数控镗床主轴的变频

１控制 原理 任何 一 台数控 机 床 的 主轴 控制 ， 都 是 机床控制的重要组成部分 ， 使用变频器控 制 的 机床 其基 本工 作 原理 并 没有 改 变 ， 只 是 减 少 了数 控 系统 对 主轴 工 作 性 能 的 调 整， 更 具体 的 细微 处 的主 轴运 转 精度 南变 频 器 自身来 完 成 ， 变频 器更 具 备 相对 的独 立性 和通 用性 。 在 以变频 器为 主 的主轴 控 制 系统 中 ， 需 要 由控 制 系统 输 出 的启 动 与 停止 信 号 、 转 速信 号 、 报 警 信号 等 ， 再 根 据 变频 器 内部 的参数 设定 控制 主轴 的旋 转 。
公式 ： Ｉ ｎ ≥Ｋ ・ Ｉ ｍ
因 素 ，选 定 使 用 安 Ｊ ｉ Ｉ 变 频 器： Ｃ Ｉ Ｍ Ｒ — Ｇ ７ ４ ０ １ ８ ，额 定 输 出功率 ３ ２ Ｋ Ｖ Ａ，额 定 输 出 电流 ４ ２ Ａ，变 频范 围 ： ０ ． ０ １ ～ ４ ０ ０ Ｈ ｚ ，输 入 电 压 ３ ８ ０ Ｖ， 具 有 自学 习模 式 、转矩 补 偿 、 图２ Ｐ Ｌ Ｃ Ｔ ＯＯ Ｌ中 Ｐ Ｌ Ｃ程 序 节 能控 制 、 过热保 护 、 失 速 增 加正 、 反 转 和停 止 功 能 ， 互 锁 保 护 功能 ， 保护、 过 载 保护 等多 项功 能 。 手动 、 自动使 能 功 能 等 ， 增 加 在 控 制 面板 ３ ． ２ 修改 机床 电气 控 制系 统 。 将 机床 电器柜 重 新 排布 ， 取 消 原 电路 处 的主轴 状 态 的显示 。如 图 ２ ５调 试变 频器 的接触 器 、 变压 器 等 。增 加 变频 装 置 保护 根 据 机 床 本 身 的特 点 及 实 际加 工 需 开关（ ５ ０ Ａ） ， 电源 进 线 的尺 寸 应 选 择 ６ ｍ ～ 要 ，对 变频 器 内部 的相关 参 数 进行 调 整 ， １ ０ ｍ ； 增 加 上 电交 流 接 触 器 ， 增 加 制 动 模 极 限 电流 、 功率、 频率 及 块 和波 纹 电阻 ，采 用 与 Ｇ ７ ４ ０ １ ８ 变 频 器配 设定 其 控制 模 式 、 ７ ４ ０ １ ８变频 器 套的制动单元的制动 电阻 ， 最后安装变频 制 动模 式 和 保 护 方式 等 。Ｇ 具 有多 种 运行 模式 ， 数 字操 作 器 时独 立 于 器模块 ， 根据 使 用 说 明书 的 指 示 ， 在 电器 变 频器 主 机 的小 型操 作 面板 ， 具 有 中文显 柜 中 留出充 足 的散 热空 间 。 可 显示 状 态 、 输 人 数 据 。其 中 Ａ ． 在 机 床 控 制 面板 增加 一个 １ Ｏ Ｋ 的滑 示 功 能 ， Ｔ Ｕ Ｎ Ｅ为 自学 习模 式 ，是变 频 器 自动 测定 动变阻器 ， 作为主轴倍率开关 ， 为 主 轴 变 并 自动 进行 参 数设 定 的 频模 块 提供 转 速信 号 ， 在 使用 中可通 过 旋 电机 所 需 的参 数 ， 动 该开 关 ， 通 过 系统 处 理 后可 产 生 Ｏ — Ｉ Ｏ Ｖ 功能。 通 常情 况 下 ， 自学 习模 式设 定 的参 数 的 给定 模拟 电压 ， 实现 机 床 主轴 的 无级 调 并不 能 完全 适 用 ，在 电机 ห้องสมุดไป่ตู้ 际 运转 时 ， 可 速。 能会 出 现报 警 或其 它异 常 情 况 ， 此 时需 要 手动 修 改一 些参 数 。变 频 器 调试 成 功后 ， 要进 行 实 际加 工试 切 ，考 验 其 稳定 性 、 启 篙 。 动停 止 的功 率 、 制 动时 间 等相 关 的技 术 指 标。

