主回路的热继电器将动作，对过载进行保护。

（3）速度偏差过大报警。

当主轴的速度由于某种原因，偏离了指定速度且达到一定的误差后，将产生报警，并进行保护。

（4）瞬时过电流报警。

当驱动器中由于内部短路、输出短路等原因产生异常的大电流时，驱动器将发出报警并进行保护。

（5）速度检测回路断线或短路报警。

当测速发电机出现信号断线或短路时，驱动器将产生报警并进行保护。

（6）速度超过报警。

当检测出的主轴转速超过额定值的115%，驱动器将产生报警并进行保护。

（7）励磁监控。

如果主轴励磁电流过低或无励磁电流，为防止飞车，驱动器将产生报警并进行保护。

（8）短路保护。

档主回路发生短路时，驱动器可以通过相应的快速熔断器进行保护。

（9）相序报警。

当三相输入电压源相序不正确或缺相状态时，驱动器将产生报警。

驱动出现保护性的故障时（也称报警），首先通过驱动器自身的指示灯以报警的形式反映出内容，具体说明见表6-14。

2、通用变频器及处理通用变频器常见故障及处理表6-15 通用变频器常见故障及处理关于表6-15的情况说明如下：(1)电源电压过高。

变频器一般允许电源电压向上波动的范围是+10%，超过此范围时，就进行保护。

(2)降速过快。

如果将减速时间设定的太短，在生产制动过程中，制动电阻来不及将能量放掉，只是直流回路赂电压过高，形成高电压。

(3)电源电压低于额定值电压10%。

(4)过电流可分为：①非短路性过电流：可能发生在严重过载或加快过快。

EM303B变频器机床主轴应用调试

4.EM303B机床主轴应用相关参数
表1：机床主轴应用需要设置的相关参数
功能代码
功能代码名称
功能代码参数说明
单位
参数设置
属性
F0-02
驱动控制方式
0：V/F开环控制
1：保留
2：无PG矢量控制0
3：无PG矢量控制1
3
〇
F0-04
启动停车控制选择
0：本机键盘
1：外部端子
2：计算机通讯
1
〇
F0-05
端子启动停车选择
个位：保留
十位：能耗制动选择
0：制动电阻无效
1：制动电阻运行时有效
2：制动电阻上电时有效
百位：保留
千位：过压失速保护方式
0：无效
1：保留
2：有效
0010
〇
5.制动电阻选用表
变频器型号
电机功率
（KW）
电阻阻值
（Ω）
电阻功率
（W）
连接电阻的导线
（mm2）
EM303B-0R7-3B
0.75
360
200
1
EM303B-1R1-3B
1.EM303B变频器机床主轴应用的特点
●SVC控制0.5Hz，150%额定转矩输出，确保机床在低速时有强劲的切削力；
●优异的快速加、减速能力，自动限流，自动稳压，实现机床的高性能、高可靠性；
●调速范围最高可达600.00Hz，完全满足数控车床的高频运行要求；
2.连接线示意图
3.数控机床应用调试步骤
0：RUN运行F/R正/反
1：RUN正转F/R反转
2：RUN常开正转Xi常闭停车F/R常开反转
3：RUN常开运行Xi常闭停车F/R正/反转

课题：主轴变频参数设置调试

课题：主轴变频参数设置调试————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：2课题一：主轴变频器的参数设置与调试一、教学目标1.了解主轴变频器的接口及功能2.熟悉主轴变频器的外部控制信号连接3.掌握变频器的操作及参数设置二、相关知识点和技能点1.数控系统的基本知识2.主轴变频器的接口及功能3.熟悉变频器的与外部设备的电气连接4.熟悉主轴变频器的操作5.掌握主轴变频器的参数设置6.掌握使用通过变频器对主轴调速控制三、教学素材（一）设备在“THWMZT-1A型数控铣床装调维修实训系统”上进行。

