數(shù)控機(jī)床控制系統(tǒng)安裝與調(diào)試項(xiàng)目5-主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的裝調(diào)課件

5.1認(rèn)知變頻器任務(wù)引入：由異步電機(jī)的轉(zhuǎn)速公式可知，電機(jī)的轉(zhuǎn)速與頻率近似成正比，改變頻率即可以平滑地調(diào)節(jié)電機(jī)的轉(zhuǎn)速（無極調(diào)速）。下圖是某變頻器的實(shí)物圖。那變頻器有哪些功能？變頻器怎樣安裝和調(diào)試呢？任務(wù)目標(biāo)：理解變頻器的功能、分類和結(jié)構(gòu)；能正確安裝和調(diào)試通用變頻器。相關(guān)知識：5.1.1變頻器簡介變頻器是應(yīng)用變頻技術(shù)與微電子技術(shù)，將工頻電源變換為另一頻率的電能控制裝置，能實(shí)現(xiàn)對電動機(jī)的變頻調(diào)速、軟啟動、提高運(yùn)轉(zhuǎn)精度，以及過流、過壓、過載保護(hù)等功能。隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，變頻器得到了非常廣泛的應(yīng)用。變頻器在應(yīng)用中，通過對電動機(jī)的調(diào)速控制，達(dá)到節(jié)能、高效、實(shí)現(xiàn)自動控制等目的。變頻器只有通過外接端子，才能傳遞能量和各種控制信號。端子用途備注主電路端子電源輸入端子工頻交流電輸入到變頻器的接線端子。根據(jù)變頻器應(yīng)用電壓不同，分為單相220V和三相380V等規(guī)格3個(gè)端子，單相電壓接其中2個(gè)端子。制動電阻連接端子電動機(jī)需要制動時(shí)，用于連接制動電阻。制動電阻消耗制動時(shí)回饋的電能不使用時(shí)，2個(gè)端子開路直流電抗器連接端子用于連接直流電抗器，變頻器輸入端整流濾波。當(dāng)變頻器輸出功率較大時(shí)，為提高濾波效果需要連接電抗器不使用時(shí)，2個(gè)端子短路電源輸出端子變頻交流電輸出到電動機(jī)的接線端子3個(gè)端子輸入控制端子模擬輸入端子控制電動機(jī)的轉(zhuǎn)速或者反饋信號輸入2~3個(gè)端子數(shù)字輸入端子電動機(jī)的運(yùn)行控制、多段速控制等；變頻器模式切換、復(fù)位、外部故障保護(hù)等功能多個(gè)端子輸出指示端子模擬輸出端子指示輸出的電流、頻率、電壓、轉(zhuǎn)矩等輸出模擬信號1~2個(gè)端子數(shù)字輸出端子指示頻率到達(dá)、運(yùn)行中、故障報(bào)警等信號多個(gè)端子5.1.2西門子MM420變頻器1、MM420變頻器的外部接線（1）電源輸入端子L1、L2、L3三相交流電通過電源輸入端子L1、L2、L3端子輸入到變頻器。（2）電源輸出端子U、V、W變頻器通過電源輸出端子U、V、W與電動機(jī)連接。（3）模擬輸入端子3、4將模擬電壓或者模擬電流信號通過模擬輸入端子3、4輸入，可以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)速控制。（4）數(shù)字輸入端子5、6、7數(shù)字信號通過數(shù)字輸入端子5、6、7輸入，通過設(shè)置對應(yīng)的參數(shù)P0701、P0702和P0703，可以實(shí)現(xiàn)電動機(jī)的轉(zhuǎn)向和故障復(fù)位控制。（5）數(shù)字輸出端子10、11通過設(shè)置參數(shù)P0731，數(shù)字輸入端子10、11可以輸出指示頻率到達(dá)、運(yùn)行中、故障報(bào)警等信號。（6）模擬輸出端子12、13通過設(shè)置參數(shù)P0771，模擬輸出端子12、13可以指示輸出電流、輸出頻率、輸出電壓等輸出模擬信號。6L1，L2，L3接三相電源U,V,W接主軸電機(jī)