变频矢量控制在数控机床主轴驱动中的应用作者：李静来源：《科技资讯》 2012年第5期李静(江苏食品职业技术学院江苏淮安 223006)摘要：本文主要介绍数控机床主轴驱动变频控制系统的结构与运行模式,阐述无速度传感器矢量控制变频器的基本应用。

关键词：主轴矢量控制变频器中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)02(b)-0083-01数控机床电气控制系统由CNC、主轴驱动系统、进给伺服系统、检测反馈系统、强电控制系统、编程装置几部分组成。

其中主轴运动是数控机床的重要内容,主要完成切削任务,其动力约占机床动力的70%～80%。

正反转和准停以及自动换档无级调速是主轴的基本功能。

目前数控机床主轴驱动多采用交流主轴驱动。

数控机床对主轴驱动性能有如下要求：(1)调速范围宽并实现无级调速;(2)恒线速切削;(3)高精度,传动平稳;(4)良好的抗振性和稳定性。

1 数控机床主轴变频系统结构与运行模式1.1 主轴电机变频调速原理由主轴电机转速n=60f1(1-s)/p可知,当极对数p一定时,转速n正比于电源频率f1。

连续改变电源频率,即可对电机连续调速。

变频器频率调节范围宽,因此主轴电机转速可在较宽范围内调节。

当然,转速提高后,还应考虑对其轴承及绕组的影响,防止电机过分磨损及过热,一般可通过设定最高频率进行限定。

变频调速目前广泛采用交-直-交电压型变频器,其工作原理是将50Hz工频交流电整流成直流电,通过滤波、逆变,把直流电逆变成频率连续可调、输出电压可变的矩形波三相交流电。

通过脉宽调制,改变输出脉冲占空比来改变输出电压。

1.2 主轴变频系统构成如图1所示,对应于被加工件的AB段,主轴速度维持在1000r/min;对应于BC段,电机拖动主轴成恒线速,转速连续变化,实现高精度切削。

在本系统中,速度信号的传递通过数控装置到变频器的模拟给定通道,通过输入信号与设定频率的输入输出特性的设置,满足数控机床快速正反转、自由调速、变速切削的要求。

变频器在2654镗床大修改造上的应用摘要：通过对2654镗床的改造，解决了此设备变速复杂，经常出现卡齿的故障；并且介绍了KSA23直流调速系统、施耐德ATV-71HD15N4交流变频系统及PLC的相关知识关键词：直流调速装置；变频器；变频电机引言我公司中兴分厂的2654镗床是20世纪50年代原苏联产品。

该设备原有的直流调速采用交磁放大机组供电进行直流调速。

由于交磁放大机组已经淘汰，没有备件，如果损坏很难修复，而且该调速系统调速原理复杂，不稳定，给维护带来很大困难。

特别是该设备的主轴变速由变速电机带动机械变速机构进行变速，经常造成卡齿现象，故障率非常高。

针对这些原因，经过研究决定对此设备进行机械、电气大修改造。

1 改造方案2654镗床主轴旋转原来是由普通的14KW交流机驱动，变速采用变速电机带动机械变速机构进行40档变速。

该机床的主轴箱、镗杆、工作台、前支柱四个进给轴各由一台功率为4.4KW、电枢电压220V、激磁电压为110V的直流电机驱动，径向刀架各由一台2.8KW、电枢电压为220V、激磁电压为110V的直流电机驱动，直流调速系统由原来的交磁放大机组供电进行直流调速。

这台设备的主轴变速卡齿问题是这次改造的难题，经过机械和电气在一起多次研究决定，取消变速电机及其所带的变速机构，机械变速机构进行改造，由原来的40档改为4档，手动搬把进行变速，电气加装四个变速限位，由于档位减少，为了弥补主轴转速的不足，决定主轴电机采用型号为YTSP160L-4 15KW变频调速电机，进行无极调速，主轴调速系统选用施耐德ATV-71HD15N4变频器。

考虑到成本问题，决定五个进给轴共用一台KSA23晶闸管直流调速装置（即V3调速系统）驱动。

用转换开关选择各进给轴，彻底淘汰交磁放大机组。

控制回路采用OMRON 可编程序控制器，PLC的CPU选用CQM1H-CPU21，PLC输入用3块型号为ID212的16点输入卡，共用56个输入点，输出用3块型号为OC222的16点输出卡，共用36个输出点。

