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浅谈变频器在数控机床中的使用

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变频器在数控机床控制中的应用

变频器在数控机床控制中的应用

变频器在数控机床控制中的应用随着科技的发展和企业对生产效率要求的不断提高，数控机床作为现代化生产的代表，将越来越广泛地应用于各种制造领域。

而作为数控机床的重要部件之一，变频器在数控机床控制中的应用也日益受到关注和重视。

一、变频器的工作原理变频器是电机控制的电子器件，它通过调节交流电源输入电压的频率和大小来控制电机的转速和运行方向。

变频器主要由整流器、滤波器、逆变器和控制单元组成，其中，整流器将交流电压变为直流电压，滤波器可以滤掉高频噪音，逆变器将直流电压转化为高频交流电压并输出给电机，控制单元则负责控制变频器的运行参数和保护电机的安全运行。

二、变频器在数控机床中的应用1. 控制主轴转速数控机床的主轴是数控机床加工的重要组成部分，它的高低速度直接影响到加工成品的质量和加工效率。

而通过变频器可以精确地控制主轴的转速，使得数控机床可以在不同的加工工艺条件下达到最佳的加工效果，因此在数控机床中，变频器通常被用来控制主轴的转速。

2. 节能降耗传统的变速方式采用机械变速或者液压变速，虽然也可以实现调整主轴的转速，但是无论是机械变速还是液压变速，都存在着一定的能量损耗，这种能量损耗对于工厂的能耗和生产成本会造成不小的影响。

而采用变频器来调节主轴转速，则可以达到节能降耗的目的。

3. 提高运行精度数控机床加工时需要完成数控程序的准确控制，而程序中不同的加工过程可能需要不同的转速，如果采用传统的机械变速或者液压变速控制，则难以达到精确的调控效果，而通过变频器可以精确地控制主轴的转速，从而提高机床的加工精度。

4. 增强运行稳定性传统的机械变速或者液压变速方式容易受到机械部件的磨损和液压系统的影响，从而影响到数控机床的运行稳定性。

而采用变频器可以避免这种问题，因为变频器的运行可以通过控制单元对变频器进行智能化的监测和控制，从而确保机床的正常稳定运行。

三、变频器在数控机床中的发展趋势随着技术的发展和市场的需求，对数控机床的加工效率、加工精度和运行稳定性提出了更高的要求，而变频器作为现代电气控制技术的代表之一，在数控机床中的应用也将不断取得新的进展和发展。

试论变频技术在数控机床上的应用

试论变频技术在数控机床上的应用

试论变频技术在数控机床上的应用张晓东摘要：随着我国科学技术的不断发展，变频技术在数控机床上的运用开始逐渐增多，而随着变频技术自身的不断进步，我国相关行业对其的运用也变得愈加广泛，本文就变频技术在数控机床上的应用进行相关研究，希望能以此推动我国数控机床的相关发展。

关键词：变频技术；数控机床；电力驱动自变频技术在数控机床中的广泛运用开始，数控机床自身的科技技术含量便飞速提高，其智能化、数字化以及网络化的特点也与我国当下的数字机床应有的相关要求相符，所以对其进行相关研究就显得很有现实意义。

1 数控机床中变频器容量的选择在变频技术于数控机床中的具体一种中，对于其中变频器容量的选择关系着其具体的变频效果的发挥，是一个较为复杂且棘手的问题。

在具体的数控机床中的变频器选择中，相关技术人员需要考虑数控机床电动机的容量，以此进行不同容量变频器的选择。

这里需要注意的是，一旦变频器的容量相较于数控机床电动机容量来说较小的话，就很容易出现对数控机床的正常运行造成影响，甚至造成数控机床的损毁，而当变频器容量相关于数控机床电动机容量来说较大的话，则会使数控机床的谐波分量变大，造成资金浪费的情况发生，所以在对数控机床使用的变频器选择中，相关技术人员必须严格按照以下规定进行具体的选择决策[1]。

数控机床变频器三步骤容量选择法。

为了确保数控机床中变频器容量选择的准确无误，保证相关生产的顺利进行，当下我国技术人员一般通过三步骤进行数控机床变频器容量的选择，具体步骤如下：（1）通过对数控机床负载性质的变化规律计算出负载电流大小。