MM420變頻器5,6,8-接轉(zhuǎn)向信號3,4-接轉(zhuǎn)速信號2、MM420變頻器的參數(shù)設(shè)置變頻器的參數(shù)只能用基本操作面板（BOP），高級操作面板（AOP）或者通過串行通訊接口進(jìn)行修改。用BOP可以修改和設(shè)定系統(tǒng)參數(shù)，使變頻器具有期望的特性，例如，斜坡時(shí)間，最小和最大頻率等。選擇的參數(shù)號和設(shè)定的參數(shù)值在五位數(shù)字的LCD（可選件）上顯示。只讀參數(shù)用rxxxx表示，Pxxxx表示設(shè)置的參數(shù)。

8訪問級變頻器的參數(shù)有4個(gè)用戶訪問級：標(biāo)準(zhǔn)訪問級，擴(kuò)展訪問級，專家訪問級和維修級。訪問的等級由參數(shù)P0003來選擇。對于大多數(shù)應(yīng)用對象，訪問標(biāo)準(zhǔn)級（P0003=1，缺省值）和擴(kuò)展級（P0003=2）參數(shù)就足夠了。91011變頻器參數(shù)設(shè)置只能設(shè)置常用的一些參數(shù)121、

將變頻器復(fù)位為工廠的缺省設(shè)定值設(shè)定P0010=30設(shè)定P0970=1說明：完成復(fù)位過程要幾分鐘。只讀參數(shù)用rxxxx表示，Pxxxx表示設(shè)置的參數(shù)。2、BOP的調(diào)試功能①進(jìn)入快速調(diào)試（P0010=1，僅用于第1訪問級）使用BOP對電機(jī)實(shí)現(xiàn)啟?？刂瞥跏蓟O(shè)置：P0010=30，P0970=1根據(jù)電動機(jī)銘牌，快速設(shè)置配套參數(shù)（P0700=1，P1000=1）設(shè)置變頻器頻率P1040=20HZ（默認(rèn)5HZ，訪問級別2——P0003=2）運(yùn)行調(diào)試：按下JOG，電機(jī)將以設(shè)定的頻率點(diǎn)動運(yùn)行按下RUN，電機(jī)啟動，按下“UP“，頻率增加；按下“Down“，頻率降低。用Forward/Reverse，可以改變電機(jī)轉(zhuǎn)向按下Stop，電機(jī)停車任務(wù)實(shí)施：使用MM420變頻器的BOP對電機(jī)實(shí)現(xiàn)基本的啟動、停止和轉(zhuǎn)向控制。三相380VL1L2L3UVWPEM3~MM420步驟工作內(nèi)容實(shí)施時(shí)間/h完成情況（1）完成主電路接線（2）手動操作變頻器驅(qū)動主軸電機(jī)任務(wù)5.2主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣安裝任務(wù)引入：數(shù)控車床主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的工作原理是什么？其電氣安裝如何進(jìn)行？任務(wù)目標(biāo)：識讀主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣原理圖；繪制主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣安裝接線圖；完成主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣接線。5.2.1主軸變頻驅(qū)動電路5.2.2X200輸出接口電路任務(wù)實(shí)施：在識讀數(shù)控車床主軸變頻驅(qū)動電路及X200輸出接口電路的基礎(chǔ)上，完成主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣安裝接線。步驟工作內(nèi)容實(shí)施時(shí)間/h完成情況（1）識讀主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)電氣原理圖（2）繪制主軸變頻驅(qū)動電氣安裝接線圖（3）完成主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣安裝任務(wù)5.3主軸變頻驅(qū)動的參數(shù)設(shè)置與調(diào)試任務(wù)引入：完成了主軸變頻驅(qū)動系統(tǒng)的電氣接線后，還必須進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置，這樣主軸系統(tǒng)才能正確工作。那要設(shè)置哪些參數(shù)呢？這些參數(shù)的值是多少？任務(wù)目標(biāo)：1、操作SINUMERIK802C數(shù)控系統(tǒng)，運(yùn)行模式為“JOG”，摁下“SpindleLeft”鍵，則主軸電機(jī)正轉(zhuǎn)。摁下“主軸倍率”增加鍵（減少鍵），主軸轉(zhuǎn)速增大（減小）；2、運(yùn)行模式為“JOG”，摁下“SpindleRight”鍵，則主軸電機(jī)反轉(zhuǎn)。摁下“主軸倍率”增加鍵（減少鍵），主軸轉(zhuǎn)速增大（減小）；3、運(yùn)行模式為“JOG”，摁下“SpindleStop”鍵，則主軸電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)；4、運(yùn)行模式為“MDA”，輸入“M03S800”等指令，主軸能正確動作。5.3.1主軸NC參數(shù)設(shè)置軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30130CTRLOUT_TYPE-主軸1有±10Vdc模擬量輸出軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30134IS_UNIPOLAR_OUTPUT-主軸2單極性主軸輸出，Q0.0和Q0.1不可以由PLC使用；MD30134=0時(shí)：雙極性主軸輸出（電壓的正負(fù)決定主軸的轉(zhuǎn)向）MD30134=1時(shí)：Q0.0＝伺服使能；