镗床的作用主要用镗刀对工件已有的预制孔进行镗削的机床。

通常，镗刀旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。

它主要用于加工高精度孔或一次定位完成多个孔的精加工，此外还可以从事与孔精加工有关的其他加工面的加工。

使用不同的刀具和附件还可进行钻削、铣削、切它的加工精度和表面质量要高于钻床。

镗床是大型箱体零件加工的主要设备。

螺纹及加工外圆和端面等。

三晶变频器对镗床的应用特点SAJ镗床变频器主要特点：1、低频力矩大、输出平稳2、高性能矢量控制3、转矩动态响应快、稳速精度高4、减速停车速度快5、抗干扰能力强 概述由于制造武器的需要，在15世纪就已经出现了水力驱动的炮筒镗床。

1769年J.瓦特取得实用蒸汽机专利后，汽缸的加工精度就成了蒸汽机的关键问题。

1774年英国人J.威尔金森发明炮筒镗床，次年用于为瓦特蒸汽机加工汽缸体。

1776年他又制造了一台较为精确的汽缸镗床。

1880年前后，在德国开始生产带前后立柱和工作台的卧式镗床。

为适应特大、特重工件的加工，20世纪30年代发展了落地镗床。

随着铣削工作量的增加，50年代出现了落地镗铣床。

20世纪初，由于钟表仪器制造业的发展，需要加工孔距误差较小的设备，在瑞士出现了坐标镗床。

为了提高镗床的定位精度，已广泛采用光学读数头或数字显示装置。

有些镗床还采用数字控制系统实现坐标定位和加工过程自动化。

镗床分为卧式镗床、落地镗铣床、金刚镗床和坐标镗床等类型(见彩图)。

①卧式镗床：应用最多、性能最广的一种镗床，适用于单件小批生产和修理车间。

②落地镗床和落地镗铣床：特点是工件固定在落地平台上，适宜于加工尺寸和重量较大的工件,用于重型机械制造厂。

③金刚镗床:使用金刚石或硬质合金刀具，以很小的进给量和很高的切削速度镗削精度较高、表面粗糙度较小的孔，主要用于大批量生产中。

④坐标镗床：具有精密的坐标定位装置，适于加工形状、尺寸和孔距精度要求都很高的孔，还可用以进行划线、坐标测量和刻度等工作，用于工具车间和中小批量生产中。

变频器在数控机床主轴上的应用1 引言数字控制机床，简称数控机床（nc，numerical control),是三十年来综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品，在机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。

本文主要介绍安邦信g9系列变频器在数控机床上的优越性。

2 数控机床简介数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

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，几十年来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，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用。

经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。

而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。

无级变速系统主要有伺服主轴系统和直流主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。

通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮（以获得更大的转矩)带动主轴旋转。

由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。

3 数控车床的主要参数及对变频器功能需求主要的参数和性能指标:（1) 3.0kw数控车床电动机参数:额定功率:3.0kw;额定频率:50hz;额定电压:380v;额定电流:7.8a;额定转速:970r/min;机械传动比:1:1.5;加工材料:45#钢;实际测试性能指标:主轴转速:200r/min（变频器运行频率15hz左右)的进刀性能及速度。

（2) 5.5kw数控车床电动机参数:额定功率:5.5kw;额定频率:50hz;额定电压:380v;额定电流:13a;额定转速:1400r/min;机械传动比:1:1.5;加工材料:45#钢;实际测试性能指标:主轴转速:200r/min(变频器运行频率9～10hz);主轴转速:450r/min(变频器运行频率22hz左右)的进刀性能及速度。