（2）通过负载电流计算结果，预选数控机床所使用的变频器容量。

（3）对选择的预选变频器的过载能力与起动能力进行检验，如未通过相关技术人员需要继续第二步骤的的变频器预选，直至通过为止。

这三步就是我国现阶段常采用的数控机床变频器容量选择的具体步骤，这里需要注意的是，一般来说数控机床的变频器容量越小越为经济，但一切都要以满足具体的数控机床运行为前提[2]。

通用变频器在数控机床主轴控制的应用

通用变频器在数控机床主轴控制的应用

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。

数控机床变频器

数控机床变频器

数控机床变频器随着科技的不断发展和工业生产的不断进步，数控机床作为机器人产业中的重要组成部分，已经成为了各大制造企业必不可少的生产设备。

而数控机床中的变频器则是数控机床的重要配件之一，其作用在于将输入的电源信号转化为合适的电源信号，以控制电机的转速和输出转矩。

下文将详细探讨数控机床变频器的基本原理、结构、工作原理及其市场应用。

一、数控机床变频器的基本原理1. 变频器概念变频器是一种能够将电网交流电源转化为任意电压和频率的交流电源的电子装置。

它具有节能、减少运行噪音和振动等优点，因此在各种工业自动化控制的应用中得到了广泛的应用。

2. 变频器原理变频器通过将输入的交流电源经过整流、滤波、逆变等环节后，使其输出的电信号具备可变速、可变频率的特性。

其中，整流通过将输入的交流电源转换为直流电源，滤波通过消除直流电源中的杂波信号，逆变通过将直流电源转换为交流电源。

通过对这三个环节的不同控制，就可以获得不同的电压和频率输出信号，从而控制数控机床的电动机输出转速和输出转矩。

二、数控机床变频器的结构数控机床变频器的结构主要由整流器、滤波器、逆变器、控制电路等部分组成。

其中整流器用于将输入的交流电源转换为直流电源；滤波用于消除直流电源中的杂波信号，以防止机器产生不必要的故障；逆变器用于将直流电源转换为交流电源，以控制电动机的转速和输出转矩。

