数控车床转速参数设置技巧【妙】

不同的机床是不同的，有些机床的主轴可以在手动状态下输入转速数即可。然而，大多数数控机床可以通过输入MDI状态下的S 来设定主轴转速，并通过循环来设定主轴转速。在手动状态下，主轴仍然默认为这个速度。此外，还可以选择主轴进入MDI接口S，循环启动主轴。

2.1 正确测量主轴转速

当怀疑主轴转速不符合指令设定值时，不能只观察数控装置屏幕上的主轴转速值。因为某些机床参数的错误会导致屏幕上的显示值与实际转速值不符。因此应配备转速表，转速表最好是非接触式、带存储的数字式转速表。将数控机床的工作方式调到MDI方式，输入主轴旋转指令，令其在机床允许的某一转速下运行。首先观察数控机床显示屏上的主轴转速值是否与指令值相符，然后用转速表测量主轴实际转速值，观察三者是否相符，从而发现问题。测量时要掌握技巧，贴反射标记时应注意非反射面积必须比反射面积要大，如果转轴明显反光，则必须先贴一层黑胶布，再在上面贴上反光标记。在贴上反光标记之前，转轴表面必须处理干净与平滑。低转速测量时，为提高测量精度，在被测物体上均匀地多贴上几块反射标记，这样显示出的读数除以反射标记数目，即可得到准确的转速值。测量时端平转速表，垂直对准贴有反光标记的部分。待转速平稳后再开启转速表的测量按钮。在测量过程中，转速表不要晃动。转速表显示三个数值，分别是本次测量时间内多次采样测量中的转速低值、转速高值和最后一次采样的转速值。当三个读数值非常接近时才是一次成功的测量。

2.2 误差分析

测量其主轴的极限转速，即机床技术指标规定主轴的最低和最高转速，计算主轴转速的相对误差，判断是否符合±2%精度要求。其数值见表1。

表1 CAK3665 SJ数控车床主轴转速（r/min）记录表

MDI指令数控机床屏目显示数值范围转速表读数

转速低值转速高值最后读数

M03 S120 118-122 119 121.8 120

M03 S1500 1497-1501 1498 1501 1500

相对误差的计算方法：

转速平均值=（速度高值+速度低值）÷2=120.4

相对误差=[（转速平均值-转速目标值）÷转速目标值）]×100%=0.33%

主轴转速设置指令

1）F指令设置

在数控车床中有两种切削进给模式设置方法，一种是每转进给模式，单位为mm/r；另一种是每分钟进给模式，单位为mm/min。指令为

G 99 F _；（每转进给模式）

G 98 F _；（每分钟进给模式）

G98和G99都是模态指令，一经指定一直有效，直到重新指定为止。缺省方式是每转进给模式。

2）S指令设置

数控车削加工时，主轴转速可以设置成恒切削速度，车削过程中数控系统根据工件不同位置处的直径值计算主轴转速。恒切削速度的设置方法为

G96 S_ ；（S的单位为m/min）

例：G96 S150 表示切削点线速度控制在 150 m /min。对图中所示的零件，为保持A、B、C各点的线速度在 150 m /min，则各点在加工时的主轴转速分别为：

A：n=1000×150÷(π×40)=1193 r/min

B：n=1000×150÷(π×60)=795r/min

C：n=1000×150÷(π×70)=682 r/min

主轴转速也可不设置成恒切削速度，指令格式为

G97 S_ ；（S的单位为r/min）

注意：设置成恒切削速度时，为了防止计算出的主轴转速过高而发生危险，在设置前应将主轴最高转速设置在某一最高值。指令格式为

G50 S_ ；（S的单位为r/min）

2.3 结论

无论是编码器反馈的主轴转速值，还是转速表测量的主轴转速值均符合±2%精度要求。

3.调整数控机床参数校正提高主轴转速精度

参数是对机床功能、轴运动控制、驱动类型、显示定义等进行定义的一系列数据。参数通常存放在数控系统的存储器（RAM）中，一旦电池电量不足或受到外界干扰或数控机床长期闲置不用可能导致部分参数的丢失和改变，或者人为不合理的参数设置，这些因素造成数控机床出现故障。下面分情况研究主轴转速精度的参数调整方法。