（设备图片存放于计算机“d:\教学设计\图片资源”）。

序号设备图片名称序号器件、界面图片名称1 西门子802C数控系统 1 继电器2 三菱变频器 2 空气开关3 三相交流电机（二）素材1.变频器接口说明1.1主电路1.1.1主电路端子规格，如下图1-1所示：图1-1 变频器端子规格1.1.2主电路端子的排列和电源、电机的接线，如图1-2所示：图1-2 电源、电机的接线1.2控制端子1.2.1输入信号1.2.2输出信号2.变频器控制电路，如图1-3图1-3 变频器控制电路图3.变频器的基本操作3.1操作面板的认知，如图1-4图1-4 变频器操作面板3.2变频器基本操作，如图1-5图1-5 变频器基本操作4.参数设置4.1参数清零（无法显示ALLC时，将P160设为“1”，无法清零时将P79改为1）操作步骤显示结果1按键，选择PU操作模式2按键，进入参数设定模式3拨动设定用旋钮，选择参数号码ALLC4按键，读出当前的设定值5拨动设定用旋钮，把设定值变为16按键，完成设定闪烁4.2改变参数P7操作步骤显示结果1按键，选择PU操作模式2按键，进入参数设定模式3拨动设定用旋钮，选择参数号码P74按键，读出当前的设定值5拨动设定用旋钮，把设定值变为106按键，完成设定闪烁4.3改变参数P160操作步骤显示结果1按键，选择PU操作模式2按键，进入参数设定模式3拨动设定用旋钮，选择参数号码P1604按键，读出当前的设定值5拨动设定用旋钮，把设定值变为16按键，完成设定闪烁4.4查看输出电流操作步骤显示结果1 按键，显示输出频率按住键，显示输出电流2灯亮3 放开键，回到输出频率显示模式4.5参数设置功能表序号变频器参数出厂值设定值功能说明1P 1 120 50 上限频率( 50Hz )2P 2 0 0 下限频率(0Hz)3P 7 5 5 加速时间( 5S )4P 8 5 5 减速时间( 5S )5P 9 0 0.35 电子过电流保护(0.35A)6P 160 9999 0 扩张功能显示选择7P 79 0 2 操作模式选择5.主轴控制操作5.1主轴电机正反转控制在手动方式下，按一下数控系统的“主轴正转”按键，主轴变频器端子SD与STF通过继电器常开触点接通，主轴变频器RUN指示灯亮，主轴变频器输出电压给主轴电机，主轴电机以机床参数设定的转速正转，直到按下“主轴停止”按键，主轴电机停止转动。

变频主轴的工作原理

变频主轴的工作原理
变频主轴是由电机、主轴电机控制器和变频器组成的。

它的工作原理如下：
1. 电机：变频主轴通过电机驱动主轴转动。

电机通常使用直流无刷电机，可以提供高速和高转矩的性能。

2. 主轴电机控制器：主轴电机控制器是用来控制主轴电机的工作状态和转速的设备。

它通常接收来自CNC控制系统的信号，并将这些信号转化为电机所需的电流和电压。

3. 变频器：变频器是用来控制主轴电机的转速的设备。

它可以通过改变输入电压的频率来调整电机的转速。

变频器通常会接收来自主轴电机控制器的信号，并根据需要调整输出电压的频率，从而改变主轴的转速。

通过这些设备的协同工作，变频主轴可以实现根据加工要求调整主轴的转速，从而满足不同的加工需求。

FANUC 0iD系统变频主轴设计

毕业设计说明书课题名称：FANUC 0id系统变频主轴设计与调试系别电气电子工程学院专业机电一体化班级机电0834姓名吴广州学号**********指导教师黄文广许孔杨袁鑫宏起讫时间：2010年11月1日～2011年1月14 日（共10 周）FANUC 0id系统变频主轴设计与调试摘要数字控制和模拟量控制是数控系统配置的两种机床主轴控制方式。