而控制电路则控制以上三个环节的工作状态，以让变频器正常地工作。

三、数控机床变频器的工作原理数控机床变频器的工作原理主要是将输入的电压和频率信号进行分析，经过程序控制产生逆变受控电源输出。

其具体过程如下：1. 电网供电信号输入：将电源线连接数控机床变频器的电源输入端，电源通过自带的滤波电路进行滤波，去除噪声和杂波信号。

2. 整流滤波：将交流电源通过整流电路转化为直流电源，再通过滤波电路去除杂波信号。

3. 比较振荡信号生成：将直流电源通过比较振荡产生逆变信号的控制信号。

这部分通常通过数字信号处理器（DSP）来实现。

变频器在数控机床主轴上的应用

变频器在数控机床主轴上的应用

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。

变频器在机床加工中的应用

变频器在机床加工中的应用

变频器在机床加工中的应用随着科技的不断发展，变频器作为一种节能调速设备，在机床加工领域中得到了广泛的应用和推广。

它通过改变电动机输入电源的频率和电压，实现对电机的调速，从而使机床达到更高的加工效率和精度。

本文将重点探讨变频器在机床加工中的应用，并简要介绍其优势和发展趋势。

一、变频器在机床加工中的优势1. 节能环保：传统的机床通常采用恒速电机，无法根据具体工况调整转速，造成能源的浪费。

而变频器具有调速功能，可根据加工需求灵活调整转速，有效降低能源消耗，减少对环境的污染。

2. 提高加工精度：变频器调速范围广，可以实现机床的高、低速自动切换，避免了因速度不匹配而导致的工件质量问题。

同时，变频器还能调整电机的加减速曲线，使得机床运行更加平稳，提高加工精度。

3. 延长机床寿命：传统机床在启动时会产生较大的电流冲击，对机械部件造成额外的压力，导致寿命缩短。

而变频器启动时可以实现平滑启动，减少冲击，有效降低了机床的故障率，延长其使用寿命。

4. 提高加工效率：变频器调速快速准确，能够根据不同的工件要求实现即时调整，提高了机床的加工效率。

在复杂的加工任务中，变频器能够帮助机床实现自动化生产，提高生产率和效益。

二、变频器在机床加工中的应用案例1. CNC车床：CNC车床是一种广泛应用变频器的机床。

由于车床在加工过程中需要不同速度的转动，传统的恒速驱动方式无法满足要求。

而变频器可以实现对电机转速的精确控制，使车刀在加工过程中达到最佳速度，提高了加工效率和加工质量。

2. 立铣加工中心：立铣加工中心是一种多功能机床，通过变频器可以实现主轴的高速精确调整，适应不同工件的加工需求。

变频器还可以配合伺服控制系统实现高速切削和加工精度的提升，广泛应用于模具制造和零部件加工等领域。

3. 钻床和磨床：钻床和磨床是常见的机床类型，通过变频器可以实现对主轴速度的调整，满足不同加工需求。

同时，变频器还可以通过设置合适的参数，实现钻削和磨削过程中的自动化控制，提高加工效率和加工精度。

通用变频器在数控机床主轴控制的应用

通用变频器在数控机床主轴控制的应用

通用变频器在数控机床主轴控制的应用作者：金光云来源：《中国新技术新产品》2013年第09期摘要：论文中介绍了通用变频器的技术特点，并以一台三坐标数控机床为例，介绍了在数控机床主轴控制时使用通用的变频技术进行驱动，所采用的具体电路设计、PLC程序及各类相关数据的匹配关系。

关键词：主轴控制；通用变频器；PLC程序中图分类号：TG65 文献标识码：A1 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由变频器自身来完成，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。

2 性能对比随着生产技术的日益发展，对机械加工设备的要求也越来越高。

有些数控机床的控制形式已限制了机床的加工性能，V2-2000B机床是一台三坐标龙门数控铣床，由法国FOREST公司生产，其主轴采用变频机组形式进行控制，只提供了1000～6000RPM中的五个固定档位的主轴转速，限制了加工时对主轴转速的选择范围。

这种主轴的控制方式，决定了主轴的启动与停止硬性较大，对机床的硬件有很大的损伤，使一些元件使用寿命变短，导致机床故障频繁发生。

这种数控机床主轴控制形式已明显落后，因此，采用变频技术控制主轴进行生产加工，可以满足现在的加工需求，并能解决旧式控制方式的缺点。

3 工作内容3.1 选择主轴变频模块数控机床的主轴运转规律是：额定转速以下为恒转矩运行，额定转速以上为恒功率运行。

因此配备的变频器规格应遵循公式：In≥K·ImIn为变频器额定电流，Im为电机额定电流，K为电流系数一般为1.05～1.15。

另外根据变频器选型的理论计算，再考虑到其过载能力，一般的恒转矩负载应用时按电机功率放大一倍。

变频技术在数控机床设备上应用的研究

变频技术在数控机床设备上应用的研究

现 代 装备 制 造 业
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关键词
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变频技 术
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数控 机床
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中图 分 类 号 ：
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文 献 标识 码
口 张跃 灵
( 沈 阳 职 业 技 术 学 院 计 算机 学 院
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辽
宁 沈阳
1 10 0 2 1 )
摘
要
：
必 须 发挥 但 是 要 想更 好 的发 挥其 重要 作 用 数 控 机 床 的 应 用 越 来越 广 泛 和 重 要 对 变频 器在数 控 机 床 过 调 研 并长 期 从 事对 变频 器 的 研 究 和 开 发 通 变频 器 的 作 用 好 其 关键 部件 中 的 使 用 原 理 及 使 用 方 法 等 问 题 进 行 了探 讨 并 对 在 主 轴 上 用 变 频 器 的 优 点 给 予 了 阐 述