数控机床的主轴速度调节方法数控机床是现代制造业中广泛应用的一种重要设备，其高精度、高效率的加工能力使得生产过程更加灵活和精确。

而数控机床的主轴速度调节方法在其中起着至关重要的作用。

主轴是数控机床中负责转动刀具的部件，主轴速度调节方法主要用于控制主轴的转速，以满足不同加工需求下的工作要求。

下面将详细介绍一些常见的数控机床主轴速度调节方法。

1. 机械变速法：机械变速法是一种通过机械装置改变传动比以调节主轴转速的方法。

常见的机械变速装置有齿轮传动、皮带传动和变压器传动等。

通过调整齿轮或皮带的组合方式，可以实现主轴的多种转速选择。

机械变速法的优点是结构简单、可靠性高，但调速范围相对较窄。

2. 变频调速法：变频调速法是通过改变电机的供电频率来控制主轴转速的方法。

通过控制变频器输出的电源频率，可实现主轴转速的连续调节。

变频调速法具有调速范围广、精度高、响应速度快等优点，适用于各种不同工况下的加工需求。

3. 数字调速法：数字调速法是利用数控系统通过控制主轴电机的电流或电压来精确控制主轴转速的方法。

数控系统通过传感器对主轴的转速进行实时监测，并通过闭环控制方式对主轴电机的电流或电压进行调整，从而实现精准的主轴转速控制。

数字调速法具有调速精度高、可靠性好、适应性强等优点，适用于对加工精度要求较高的场合。

4. 智能调速法：智能调速法是一种结合人工智能技术的主轴速度调节方法。

通过对加工过程中的实时数据进行分析和处理，机床可以自动调整主轴转速以达到最佳加工效果。

智能调速法具有自适应性强、能够根据工件材料、加工情况等因素进行动态调整的优点，适用于复杂的加工过程。

在应用各种主轴速度调节方法时，还需考虑到以下几点：1. 加工要求：根据不同的加工要求选择合适的主轴转速调节方法。

如对于高速电镀加工，要求主轴转速稳定且高速，可以选择数字调速法；而对于高精度加工，要求主轴的转速精度较高，可以选择智能调速法。

2. 加工材料：对于不同的加工材料，需要选择适当的主轴转速以保证加工效果。

数控机床主轴驱动变频控制一、前言数控机床是传统机床向智能化方向发展的结果，其操作简单、精度高、效率高等特点，使得其在现代制造业中大有用处。

数控机床中的主轴驱动控制是其中的一个重要环节，其精度和可靠性对整个机床的操作效果有着至关重要的作用。

本篇文档将主要介绍数控机床主轴驱动变频控制相关知识。

二、数控机床主轴驱动变频控制的原理数控机床的主轴驱动控制系统主要是由相关电气元件组成的变频器控制系统。

变频器就是将市电通过整流、滤波、逆变后输出一定的频率、电压并控制电机转速的电子装置。

在数控机床的主轴驱动系统中，变频器通过对电机控制进行电压和频率的调整，来实现主轴的旋转，进而控制其转速和输出功率。

变频器输出的频率、电压均可调整，因此可以通过控制变频器的输出，来实现对主轴的速度调节。

电气控制系统通过实时监测机床运行状态、主轴运行状态、机床速度、主轴转速等信息，根据预先设定的运转条件，通过控制变频器输出的电压、频率实现对机床的工作状态并实现对主轴的速度调节。

三、数控机床主轴驱动变频控制的优点与传统机床的主轴驱动方式相比，数控机床主轴驱动变频控制有诸多优点，主要体现在以下几个方面：1.可调性强：通过对变频器的控制，可以实现精确的主轴转速调节，可以满足不同需求的工件加工。