由于经济型机床对主轴的功率要求不高，可采用变频器实现模拟量控制。

矢量控制、V/F控制，直接转矩控制是变频器控制数控机床主轴的主要方式。

在以节能为目的，控制精度及动态响应要求不高的场合，使用变频器V/F 控制是经济型数控机床的首选方式。

本章结合松下(PANASONIC)VF0变频器在AUNUC 0id系统实训数控车床中的应用介绍调速基本原理、PLC程序的设计。

数控机床主轴电机及配套变频器的应用以及使用时数控系统和变频器的基本参数设置。

关键字：主轴；模拟量控制；变频器；V/F控制；FANUC 0id system design and debugging Frequency SpindleAbstractDigital control and analog volume control is a system configuration of the two numerical control machine tool spindle. Type of machine because of the economic power of the spindle less demanding, the inverter can be used for analog volume control. Vector control, V / F control, direct torque control is the control of CNC machine tool spindle drive a major way. In the energy for the purpose of control accuracy and dynamic response of less demanding situations, the use of the inverter V / F control is the preferred economical way of CNC machine tools. This chapter combines Panasonic (PANASONIC) VF0 drive system in the AUNUC 0id Training CNC lathe speed to the application of basic principles, PLC program design. CNC machine tool spindle drive motor and associated applications, and use numerical control system and set the basic parameters of the inverter.Keywords: spindle； analog control； drive； V / F control；目录摘要 (1)前言 (4)第一章、绪论 (5)1.1 FANUC 0id数控系统简介 (5)1.2 数控机床的系统配置 (5)1.3 该数控机床的特点 (6)1.4 本课题研究的意义 (6)第二章、变频主轴基本工作原理 (7)2.1 变频调速基本原理 (7)2.2 V/F调速基本原理 (7)2.3 变频器工作原理 (8)第三章、松下VF0/400变频器的功能、连接与调试 (10)3.1 松下变频器简介 (10)3.2变频器的面板及操作说明 (10)3.3 端子接线操作说明 (11)3.4 工作模式接线及端子说明 (12)3.4 变频器参数 (13)3.5 变频器主要故障及维修 (13)第四章、基于变频器的主轴控制方案 (14)4.1 主轴电气控制电路 (14)4.2 模拟主轴的连接图 (15)4.3 基于变频器V/F控制的曲线计算 (15)第五章、参数设置 (17)5.1 电动机规格 (17)5.2 系统参数设置 (17)5.3 变频器参数设置 (17)第六章、系统PMC编程 (18)6.1 可编程控制器（PLC） (18)6.2 数控机床PMC功能 (18)6.3 PMC地址 (19)6.4 主轴功能的处理 (19)6.5 主轴地址分配 (20)第七章、调试与分析 (21)7.1 主轴速度调试 (21)7.2 常见主轴故障说明 (21)7.3 软件故障 (22)参考文献 (23)总结 (24)附录 (25)附录一：系统主电路图 (25)附录二：主轴控制电路图 (26)附录三：PMC程序 (27)前言随着现代机械制造业水平的发展，数控机床普及率日益提高。