浅析变频器在数控机床主轴上的运用

浅析变频器在数控机床主轴上的运用

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。

论变频器在数控机床主轴控制中的应用_张幸福

论变频器在数控机床主轴控制中的应用_张幸福
【关键词】变频器；故障分析；数控机床
1. 概述 数控机床主轴是数控机床的重要组成部分，用来安装刀具或工 件，并带动刀具或工件旋转，其旋转精度直接影响机械加工精度，其 转速的高低直接影响到生产效率和零件表面粗糙度。数控机床主轴 控制方式主要有两种方式：串行伺服控制和模拟量控制。国内现使 用的大部份数控机床都属于中低档数控机床，采用模拟量控制就能 满足其对主轴的控制要求。模拟量控制是指主轴的速度信号为模拟 量形式，其在一定范围内连续变化。模拟量控制的主轴驱动装置常 采用变频器实现控制。变频器的种类很多，生产厂家也很多，目前德 国西门子的 ＭＩＣＲＯＭＡＳＴＥＲ ４４０ 系列变频器在国内各行各业中得 到了广泛应用。 1. 变频器的作用 变频器是利用交流电动机的同步转速随电源频率变化而变化 的特性而实现调速运行的装置，可用于交流电动机的速度控制。 2. 变频器的组成与功能 ２．１ 变频器的基本组成 变频器主要由主电路和控制电路组成。按照主电路结构，变频 器分为交一交和交一直一交两种形式。交一交变频器可将固定频率 的交流电源直接变换成频率、电压均可连续调节的交流电源，没有 中间环节，故又称为直接式变频器。交一交变频器电源转换效率高， 但其连续可调的频率范围较窄，主要用于容量较大的低速拖动系 统。交一直一交变频器是先把工频交流通过整流器变成直流，然后 再把直流变换成频率、电压均可控制的交流，又称为间接式变频器。 目前常用的通用变频器为交一直一交变频器。 ２．２ 通用变频器的端子功能 西门子的 ＭＩｃＲＯＭＡｓＴＥＲ ４４０ 系列变频器，具有多个外接端 子，能实现丰富的控制功能。电源端子：通用变频器的电源可根据输 出负载的电压要求选择单相 ２２０ Ｖ、三相 ３８０ Ｖ 等多种电压形式。模 拟量输入端子：由变频器提供的 １０ Ｖ 电压输出端子和模拟输入端 子组成。即可作为模拟量的电源提供者，又可决定变频器的入端子的状态控制电机的启动和 停止、正转和反转，以及变频器的故障复位。 模拟量输出端子：模拟量输出端子用来指定其反馈实际设定频 率、实际输出频率、实际输出电压、实际直流回路电压、实际输出电 流等内容。 继电器输出端子：控制继电器状态。 电动机接入端子：接三相异步电动机。 制动单元接入端子：实现按线性方式平滑和可控地降低电动机 的速度。 通讯端子：Ｒｓ４８５ 串行通讯接入端口，实现和外部设备的信息 交换。 3. 变频器的参数及设置 ３．１ 变频器的参数 参数是 ＭＩｃＲＯＭＡｓＴＥＲ ４４０ 系列变频器广泛应用于各种控制 的一个关键因素，是运用其功能的钥匙。４４０ 系列变频器具有

海浦蒙特HD30矢量变频器在数控机床上的应用

海浦蒙特HD30矢量变频器在数控机床上的应用

海浦蒙特HD30矢量变频器在数控机床上的应用1 引言随着电子信息技术的发展，世界机床业已进入了以数字化制造技术为核心的机电一体化时代，其中数控机床就是代表产品之一。

数控机床是制造业的加工母机和国民经济的重要基础。

它为国民经济各个部门提供装备和手段，具有无限放大的经济与社会效应。

主轴是数控机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，提升加工质量有着重要的作用。

采用变频器构造的主轴驱动系统可以实现无极调速，并具有调速范围广，结构简单，节约成本等优势，在机床上使用非常普遍。

海浦蒙特HD30系列变频器以其优越的性能和高可靠性，在数控机床的应用方面取得了优异的效果。

2 数控机床主轴驱动的技术要求数控机床主轴驱动是数控机床的重要组成部分，对于驱动系统具有以下技术要求：可以实现快速加减速：通常数控机床的加减速时间要求比较短，一般在1~2s左右，因此对变频器的动态性能要求较高。