2.精度高：由于采用了电气控制系统，可以实现主轴转速的精确控制，进而实现加工精度的提高。

3.效率高：数控机床主轴驱动变频控制由于能够实现电气控制，减少了机械传动过程中的机械损耗，因此其效率远高于传统机床主轴驱动方式。

4.运转平稳：变频器可以调节输出电压和频率，可以进一步实现对主轴转速的控制，从而实现机床运转的平稳。

四、数控机床主轴驱动变频控制的应用数控机床主轴驱动变频控制技术的应用相当广泛，可以应用于各种数控机床类型，包括数控车床、数控加工中心、数控铣床等。

特别是在高速、高精度、高效率的加工应用中，其优势更加明显。

五、数控机床主轴驱动变频控制的维护和保养为了确保数控机床主轴驱动变频控制系统的长期稳定运行，必须进行日常的维护和保养。

汉川镗床主轴变速原理汉川镗床主轴变速原理主要涉及到变频器的应用。

变频器是一种通过改变电机输入电压的频率来改变电机转速的电子设备。

它通过调节输出电压的频率来改变主轴的旋转速度，从而实现镗床主轴的变速。

变频器的基本组成包括整流器、滤波器、逆变器和控制电路等。

其中整流器将输入的交流电转换为直流电，滤波器用于去除直流电中的波动，逆变器将直流电转换为交流电，并通过改变输出电压的频率来实现主轴的变速。

控制电路用于调节变频器的工作状态，控制主轴的转速。

在汉川镗床中，主轴变速是由变频器来控制的。

变频器接收到来自控制台的指令后，首先通过变频器的控制电路来判断指令的内容，然后根据指令来计算要输出的频率，并通过逆变器将直流电转换为相应频率的交流电。

交流电经过变频器的输出端口传输到主轴电机上，使主轴的转速达到相应的要求。

变频器在实现主轴变速的过程中，需要根据实际情况来选择合适的控制方法和参数。

通常情况下，可以使用开环控制或闭环控制来实现主轴的变速。

开环控制是指变频器通过一系列预设的参数来控制主轴的转速，控制精度较低，适用于一些转速要求不高的场合。

闭环控制是指变频器通过与主轴电机的反馈设备进行联动，实时监测主轴的转速，并根据反馈信号进行调整，控制精度较高，适用于一些转速要求较高的场合。

除了变频器的控制方法和参数选择外，还需要注意变频器的保护措施。

在镗床加工中，主轴的工作状态可能会受到外界因素的影响，比如切削力、负载变化等。

为了保证主轴的安全运行，变频器需要设有过载保护、过流保护、过压保护等功能。

当主轴受到负载过大或其他异常情况时，变频器能够及时检测到，并通过相应的保护措施来防止设备的损坏。

综上所述，汉川镗床主轴变速原理主要是利用变频器来改变主轴的转速。

通过变频器的控制电路和逆变器，能够实现主轴的变速，并根据实际情况选择合适的控制方法和参数。

同时，还需要设定相应的保护措施，保证主轴的安全运行。

这种主轴变速原理在镗床加工中具有重要的应用价值。

浅析变频器在数控机床主轴上的运用发布时间：2022-04-28T07:51:06.411Z 来源：《工程管理前沿》2022年第1月第1期作者：谭伟梁羽刘刚[导读] 数控机床在实际的运行过程中，主轴发挥着非常重要的作用谭伟梁羽刘刚沈阳飞机工业（集团）有限公司沈阳 110850 摘要：数控机床在实际的运行过程中，主轴发挥着非常重要的作用，无论是刀具安装还是工件旋转都与主轴息息相关。

变频器应用于数控机床主轴上，能够更加科学、严格的对主轴的运转进行控制，进一步提升数控机床主轴的运转精度，提升零部件加工质量。

关键词：变频器；数控机床主轴；应用数控机床主轴上应用变频器，不仅能够增强主轴控制效果，还能保证调控的准确度，因此，数控机床主轴的控制工作领域中应重点关注变频器的使用，保证参数的合理性、连接的科学度，不断提升变频器的应用有效性、可靠性，发挥不同技术的价值和作用。

下文对变频器在数控机床主轴上的应用展开了分析。

1 完善变频器应用的控制模式数控机床主轴上应用变频器，应确保控制模式的完善性，首先，在机床主轴运作的过程中，如果加工程序存在“换挡数控程序”的有关指令，采用指令译码的形式，将译码信息传输到PMC处理，之后执行主轴的换挡调速操作，借助PMC 输出信号，对外部执行元件进行控制，例如：按照PMC输出的信号，系统可自动化选择不同的换挡控制模式，可通过液压拔叉离合设备对齿轮拨动实现换挡目的，或是借助控制电磁离合器的形式达到自动化换挡的目标。

其次，完成换挡操作之后，传感器将所有的数据信息、换挡就位信号传输到PMC 系统中，按照各个档位的信号特点针对性的进行CNC 控制地址的编码处理，结合指令的速度信息、档位信息、数控参数信息、档速信息等，准确将控制电压计算出来，传输到变频器设备，使得变频器能够高效化的控制数控机床主轴速度。

2 重点设置系统参数数控机床主轴上应用，变频器要想确保性能有所提升，就应准确选取与设定控制面板参数信息，使其在较为复杂的电控系统中，灵活性控制，一般情况下，数控机床主轴上使用变频器，能够确保启动与停止操作的稳定性，实现无极调速的目的，拓宽调速的范围和广度，使得主轴在运行期间实现长时间稳定性的运行目的，操作较为便利，后续维护工作较少，输出的所有数据信息都能符合性能标准需求，但是如果不能准确设置参数，将会影响主轴的运行控制效果，因此，在使用变频器的过程中，应重点关注参数的科学化设置。

