变频主轴的调试及故障诊断

实训变频主轴的调试及故障诊断模拟量控制的主轴驱动装置模拟量控制的主轴驱动装置一、实训目的1、了解主轴变频调速的工作原理、主轴变频系统的控制工作原理2、掌握主轴变频驱动系统的连接和调试方法3、熟悉主轴变频驱动系统的故障诊断二、实训设备1、RS-SY-802D数控机床综合实验系统。2、专用连接线三、实验内容1、变频器的常规使用2、变频器的常见故障诊断3.主轴数据设置和伺服驱动设置模拟量控制的主轴驱动装置四、基础知识主轴驱动系统包括：

主轴驱动装置、主轴电动机、主轴位置检测装置、传动机构及主轴。由主轴速度控制信号分：

模拟量控制——采用变频器控制（通用和专用）

串行数字控制的主轴驱动装置——由数控系统驱动专用主轴电动机要求：一般主轴要求：速度大范围连续可调、恒功率范围宽，

另外：螺纹加工、准停、恒线速度加工等，要求主轴有进给控制和位置控制，故称主轴伺服系统。伺服主轴要求：有进给控制和位置控制主轴变速：电动机带齿轮换档（降速、增大传动比、增大主轴转矩）；电动机通过同步齿带或皮带驱动主轴（恒功率、机械传动简单）主轴驱动系统分类电动机：1）直流伺服系统：晶闸管整流式（SCR速度控制系统），晶体管脉宽调制方式（PWM速度控制方式）；特点：调速性能好，输出力矩大，过载能力强，精度高，控制简单易调整。2）交流伺服系统

特点：保持直流系统特点，且交流电动机无须维护、制造简单，不受恶劣环境影响。模拟式交流伺服系统（早期）和数字交流伺服系统。主轴电动机

三相鼠龙式异步电动机

专用主轴电动机三相感应电动机的变频调速原理n=60f/pU≈E=4.44fWKΦ

同时改变f和U的方法来实现电机转速n的调速控制，

并使得输出扭矩在一定范围内保持不变。模拟量控制的主轴驱动装置

基本原理：把固定频率（50HZ）的交流电转换成频率连续可调

（0~400Hz）的三相交流电，电路包括：交直电路、制动单元、直交电路。通用变频器的结构变频器是把电压、频率固定的交流电变成电压、频率可调的交流电的变换器。与外界的联系基本上分为三部分：一是主电路接线端，包括工频电网的输入端（一般R、S、T），接电动机的输出端（一般U、V、W）。二是控制端子，包括外部信号控制变频器的端子，变频器工作状态指示端子，变频器与外界的通讯接口。三是操作面板，包括液晶显示屏和键盘。变频器的工作原理整流、逆变单元驱动控制单元中央处理单元保护及报警单元参数设定和监视单元西门子MM420简介（1）、MM420系列变频器主要特征：

•调试简单•模块化的结构，因而组态具有最大的灵活性

•具有三个完全可编程的隔离的数字输入

•一个可标定的模拟输入(0V至10V)；它也可以作为第4个数字输入来使用。

•一个可编程的模拟输出(0mA至20mA)•一个完全可编程的继电器输出(30V，直流/5A，电阻负载或250V，交流/2A，感性负载)•采用较高的开关频率时，电动机运行的噪声很小