需要在低速时具有强大过载能力：要求变频器具有可靠的过载保护功能。

在低速时能够提供足够的转矩输出：根据数控机床的工作特点，一般要求主轴驱动系统在1~2Hz可以输出150%额定转矩。

稳速精度高：对于高速旋转的主轴电机，速度波动过大将会影响工件的加工质量，因此对于驱动系统的速度稳定性要求很高。

接口方便：一般数控机床控制运行命令来自端子给定，频率给定指令来自模拟量，因此要求变频器有匹配的端子和模拟量接口。

3 HD30矢量控制变频器简介HD30系列矢量控制通用变频器是深圳市海浦蒙特科技有限公司研制的新一代矢量控制变频器，具有低速转矩能力强，控制精度高，超静音运行控制。

内置过程PID、可编程模拟量曲线、16段多段速运行，逻辑可编程输入输出端子，多频率给定通道设计等特色功能，把通用需求和行业用户的个性化需求有机地结合起来，提供了高集成的一体化解决方案。

同时具有很强的电网和环境适应能力，可靠性高，操作简单方便。

4 HD30矢量变频器特点HD30系列变频器根据数控机床主轴驱动系统的技术需求，具有众多针对性优点：1．具有可靠地过载保护能力，可以可靠输出150%以上额定输出电流超过2分钟；2．0.5Hz时起动转矩能够达到180%以上，满足机床主轴驱动低速大转矩的需求；3．至少两路标准的模拟量输入接口（AI1电压0~10V，AI2电压/电流可选-10V~+10V/0~20mA DC），能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强；4．采用最新算法，使模拟量输入具有高线性度和高精确度；5．输出端子逻辑可编程。

浅谈变频器在数控磨床上的应用

浅谈变频器在数控磨床上的应用
进行 参 数设 定 ，见表 １ 。
在长 时 间的使用 过程 中，直径 会逐 渐变 小 ，进而会 使磨 削 的线速度 降低 。针 对这 一现 象 ，可 以运用变
随着砂 轮 的直径 变小 ，通 过提升 变频 器输 出频 率调
其 中关于 电动 机 的相关 参数 必须 如实 、正确地 参照 电动机铭 牌来 填 写 。而参 数 Ｐ １ １ ２ ０与 Ｐ １ ０ ２ １ 则
在西 门子 ４ ４ ０系列变频器 中，端子 Ｒ、Ｓ 、Ｔ为 电 源给 定端 子；端 子 Ｕ、Ｖ、Ｗ 则直接连接 电动机 ，作 为输 出端 ；端 子 ５ 、６ 、７ 、８以及 １ ６ 、ｌ ７均 为数字 量输 入 端子 。在 实 际应 用 中 ，通 过对 变频 器进 行相 应 的参数 设定 后 ， 由外 部 电路控 制各 个端 子 的输入 状态 ，来 实现 变频 器不 同频 率 的输 出。
程序执行跳转至 ＭＡ Ｒ Ｋ ２ ， Ｍ６ １ 控制变频器输 出，砂
轮 转速 为 砂轮 速度 ２ ；若 Ｒ ４ ＜ ６ ８ ０ ，程序 顺 序执 行 。
Ｉ Ｆ Ｒ４ ＞＝６４ ０ ＧＯ ＴＯ Ｆ Ｍ ＡＲＫ ３
设 定值 ３
１（ 缺 省值 为 ０ ） ０
注 释 用户 访 问级 （ 专家 级别 ）
（ Ｔ） ３（ Ａ聃 ｌ 斗） ４（ ＡⅡ ）
般采用 多 电动机 拖 动 ，主 轴和 各进 给系 统分 别 由各 自的电动机 来拖 动 。 由于机 床 的加工 范 围不 同， 因此 要求 机床 具有 不 同的运动 速度 ，并 且机床 的主轴也 应 能进行 调速 以适应 不 同规格 、不 同材质 的工 件加 工 。 由于数控 磨床 的精 度要 求较 高 ，时至今 日数控 磨 床 的进 给 轴大 多仍然 采用 数控 模块 配备 伺服 电动 机 驱动 ，通过 Ｎ Ｃ 程序 来进 行调速 及控 制 。然 而对 于相对精 度要 求不 是特别 高 的砂轮 主轴 系统 和头 架