镗床主轴转速计算公式自动化制造行业中，镗床主轴转速是一个核心指标。

在镗床的运行过程中，主轴转速的高低将直接影响工件处理的质量和效率。

因此，正确的计算镗床主轴转速至关重要。

计算镗床主轴转速的公式为：n=（1000×v）/（π×D）其中，“n”表示主轴转速，“v”表示切削速度，“π”表示圆周率，“D”表示车削直径。

在计算镗床主轴转速之前，我们需要对镗床的切削速度有一定的了解。

镗床的切削速度是指用刀具在工件表面切割形成金属屑所需要的时间。

常用的单位有：米/分钟、英寸/分钟、英尺/分钟等。

在计算切削速度时，通常使用的公式是：v=（π×D×n）/（1000×N）其中，“v”表示切削速度，“D”表示车削直径，“n”表示主轴转速，“N”表示刀具的刃数。

以镗孔为例，如果需要对直径为30毫米的孔进行加工，可先选择合适的切削速度。

假设我们选择的切削速度为60米/分钟，那么镗床主轴转速的计算公式为：n=（1000×60）/（π×30）计算出来的镗床主轴转速为636.62转/分钟。

但在实际的镗孔过程中，还需要考虑其他因素对主轴转速的影响，如不同材料的硬度、不同的刀具形状和材质、不同的刀具刃数等等。

对于不同的情况，选择合适的计算公式和切削速度十分重要。

值得注意的是，切削速度和主轴转速的选择需要根据实际情况进行优化。

如果切削速度过高，将会造成刀具磨损过快、加工质量下降等情况。

如果主轴转速过高，将会造成加工时的振动、噪音等负面影响。

因此，在选择计算公式和切削速度时，需要有一定的技术和经验支持。

总的来说，正确计算镗床主轴转速对于提高加工效率和加工质量具有重要的作用。

在镗孔和其他加工过程中，应该结合实际情况进行优化，从而获得最佳效果。

数控机床主轴调速和变频器机床的主轴是用来产生切削主运动的轴，要带动刀具（铣床、磨床等）旋转，或者带动工件（车床）旋转，主轴在机床中非常重要，决定了机床的加工能力和加工精度。

三相异步电机产生的旋转动力通过齿轮变速箱传递到主轴上，一般情况下，主电机产生的旋转运动不一定能够刚好匹配主轴旋转的需求，需要根据加工的对象调整切削参数（其中最重要的切削参数就是主轴转速）。

这时就需要变速装置。

主轴调速可以分为两个方面：机械变速和电气变速。

机械变速就是通过齿轮箱进行变速，而电气变速就是通过变频器来实现主轴变速。

变频器就通过改变交流电的频率，来实现调节主电机的转速。

西门子变频器图1 西门子V10变频器外观由电机的基本原理，可以得到以下公式：n=60f（1-s）/pn—电机的转速（r/min）；s—转差率（%）；f—频率（Hz）；p—磁极对数。

这个公式简单地说，在0~50Hz之间，电源频率越高，转速越快，但是交流电的幅值和相位容易改变，频率却不好改变，所以需要变频器作为转换装置，来改变交流电的频率。

变频器的作用可以通俗地解释为：先通过元器件将标准50Hz交流电整流变成直流电，然后按照设定的要求，再将直流电变为指定频率（0~50之间）的交流电。

在这个过程中，因为需要将直流电变为交流电，改变电流的方向，所以这个过程存在发热，而且变频器的承载功率越大，发热也就越大，在电气柜中，要注意合理设计空气流道，注意通风散热，【注】：交流电三要素是幅值、相位和频率。

以上就简要地介绍了变频器的工作原理，下图是典型变频器的接线原理图，其中16号端子是用来输入0~10V的模拟量，用来指定频率大小，0V代表0Hz，10V代表50Hz，15号端子代表对地信号。