数控机床主轴无级调速规律

数控机床主轴无级调速规律数控机床主轴无级调速是指通过改变主轴的转速来调整机床工作时刻的一种技术。

在数控机床中，主轴无级调速的设计和实现对于提高加工质量、生产效率和节约能源具有重要意义。

下面将从调速原理、调速方法和调速控制系统等方面介绍数控机床主轴无级调速的相关参考内容。

数控机床主轴无级调速原理主要有机械传动调速、变频调速和伺服调速三种方法。

1. 机械传动调速是通过改变带轮的直径或采用不同的齿轮传动比实现主轴的无级调速。

这种方法简单可靠，但调速范围有限，且精度较低。

2. 变频调速是通过改变电机的输出频率来实现主轴的无级调速。

其中，通过变频器将输入的交流电转换为可调的直流电，再经过逆变器将直流电转换为可调的交流电，从而实现主轴转速的调节。

变频调速可以实现宽范围的调速，并具有较高的调速精度。

3. 伺服调速是通过安装伺服电机和位置、速度或扭矩传感器来实现主轴的无级调速。

伺服调速的工作原理是通过电流反馈控制系统进行调节，根据实际工作需求来改变电机的转速。

伺服调速可以实现较高的调速精度和响应速度。

数控机床主轴无级调速方法选择主要是根据机床的工作要求、工件的加工要求和调速的精度要求等来确定的。

1. 对于一些要求较低的车、铣、钻等机床，机械传动调速方法是一种经济实用的选择。

它具有结构简单、成本低廉等优点，适用于中小型加工任务。

2. 对于一些要求较高的机床，如磨削、螺纹加工等，变频调速和伺服调速方法是较为常用的选择。

它们都能够实现主轴的无级调速，具有较高的调速精度和灵活性。

数控机床主轴无级调速控制系统是实现主轴调速的关键部分，其主要功能是接收调速信号、控制调速器的输出以及监测和反馈主轴转速等参数。

数控机床主轴无级调速控制系统的主要组成部分包括调速器、伺服电机、传感器和控制器。

其中，调速器负责接收用户输入的调速信号，并将其转换为控制伺服电机的输出信号；伺服电机负责转换电能为机械能，推动主轴转动；传感器负责监测主轴的转速，并将其反馈给控制器进行实时处理。

三相异步电动机配置变频器主轴传动连接图的工作流程

三相异步电动机配置变频器主轴传动连接图的工作流程
1. 准备工作：选定适用于三相异步电动机的变频器和主轴，确认连接线路和配件是否完备，确保操作人员按照安全规范进行操作。

2. 连接电源线路：将变频器的电源线路与三相异步电动机的电源线路相连。

3. 连接控制线路：将变频器的控制线路与三相异步电动机的控制线路相连。

4. 连接传感器线路：将传感器的信号线路与变频器的传感器线路相连。

5. 设置参数：使用变频器的参数设置功能，将变频器的传动参数设置为适合主轴工作的参数。

6. 联机测试：进行联机测试，检查变频器与主轴之间是否存在问题。

7. 调试：对变频器进行调试，检查变频器的传动效果和控制效果。

8. 工作调试：在工作状态下，检查主轴的转速和变速过程，检查传动效果，确保稳定性和可靠性。

9. 设定保护参数：采用变频器的保护功能设定相应的保护参数，确保在出现异常情况时，能及时进行保护。

10. 完成工作：检查工作状态，确认一切正常后，关闭电源，结束工作流程。

数控机床主轴变频调速系统的连接与调试

实现了机床主轴系统的一体化。电主轴具有结构紧凑、重量轻、惯量小和动态特性好等优点, 并可改善机床的动平衡, 避免震动和噪声, 在高速切削机床上得到广泛应用。图5 - 1 - 2 所示为电主轴结构。 • 主轴驱动目前主要有两种形式: 一是主轴电动机带齿轮换挡变速, 以增大传动比, 放大主轴功率, 满足切削加工需要; 二是主轴电动机通过同步齿轮带或皮带驱动主轴, 该类主轴电动机又称宽域电动机或强切削电动机, 具有恒功率宽、调速比大等特点。
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任务5.1数控机床主轴控制系统的认知
• 当然根据生产厂家和型号的不同, 主轴驱动装置也可以支持脉冲指令、总线、RS232、RS422、RS485 甚至网络等控制接口。
• 3.驱动装置及电动机运行状态控制接口 • 主轴驱动装置都提供控制电动机正/ 反转的开关量接口, 进给驱动装置
• 1.调速范围宽 • 保证加工时选用合适的切削用量, 以获得最佳的生产率、加工精度和
表面质量。特别对于具有自动换刀功能的数控加工中心, 为适应各种刀具、工序和各种材料的加工要求, 对主轴的调速范围要求更高, 要求主轴能在较宽的转速范围内根据数控系统的指令自动实现无级调速, 并减少中间传动环节, 简化主轴箱。
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任务5.2交流变频主轴驱动系统的连接与调试
• 一、异步电动机的概念
• 三相异步电动机要旋转起来的先决条件是具有一个旋转的磁场, 三相异步电动机的定子绕组就是用来产生旋转磁场的。三相电源相与相之间的电压在相位上相差120°, 这样, 当在定子绕组中通入三相电源时, 定子绕组就会产生一个旋转磁场, 其原理如图5 -2 - 1 所示。图中分四个时刻来描述旋转磁场的产生过程。电流每变化一个周期, 旋转磁场在空间旋转一周, 即旋转磁场的旋转速度与电流变化是同步的。