矢量变频器在数控机床主轴控制中的应用

矢量变频器在数控机床主轴控制中的应用

实现对于交流 电动机的转矩控制 。采用矢量控制方式 的通用变频器 于电机的旋转辨识需要确保电机在空载的情况下进行 ，同时在进行
不仅可在调速范围上与直流电动机相匹配 ，同时还可以控制异步 电 电机参数辨识的过程中首先需要正确的输入电机铭牌的参数。在数
动机所产生 的转矩 ，在数控机床主轴控制 中采用变频器进行控制不 控机床主轴变频器 的应用过程中主要需要设置以下功能与参数 ：１）
主轴 电机是数控机床 中的耗能大户 ，据统计 ，数控机床 的能耗 中有 转速的合理控制 ，大大提高了数控机床主轴的控制效率。
将 近 ４—５成是由主轴电机耗 费掉的 ，为响应国家提 出的节 能号召 ， ３ 变频器在数控机床主轴中的应用 通过在数控机床主轴电机控制中采 用变频器 的控制方式在 降低能 ３．１ 数控机床主轴变频器的选型 。现今 ，在数控机床主轴变频器应
耗 、提高效率的同时能够实现对于数据机床 主轴 电机 的更好 的控 用 中较为简单的是 ｖ／Ｆ’控制 ，此种类型 的控制方式是一种电压发生 制 。数控机床是现今工业制造领域 中应用最多 的工业设备 ，提高数 模式装置 ，其主要是通过对调频过程 中的电压进行给定变化模式 的
控机床与数字 、信息技术的结合能够更好 的提高数控机床的机 电化 调节 ，从而实现对交流 电机的控制。此种控制方式的缺点是低频 时
科 学的进步促进 了经济的快速发展 ，在现今的工业生产中，电 等，从而实现使用数控装置对于交流电机的控制与状态反馈。 子信息技术在工业领域中的应用越来越广泛 ，数控机床是现今工业 ２．２ 数控机床主轴变频控制系统的组成 。以使用变频器的数控机 制造 的核心 ，通过将数字技术 与数控机床进行有机结合能够有效 的 床车床为例 ，在实现对于数 控机床进给的控制时 ，机床可以指令信

安川CIMR-VA4A0005变频器在数控机床的应用

安川CIMR-VA4A0005变频器在数控机床的应用

Ｓ ６由列 表 可知 其 功 能 ， 滑 动 电 阻 用 来 调 节 其输 出 电 流 （ 扭矩 ） 大
小， 端子 ＭＢ是变频器的故障输 出 ， Ｐ １ 表示 卡盘卡紧监测点 ， 当 电流 （ 扭矩 ） 到达设定值 时 ， Ｐ １ 点 的信号 由 ０变 为 ｌ ， Ｐ ２是第 二
动侦测 电机动态运转 的参数并做出相应调整 ， 以保证电机在最高 效率状态下运转 ， 因此 ， 无速度传感器矢 量变频器可以代替交流
速度 第一电机 ０ ％速 第一 电机低速
ＯＦＦ ０Ｎ ＯＦＦ
０Ｎ
第一 电机 中速 第一 电机高速
Ｏ Ｆ Ｆ Ｏ Ｎ 第二电机 Ｏ ％速 第二 电机速度
使性能下降 、 稳定性变差 ， 速精度受转差率及负载 的影响 ， 无法精
确控制电机的实际转速 ， 存在控制精 度低 、 动态性 能差 、 故 障率
０Ｎ
高、 控制功能少等缺点 ， 而且提高定子电压的补偿难 以完全与负
载匹配 ， 低速转矩不足。因此， ｖ ／ Ｆ 控制变频器尤其不适用于诸如 数控机床主轴 、 伺 服等要求高精度 、 快响应的传动机械 。Ｃ Ｉ ＭＲ — Ｖ Ａ ４ Ａ ０ ０ ０ ５ （ ＨＤ １ ． ５ ｋ Ｗ） 变频器采用先进的无速度传感器矢量控 制技术 ， 电机在低速时转矩大 ， 且速度精度高 ， 功能齐全 ， 能够 自
速度指令 １速度指令 ２第＝ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 电机选择 速度指令 ３
０ＦＦ
关键词 ： 安川变频器 ； 松本 电动卡盘 ； 三共刀架 ； Ｐ Ｌ Ｃ Ｄ ＯＩ ： １ ０ ． １ ６ ６ ２ １ ￣ ． ｃ ｎ ｋ ｉ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ｌ ０ ０ １ — ０ ５ ９ ９ ． ２ ０ １ ； ． ０ １ ． ２ ７