典型变频器的连接图2 变频器外部电路连接CW代表了正转信号，CCW代表了反转信号，L1、L2、L3是由电气柜输入的三相电源，U、V、W是输出到电机的三相电。

其中，15号Al+，16号Al-、CW、CCW都是连接到数控系统主机上，由数控系统按照程序要求进行控制。

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。

目录一、绪论---------------------------------------------------------------------------------------------------------3（一）、课题应用背景及意义--------------------------------------------------------------------------------3（二）、数控机床对主轴驱动变频系统的要求-----------------------------------------------------------31、调速范围-----------------------------------------------------------------------------------------------------32、速度控制精度和加减速性能-----------------------------------------------------------------------------33、精确的准停功能和角度分度控制-----------------------------------------------------------------------3（三）、现代数控机床主轴驱动变频系统的控制策略--------------------------------------------------41、恒压频比控制与转差频率控制-------------------------------------------------------------------------42、变频定向控制----------------------------------------------------------------------------------------------43、直接转矩控制----------------------------------------------------------------------------------------------4二、数控机床主轴驱动变频控制系统软硬件平台-----------------------------------------------------5（一）、系统的硬件体系结构------------------------------------------------------------------------------51、功率电路部分---------------------------------------------------------------------------------------------52、控制电路部分---------------------------------------------------------------------------------------------6（二）、系统硬件的可靠性设计---------------------------------------------------------------------------61、完善的故障保护功能------------------------------------------------------------------------------------62、输入输出信号处理---------------------------------------------------------------------------------------63、地线处理---------------------------------------------------------------------------------------------------6（三）、系统主要控制算法实现---------------------------------------------------------------------------61、电流调节器的设计---------------------------------------------------------------------------------------72、转子变频角度计算---------------------------------------------------------------------------------------7三、实验结果分析、总结及展望-------------------------------------------------------------------------8（一）、仿真和实验波形及分析---------------------------------------------------------------------------81、仿真波形---------------------------------------------------------------------------------------------------82、实验波形---------------------------------------------------------------------------------------------------8（二）、全文总结及展望------------------------------------------------------------------------------------9内容摘要本文开始对数控机床主轴驱动变频控制的背景和意义以及要求进行分析，再对软硬件的要求进行分析，最后对仿真实验的结果进行分析，最后得出结论。

Abstract：Reasonable to carry out data control machine tools of inconsistent axis are important to improve machine tools processing accuracy. Data control machine tools are flexible , high performance, automated machine tools , it can solve the complication , accuracy and a small group of changeable parts processing problems and they are being widely applied in production . The application of the technology of the changeable frequency and restructure speed in the axis drive system is studied and it achieves the no level restructure speed . Key words：data control machine tool； restructure speed control； changeable frequency machine； no level restructure speed
由 式 （1） 可 见 ， 要 改 变 电 动 机 的 转 速 ：① 改 变 磁 极对数 p，电动机的转速可作有级变速；②改变转差 率 s；③改变频率 f1。在数控机床中，交流电动机的调 速常采用变频调速的方式。
感应电动机每相的感应电动势 E1=4.44f1N1Φm≈U1