•完善的变频器和电动机保护功能MM420变频器保护的特点：

•过载能力为150%额定负载电流，持续时间60秒，间隔周期5分钟•过电压/欠电压保护

•变频器过温保护

•采用PTC，通过数字输入端接入的电动机过热保护

•接地故障保护

•短路保护

•I2t电动机过热保护

•闭锁电动机保护

•防止失速

•采用PIN编号实现参数连锁MM420变频器的接线线端子变频器电源接接线位于变频频器的左下侧侧，单相交流流电AC220V供电时接接线线端子L/L1、N/L2及接地PE，三相交流电电AC380V供电时接接线线端子L/L1、N/L2、L3及接地PE。变频器电机接接线位于变频频器的右下侧侧，接线端子子U、V、W及接地PE引线接三相电电动机，当供供电为单相交交流电AC220V时，三相电机机为220V，当供电为三三相交流电AC380V时，三相电机机为380V。MM420变频器弱电控控制接线端子子排列如下图图所示3)变频器接线方方框图变频主轴的电电气控制原理理1)变频器的电气气控制原理图图2)变频器与611U伺服驱动的连连接图802D数控系统配置置变频主轴时时,变频器0-10V的指令电压是是通过611UE的X411端口上的75.A和15给出的,正反转指令是是通过X453端口上的Q0.A和Q1.A给出的附加在第一单单轴模块或第第一双轴的A轴上。611UE采用8位D/A转换器，模拟拟给定的最小小当量为78mV！注意：使用X453接口的Q0.A和Q1.A输出功能时，，X431接口必须给P24和M24提供DC24V电源。X472编码器接口为为TTL差分接口。注意：主轴只只能连接在第第一单轴模块块或第一双轴轴模块上。实训练习变频器操作练习1、复位为工厂厂的缺省设置置值为了把所有的的参数都复位位为工厂的缺缺省设置值，，应按下列数数据对参数进进行设置：设设定P0010=30。设定P0970=1。说明：大约约需要10秒钟才能完完成复位的的全部过程程，将变频频器的参数数复位为工工厂的缺省省设置值。。实训练习2.快速调试实训练习3、用操作面面板对变频频器进行控控制，正转转、反转、、停止、改改变电机转转速等。4、用实验台台上控制板板上的元件件对变频器器进行控制制，正转、、反转、停停止、改变变电机转速速等。5、用NC系统对变频频器进行控控制，正转转、反转、、停止、改改变电机转转速等。实训练习二.数控机床主主轴的相关关参数数控机床主主轴控制的的相关PLC（略）1）与变频主主轴相关机机床数据的的设定数据号数据名值数据说明13060DRIVE_TELEGRAM_TYPE[0]0总线地址12的报文类型13060DRIVE_TELEGRAM_TYPE[4]0总线地址10的报文类型13070DRIVE_FUNCTION_MASK[0]8000总线地址12的功能选项：模拟主轴30134IS_UNIPOLAR_OUTPUT[0,AX3]0双极性模拟量（出厂设定）1单极性模拟量（使能&方向）2单极性模拟量（+使能&-使能）30110CTRLOUT_MODULE_NR[0,AX3]1给定值模块号30120CTRLOUT_NR[0,AX3]2给定值号信号端口30130CTRLOUT_TYPE[0]0给定值输出类型30200NUM_ENCS1编码器数量30220ENC_MODULE_NR[0,AX3]1编码器模块号30230ENC_INPUT_NR[0,AX3]2编码器信号端口号数据号数据名值数据说明30240ENC_TYPE[0]2编码器类型31020ENC_RESOL[0,AX3]实际值TTL编码器每转脉冲数32000MAX_AX_VELO最大轴速度32020JOG_VELO_RAPID点动方式快速速度32250RATED_OUTVAL[0,AX3]100额定输出值（%）*32260RATED_VELO[4]实际值额定电机转速(对应模拟电压)*36200AX_VELO_LIMIT[0]...[5]速度监控的门限值35110GEAR_STEP_MAX_VELO[0]...[5]主轴各档最高转速35130GEAR_STEP_MAX_VELO_LIMIT[0]...[5]主轴各档最高转速限制2）与变频主主轴相关伺伺服驱动器器的数据设设置利用准备好好的“驱动动器调试电电缆”将计计算机与611UE的X471连接起来；；从WINDOWS的“开始””中找到驱驱动器调试试工具SimoComU，并启动；；选择联机方方式；进入入专家表（（Ctrl+E），配置电电机参数：：P890=4编码器信号号源来自X472接口P922=104主轴信号的的PROFIBUS报文类型P1007=编码器线数数外装编编码器每的的转脉冲数数。应与主主轴参数MD31020相同。在SimoComU的主画面上上选择图标标存存储数数据，选择图标上上电复复位P922=0主轴信号的的PROFIBUS报文类型P890=4编码器信号号源来自X472接口P915[8]=50103总线给定值值配置：模模拟输出送送到X441的端子75.A和15P915[9]=50107总线给定值值配置：数数字输出送送到X453的端子Q0.A和Q1.A注意：参数数的索引号号[8]、[9]需要用鼠标标右键激活活显示滤波波器：在SimoComU的主画面上上选择图标标存存储数据据，选择图标上上电复位P922=0主轴信号的的PROFIBUS报文类型，，然后再SimoComU的上设定模模拟输出和和数字量输输出，见下下图：9、静静夜夜四四无无邻邻，，荒荒居居旧旧业业贫贫。。。。12月月-2212月月-22Wednesday,December21,202210、雨中黄叶树树，灯下白头头人。。21:51:2221:51:2221:5112/21/20229:51:22PM11、以我我独沈沈久，，愧君君相见见频。。。12月月-2221:51:2221:51Dec-2221-Dec-2212、故人江江海别，，几度隔隔山川。。。21:51:2221:51:2221:51Wednesday,December21,202213、乍见见翻疑疑梦，，相悲悲各问问年。。。12月月-2212月月-2221:51:2221:51:22December21,202214、他乡生生白发，，旧国见见青山。。。21十十二月20229:51:22下午午21:51:2212月-2215、比不了了得就不不比，得得不到的的就不要要。。。。十二月229:51下午午12月-2221:51December21,202216、行动出出成果，，工作出出财富。。。2022/12/2121:51:2221:51:2221December202217、做前，能够够环视四周；；做时，你只只能或者最好好沿着以脚为为起点的射线线向前。。9:51:22下午9:51下下午21:51:2212月-229、没有失败败，只有暂暂时停止成成功！。12月-2212月-22Wednesday,December21,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有结结果果，，但但是是不不努努力力却却什什么么改改变变也也没没有有。。。。21:51:2221:51:2221:5112/21/20229:51:22PM11、成功就是日日复一日那一一点点小小努努力的积累。。。12月-2221:51:2221:51Dec-2221-Dec-2212、世间成事，，不求其绝对对圆满，留一一份不足，可可得无限完美美。。21:51:2221:51:2221:51Wednesday,December21,202213、不知香积积寺，数里里入云峰。。。12月-2212月-2221:51:2221:51:22December21,202214、意志坚强强的人能把把世界放在在手中像泥泥块一样任任意揉捏。。21十二二月20229:51:22下下午21:51:2212月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荆门门九派派通。。。。。十二月月229:51下下午午12月月-2221:51December21,202216、少年十五五二十时，，步行夺得得胡马骑。。。2022/12/2121:51:2421:51:2421December202217、空山新雨雨后，天气气晚来秋。。。9:51:24下下午9:51下下午21:51:2412月-229、杨柳散和和风，青山山澹吾虑。。。12月-2212月-22Wednesday,December21,202210、阅读一切好好书如同和过过去最杰出的的人谈话。21:51:2421:51:2421:5112/21/20229:51:24PM11、越是是没有有本领领的就就越加加自命命不凡凡。12月-2221:51:2421:51Dec-2221-Dec-2212、越是无无能的人人，越喜喜欢挑剔剔别人的的错儿。。21:51:2421:51:2421:51Wednesday,December21,202