变频器在经济型数控机床上的应用

变频器在经济型数控机床上的应用

变频器在经济型数控机床上的应用前言近年来，随着经济的快速发展，机床工业也有了飞跃的发展：体现在新技术的广泛应用和企业效益的明显改善。

目前机床行业的消费主流是数控机床。

从国内外市场对数控机床的需求来看，以后数控机床市场具有以下特征：一是经济型数控机床是以后的主流产品。

二采用新技术，降低成本，提高产品稳定性是企业生存的关键。

下面我们以机床拖动方面采用变频调速来说说变频器在该行业的应用情况：一原机床的主轴传动特点：一般情况下机床的拖动系统是由电机带动齿轮箱来传动和调速的。

它具有以下特点：1. 原系统概况A 负载—恒功率性质齿轮箱变速时，转矩的变化与转速的变化成反比。

若不计齿轮箱的损耗，则在全功率范围内，都具有恒功率的特点。

1）转速档次调速箱有8档转速：75、120、200、300、800、1200、1500，2000r/min。

2）电动机的主要额定参数额定容量：3.7kw额定转速：1440r/min负载特性：恒功率3) 控制方式由手柄组合的8个位置来控制四个离合器的分与合，得到齿轮的8种组合，从而得到8档转速。

B．低速时的过载能力强低速时，拖动系统经齿轮箱降速后的额定转矩将远大于负载的最大工作转矩，有很强的过载能力。

二应用变频器调速时的基本考虑：1、变频调速的调节范围很广，一般通用型变频器都可以实现0—400HZ范围内无级调速。

2 考虑到机床要求具有较硬的机械特性。

符合变频器+ 普通电机（或变频电机）传动具有机械特性硬的特点。

一般在低频下都可以提供150%负载转矩的能力3、考虑到机床需要在低速时具有强大过载能力。

变频器可以提供150%的过载保护（6 0S），能够满足设备的要求。

4、使用变频调速后，可以简化齿轮变速箱等原有复杂的机械拖动机构，自动化程度高，操作简单，维修方便。

5 变频器具有电压（DC0—5V，DC0—10V），电流模拟输入接口，可以与数控系统的控制信号很好的匹配。

三惠丰变频器在该行业的具体应用情况。

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浅谈变频器在数控机床中的使用
摘要在数控机床上，变频器主要用于交流电动机的控制，它不但起了节能和调速的作用，而且它的软启动能够保护附属电气设备，避免直接启动给机械设备造成冲击，从而引起机械故障。

因此变频器是理想的调速和控制装置。

本文就变频器在数控机床上的应用及它在使用和维护中常见的问题进行阐述。

关键词变频器数控机床调速节能维护
中图分类号：tg659 文献标识码：a
1 关于变频器
变频器是利用电力半导体器件的通断作用将把电压、频率固定不变的交流电变换成电压、频率可以改变的交流电的电能控制装置。

作为能够改变输出频率的设备，变频器其主电路由整流器件、直流部分和逆变器件（igbt）三部分组成。

基本结构示意图如图1：整流器件作为变频器与三相交流电相连的部分，把三相交流电变成直流电。

直流部分是变频器的信号控制部分。

直流电部分取出所需的电压，带动驱动电路、检测电路和cpu控制器。

驱动电路用来实现逆变器件的驱动，检测电路用来实现对温度、电流和电压的检测，cpu控制器实现判断和控制功能。

而逆变器将直流电变换为所要求频率的交流电。

通过逆变器的驱动电路实现对逆变器的驱动，从变频器输出的电就变成了电压为380v，频率可调的交流电，从而驱动电机完成预想的控制工作。

2 变频器在数控机床上的应用
数控机床要求主轴调速范围宽，能实现无级调速，在主轴正、反向转动时可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短，要求恒功率范围宽。