3.1 主轴转速不能达到机床技术要求的最低转速或最高转速

数控机床主轴转速能够按照指令设置值运转，但是主轴最低转速低不到技术指标要求的120转/分，应输入参数密码进入参数界面，再进入PMC用户参数，查看“一档理论低速”值为200。这个值设置过大，导致了主轴转速不能达到机床技术要求的最低速。将200数值改为120，问题解决。如果机床主轴最高转速达不到技术指标要求的1500转/分，则一定是“一档理论高速”参数值设置低了，应将数值调高到1500，参数改变后要保存数据并关机，再重启NC系统，参数生效，故障现象消失。

3.2 主轴转速不能按照指令设定值运转

主轴转速与指令值相差很大。这种现象应查看PMC用户参数中的“主轴传动比分子”和“主轴传动比分母”这两个参数，应与实际机床主轴电机到主轴的传动比相一致。如果设置错误，将影响数控系统发出给变频器的0-10V的模拟量指令值，如果主轴传动比分子和主轴传动比分母的比值设置过小，将导致数控系统发出的模拟量过大，将使主轴转速超出指令值；如果主轴传动比分子和主轴传动比分母的比值设置过大，将导致数控系统发出的模拟量过小，将使主轴转速过低，达不到指令值。最终使主轴不能按照指令值转速运转。

3.3 主轴转速运转正常，但屏幕显示的转速值错误

用转速表测量主轴转速，发现主轴转速值与指令值相一致。但屏幕显示的转速值错误，即屏幕显示值与转速表测量值不相同。沈阳机床厂生产的CAK3665 SJ数控车床，主轴电机采用三相异步电动机，主轴上装有1024线的编码器。应查看机床参数中的“主轴编码器每转脉冲数”，这个参数的设置应与实际安装在主轴的编码器的线数相一致。如果设置错误，例如数值大了，屏幕上的转速显示值将变小；数值小了，屏幕上的转速显示值将变大。但是这不仅仅是显示值的问题，还将影响螺纹加工的情况，会造成加工出的螺纹的螺距值不正确。应重新设置机床参数中的“主轴编码器每转脉冲数”为1024。3.4 主轴转速与指令值基本符合，但是精度超差

将数控机床调到MDI工作方式，输入主轴旋转指令，令其在机床允许的某一转速下运行。测量主轴转速与指令值基本符合，但是误差较大，精度超差。

数控车床PMC用户参数中“一档实测低速”和“一档实测高速”两个参数是用来校正主轴转速精度的。如果主轴转速精度超差，先查看这两个参数，如果没有数据，就需要进行一次实测，将这两个参数进行设置。方法是在MDI方式下运行指令，（M03 S120和M03 S1500），用转速表测量数值，将实测低速转速值和实测高速转速值分别输入到PMC用户参数中“一档实测低速”和“一档实测高速”内，保存后重启系统，主轴转速精度将得到进一步的提高。低速值由原来的107转/分提高到120转/分；高速值由原来的1390转/分提高到1499转/分。主轴转速精度达到了±2%的要求。

4.调整变频器参数

经济型数控车床大部分采用变频器控制主轴电机，主轴电机是三相异步电动机。变频器参数设置是否正确对主轴转速起着重要的作用。CAK3665 SJ数控车床采用艾默生变频器。变频器的相关参数必须与主轴电机的铭牌数据相一致。39、40号参数、07、06号参数和02号参数必须逐一检查，具体参数调整说明见表2。

表2 变频器的相关参数调整说明

序号参数号参数说明参数值

1 39号输入电机额定频率50Hz

2 40号电机级数 4

3 07号电机额定转速1460

4 06号电机额定电流11.6

5 02号最大设定速度75Hz-150Hz

设置值为此范围内的某一值

02号（最大设定速度）参数分析：此参数设定的值可以是某一范围内的值。最小值的设定应根据机床技术指标要求的主轴转速的最大值；最大值的设定应根据主轴电机铭牌上的电机最大转速值。并通过计算得出。

三相异步电动机转速公式：