变频主轴数控机床刀具破损时的保护对策

Ａｂｔａｔｓｒｃ：ＴｈｒｉｌｎｒｄｃｓｔａｓｎｈｅａｔｅｉｔｏｕｅｈｔｕｉｇｔｅＤＤＢｆｎｔｏｆＭＩＳＵＢＩＨＩＭ６ｃｕｃｉｎｏＴＳ４ＣＮＣｏｐｏｅｔｔｅｍａｈｉｅｔｒｔｃｈｃｎ
２（）：１－２．０９３９３３
［１李松生．１］超高速电主轴球轴承一转子系统动力学性能的研究［］Ｄ．
上海：海大学，０６上２０．
［２李松生，１］杨柳欣，张钢，高速轴系球轴承一转子系统动力学的研等．究与发展［］轴承，０５４３ — ７Ｊ．２０（）：４３．［３徐秉业，１］刘信声．应用弹性力学［．Ｍ］北京：清华大学出版社，９５：１９
２６－２２．３４
频主轴采用模拟电压控制，能实现类似伺服主轴的不串行实时电流和负载监控，加工过程中刀具破损时，如而外接触角增大，动体的离心力减小而陀螺力矩增滚
果不及时采取措施，发生危险。本文介绍一种解决会
大；动体与套圈尤其是内圈的接触载荷、触应力、滚接
接触变形明显增大；承刚度尤其是径向刚度明显提轴
两。
ｃｉｅｓｉｄｅｓｓｍ［］ＪｕａｏｔｒｌＰｏｅｓｇＴｃｎｌｙｈｎｐｎｌｙｔｅＪ．ｏｒｌｆＭａｅａｒｃｓｎｅｈｏｏ，ｎｉｓｉｇ
参考技术及应用［．Ｍ］北京：机械工业出版社，０．２２０

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数控雕刻机是依靠相关软件控制工作的，设备上的一些安全触发装置也是依靠正确的软件设置才能正常运行，在没有完全确认设置正确的情况下冒然装刀试机可能都设备造成永久的损伤！本设备采用计算机并行接口和PC连接(可选USB版本)，控制软件MACH3通过并口端口控制雕刻机各轴按照指令运行。

WINDOWS请用XP版本（USB接口的可以使用WIN7），其他版本可能出问题。

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警告：控制用的PC应该是台专用的，并尽可能不要安装其它应用软件！控制电脑对系统配置要求并不高，一台老式的奔四512内存30G硬盘的带并口的电脑就能很好地工作，本人并不建议买家单独配备一台配置很高的电脑用于控制，因为雕刻机工作的时候是不允许运行其他软件的，一台高配电脑用作控制是一种浪费。