变频器可以通过改变输出交流电的频率，达到对交流电机进行速度调节的目的。

机床采用变频器控制，启动时随著电机的加速相应提高频率和电压，起动电流一般被限制在150%额定电流以下。

而采用工频电源直接起动时，起动电流为额定电流的6至7倍，将对电网及负载造成很大的冲击，影响了周边电器的工作，增加了机械传动部件的磨损，降低了设备的寿命。

另外电机的转矩会随速度降低而减小，使用变频器控制电机后，将改善电机低速时转矩不足的状况，在额定频率下变频器能进行恒转矩调速。

变频器的无级调速，软启动，恒转矩输出极大地满足了数控机床对恒速度，恒转矩，加减速控制等的要求，生产效率更高，使用、维护更加方便，因此数控机床广泛采用变频器进行主传动控制。

3 数控机床变频器使用中的常见故障
下面以440系列变频器的故障代码及故障原因来分析数控机床在使用过程中变频器的常见故障及其处理方法。

从故障原因来看，变频器不能正常工作的原因及解决方式主要有：
3.1 过载，包括变频器过载和电机过载
变频器的过载经常是因为加速时间短、直流制动量过大或电网电压太低等原因引起的。

一般可通过延长加速时间、延长制动时间、检查电网电压等解决故障。

而电机过载是由于变频器功率过小、电机负载过重而引起的，因此系统要选择合适的变频器以适应电机。

3.2 欠压、过压
当电压过小或过大时，变频器的检测元件会自动保护变频器，变频器停止工作。

欠压、过压故障主要是因为外部电源的故障引起的，也有少数故障是检测电路损坏引起的。

如过压有可能是因为减速时间太短或制动电阻损坏造成的。

遇到欠压、过压故障时，先检查检测电路是否完好，然后再对外部电源进行检查。

3.3 过流
当电流过大时变频器启动过流保护，变频器停止工作。

一般可从外部电器和变频器本身分析过流故障。

3.3.1 由外部电器引起的过流故障
（1）电机负载突然增大，造成冲击而引起过流。

（2）电机和电机电缆相间或相对地的绝缘破坏，造成匝间或相间对地短路，因而导致过流。

（3）当装有测速编码器时，速度反馈信号丢失或非正常时，也会引起过流，这时需要检查编码器和其电缆。

3.3.2 由变频器本身引起的过流故障
维修中，遇到过流故障，我们先用电流表测量变频器输出的电流。

看输出电流是否平衡，如果输出不平衡，说明变频器内部器件有问题。

3.4 外围电路故障干扰
变频器周围所有继电器、接触器的控制线圈上需加装防止冲击电压的吸收装置，尽量缩短控制回路的配线距离，并使其与主线路分离，采用屏蔽线回路。

数控机床的变频器安装时，由于其集成度高，整体结构紧凑，自身散热量较大的特点，对安装环境的温度、湿度和粉尘含量以及电网质量要求较高，保证变频器在较低的温度状态下运行是延长变频器寿命的基本要求。

变频器在使用前应对现场的外部条件进行检查，不能满足要求时应采取有效措施加以解决，从而杜绝外部环境对变频器的影响。

总之，在数控机床的使用过程中，我们还会遇到许多关于变频器的问题，造成变频器故障的原因很多，需要我们仔细分析，不断地学习，总结经验教训，相信通过不断发现问题解决问题，我们的理论水平和实践技术能力一定会得到进一步的提高。

参考文献
[1] 李发海.电机与拖动基础[m].清华大学出版社，2005.
[2] 韩安荣.通用变频器及其应用[m].机械工业出版社，2009.
[3] 吴文龙.数控机床控制技术基础——电气控制基本常识[m].高等教育出版社.。

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