数控机床的主轴速度调节方法数控机床是现代制造业中常用的一种高精度加工设备，而主轴是数控机床的核心部件之一。

主轴驱动系统的速度调节方法对于数控机床的加工质量、效率和稳定性具有重要影响。

本文将探讨数控机床主轴速度调节的几种常见方法。

首先，传统的主轴速度调节方法是通过变频器进行调节。

变频器是一种用于改变交流电源频率的装置，可以实现主轴电机的转速调节。

通过改变变频器的输出频率，可以改变主轴电机的转速。

变频器调节主轴速度的优点是调节范围广，可实现连续无级调节，并且具有较高的转速控制精度。

然而，传统变频器调节系统对于主轴负载变化响应较慢，且需要较长的响应时间，不能满足高速、高精度加工的要求。

为了解决传统变频器调节系统的局限性，近年来发展了一种新型的主轴速度调节方法，即磁滞无刷直流电机调速。

这种调速方法通过使用具有磁滞特性的无刷直流电机，实现对主轴速度的快速调节。

磁滞无刷直流电机调速系统具有快速响应、高精度、高效率等优点。

通过调节电机驱动器的激励电流，可以实现对主轴速度的精确控制。

磁滞无刷直流电机调速系统对于高速加工和精密加工具有较好的适应性，广泛应用于现代数控机床中。

除了传统的变频器调节和磁滞无刷直流电机调速方法，还有一种常用的主轴速度调节方法是采用伺服电机驱动系统。

伺服电机驱动系统是一种能够根据控制信号精确控制电机转速和位置的控制系统。

伺服电机通过反馈装置（如编码器）实时监测主轴转速，并与控制系统进行闭环控制，实现主轴速度的精确调节。

伺服电机驱动系统具有转速控制精度高、响应速度快、稳定性好等优点。

在要求高精度、高速度加工的数控机床中，伺服电机驱动系统被广泛应用。

此外，还有一些其他的主轴速度调节方法，如PID调节、开环控制等。

PID调节是一种基于比例、积分、微分三个控制参数的调速方法，通过调整这些参数来实现对主轴速度的控制。

开环控制是指在不考虑系统反馈的情况下对主轴速度进行调节，较少应用于数控机床中。

综上所述，数控机床主轴速度的调节方法多种多样，根据具体的应用场景和要求选择合适的调节方法对于保证数控机床的加工质量和效率至关重要。

• 定子绕组通入三相交流电后, 在电动机气隙中产生一个旋转磁场, 称为 同步转速。转子绕组中必须要有一定大小的电流以产生足够的电磁转 矩带动负载, 而转子绕组中的电流是由旋转磁场切割转子绕组而感应 产生的。要产生一定大小的电流, 转子转速必须低于磁场转速, 因此, 异步电动机也称笼型感应电动机。交流主轴电动机恒转矩与恒功率调 速比为1:3, 过载能力为1.2 ~ 1.5倍, 过载时间从几分钟到半小时不等 。
• 2.恒功率范围宽 • 主轴在全速范围内均能提供切削所需功率, 并尽可能在全速范围内提
供主轴电动机的最大功率。由于主轴电动机与驱动装置的限制, 主轴 在低速段均为恒转矩输出。
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任务5.1数控机床主轴控制系统的认知
• 为满足数控机床低速、强力切削的需要, 常采用分级无级变速的方法 (即在低速段采用机械减速装置),以扩大输出转矩。
一般不提供, 采用脉冲信号作为指令的进给驱动装置, 只有当脉冲指令 类型为“脉冲+ 方向”时, 可以把方向信号理解为改变电动机方向的 控制接口。而且主轴驱动装置的方向控制接口是和速度模拟指令接口 一起出现的, 多是DC24V 开关量接口: 进给驱动装置的“方向”控制 接口多是和“脉冲”信号一起出现的, 多是DC5V 数字信号。
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任务5.1数控机床主轴控制系统的认知
• 因此, 在接口上主轴驱动装置又具有自身的特点。 • 图5 -1 -3 是主轴装置(变频器)最基本的接口图, 如图所示采用三相交
流380V 电源供电; 速度指令由3、4 脚输入(图中通过电位器从单元内 部获得, 在数控机床上一般由数控装置或PLC 的模拟量输出接口输入 ), 指令电压范围是直流0 ~10V; 主轴电动机的启动/ 停止以及旋转方 向由外部开关5、6 控制, 当5 闭合时电动机正转, 当6 闭合时电动机反 转, 若5、6 同时都断开或闭合则电动机停止。也可以定义为5 控制电 动机的启动和停止, 6 控制电动机的旋转方向。变频器根据输入的速 度指令和运行状态指令输出相应频率和幅值的交流电源, 控制电动机 旋转。

意大利镗床主轴变频改造摘要：本文通过介绍一台意大利镗床主轴电气控制部分的传动变频器改造的经历，说明了机床维修中变频调速技术运用的适应性，以及高、新技术在旧机床改造中的重要性。

通过本次镗床主轴变频改造，使该台机床的工作状态基本恢复，节约了平时多次重复修理的时间，解决了更换配件维修费，保证了单位的生产进度。

关键词：意大利镗床电磁离合器变频器a变频调速技术是集自动控制，微电子，电力电子，通信等技术于一体的高科技技术，它以电机拖动良好的调速性、节能性能，在各行各业中获得了广泛的应用。

由于其采用软启动和电气制动，可以大大降低设备机械零件和电机传动联轴器的机械冲击，延长设备和电机的使用寿命。

随着科学技术的高速发展，变频调速器以其具有节电能、高可靠性、高效的特性应用到了工业控制的各个领域中，例如变频器在供水、空调设备，机械制造过程控制，电梯，机床，起重设备等方面的广泛应用，既保证了调速精度，又减轻了工人的劳动强度，提高了经济效益。

一、意大利镗床AB-75改造前状况我厂为生产大型港口起重设备的工厂，镗床AB-75是我厂金工车间的一台老旧设备，是五十年代由意大利进口。

该台设备使用年限比较长，故障较多，但厂里生产任务多又确实需要使用它。

它的电气故障点主要集中在主轴传动离合器上。

意镗传动离合器系湿式多片电磁离合器，它是典型的机电一体化产品，主要作用就是传递动力，同时在机床刀头咬死时，当主轴传递的扭矩大于其设定的摩擦转矩时，发生打滑，从而保护机床齿传动系统。

电磁离合器本身的故障并不复杂，主要是励磁线圈多次烧坏，有机械方面安装、跳动以及传动不均匀造成冲击的原因，也有电气原因引起的，比如电压变化大、接触点长期泡在润滑油里接触电阻变化等等。

这种离合器线圈烧坏后无法修复，型号和国产型号不一致，必须到厂家定制，订货周期长达一周，且备件价格高，造成单台设备备件损耗值居高不下，基本每年需配件费两万元左右。

两年前该台镗床由机床厂实施大修，在该点上没有作出根本性的改造，还是没有根本解决电磁离合器烧坏频繁的问题。