变频主轴常见故障

机械故障原因：机械方面，主轴不转常发生在强力切削下，可能原因有: 1）主轴与电机连接皮带过松或皮带表面有油，造成打滑。
2）主轴中的拉杆未拉紧夹持刀具的拉钉。（在车床上就是卡盘未夹紧工件）
3. 主轴转速异常或转速不稳定
当主轴转速超过技术要求所规定的范围，原因： 1 ） CNC 系统输出的主轴转速模拟量 ( 通常为 0 ～±10v) 没有达到与转速指令对应的值，或速度指令错误。 2）CNC系统中D/A变换器故障。 3）主轴转速模拟量中有干扰噪声。 4）测速装臵有故障或速度反馈信号断线。 5）电动机过载。 6）电动机不良（包括励磁丧失）。 7）主轴驱动装臵故障。
2.电机反转
造成电机反转的原因主要有：
1）检查输出端子U/T1，V/T2和W/T3的连接是否正确？（使得电机的相序与端子连接相对应，通常来说：正
转（FWD）＝U－V－W，和反转（REV）＝U－W－V ）
3）检查控制端子（FW）和（RV）连线是否正确？（端子 (FW）用于正转，（RV）用于反转）
例6：主轴定位出现超调的故障维修故障现象：某加工中心，配套 611A 主轴驱动器，在执行主轴定位指令时，发现主轴存在明显的位臵超调，定位位臵正确，系统无故障。分析与故障处理：由于系统无报警，主轴定位动作正确，可以确认故障是由于主轴驱动器或系统调整不良引起的。解决超调的方法有很多种，如：减小加减速时间、提高速度环比例增益、降低速度环积分时间等等。检查本机床主轴驱动器参数，发现驱动器的加减速时间设定为2s，此值明显过大；更改参数，设定加减速时间为0.5s后，位臵超调消除。
经查主轴编码器与主轴驱动器的连接正常，故可以排除第1项；且通过CRT的显示，可以正常显示主轴转速，因此说明主轴编码器的A、-A、B、-B信号正常；在利用示波器检查Z、-Z信号，可以确认编码器零脉冲输出信号正确。根据检查，可以确定主轴位臵监测系统工作正常。根据数控系统的说明书，进一步分析螺纹加工功能与信号的要求，可以知道螺纹加工时，系统进行的是主轴每转进给动作，因此它与主轴的速度到达信号有关。在FANUC 0-TD系统上，主轴的每转进给动作与参数PRM24.2的设定有关，当该位设定为“0”时，Z轴进给时不监测“主轴速度到达”信号；设定为“1”时，Z 轴进给修故障现象：配套某系统的数控车床，在自动加工时，发现机床不执行螺纹加工程序。分析与处理过程：数控车床加工螺纹，其实质是主轴的转角与Z轴进给之间进行的插补。主轴的角度位移是通过主轴编码器进行测量。在本机床上，由于主轴能正常旋转与变速，分析故障原因主要有以下几种： 1）主轴编码器与主轴驱动器之间的连接不良。 2）主轴编码器故障。 3）主轴驱动器与数控装臵之间的位臵反馈信号电缆连接不良。 4）主轴编码器方向设臵错误。

变频主轴电机

一.特点
随着机床自动化进程的日益推进，刀具的不断改进，要求主轴驱动系统无论在何种速度，以及不同的刀具类型、加工材料和加工方法的情况下都要保持相同的切削功率，因此主轴传动的目标在于尽可能宽的调速启动快速停车的特性，YPNC系列主轴驱动电机正是针对这一需求而专门度身设计，且性价比理想的机种。

平衡质量高，采用ISO2373SR精密级半键动平衡，以胜任高速运转。

采用主轴驱动或矢量控制变频器驱动，当采用编码器实现闭环速度控制，转速精度高。

且低频下输出转矩高，即使在OHZ也可以达到全转矩。

恒功率范围宽，基频50HZ电机可以到1：4倍，基频33.3HZ可以到1：6倍。

采用基频33.3HZ档，不仅可以得到6倍恒功率调速，而且同功率下转矩比50HZ档高出1.5倍，所以，当输出同等转矩的时候，可以降低电机功率，以便降低驱动器容量及驱动器系统成本。

YPNC系列主轴电机配套矢量控制型变频器，成为经济型数控机床主轴驱动方案。

YPNC系列主轴电机配套主轴驱动器，成为增强型数控机床主轴驱动方案。

博特电机YPNC系列主轴电机以上配套方案性能优良，性价比高，在机床厂得到了广泛采用。

使用mach3,800w变频主轴电机--安装培训教程

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