Q0.1＝負(fù)方向運(yùn)行；

MD30134=2時(shí)：Q0.0＝伺服使能正方向運(yùn)行；

Q0.1＝伺服使能負(fù)方向運(yùn)行；

軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30200NUM_ENCS-主軸1主軸有編碼器反饋軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義30240ENC_TYPE-主軸2主軸帶測量系統(tǒng)如果主軸無編碼器反饋，則MD30200設(shè)定為0。軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義31020ENC_RESOLIPR主軸1024編碼器每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)32260RATED_VELORPM主軸3000→1400主軸額定轉(zhuǎn)速36200AX_VELO_LIMIT[0...5]RPM主軸3300→2000最大主軸監(jiān)控速度計(jì)算監(jiān)控頻率：主軸轉(zhuǎn)速3000轉(zhuǎn)/分=50轉(zhuǎn)/秒；監(jiān)控頻率50轉(zhuǎn)/秒×1024脈沖/轉(zhuǎn)=51200脈沖/秒軸參數(shù)號參數(shù)名單位軸輸入值參數(shù)定義36300MA_ENC_FREQ_LIMITHz主軸55000→？主軸監(jiān)控頻率5.3.2MM420變頻器參數(shù)設(shè)置1、恢復(fù)出廠設(shè)置將參數(shù)P0010設(shè)置為30、參數(shù)P0970設(shè)置為1，可以把MM420變頻器的全部參數(shù)恢復(fù)為出廠值。整個(gè)恢復(fù)過程需要幾分鐘。2、快速調(diào)試功能接通MM420變頻器的電源后，可以根據(jù)MM420變頻器所驅(qū)動的電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)（如額定功率、額定電流、額定速度等），進(jìn)入MM420變頻器的快速調(diào)試模式（P0010=1）進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的設(shè)置。使用外接給定對電機(jī)實(shí)現(xiàn)控制初始化設(shè)置：P0010=30，P0970=1根據(jù)電動機(jī)銘牌，快速設(shè)置配套參數(shù)（P0700=2，P1000=2）結(jié)束快速調(diào)試：P0010=0設(shè)P0003為2再加上P701和P702P701=1（接通正轉(zhuǎn)，off停車）P702=2（接通反轉(zhuǎn)，off停車）

最后再設(shè)P0010=0，準(zhǔn)備運(yùn)行操作CNC系統(tǒng)，運(yùn)行調(diào)試2829任務(wù)實(shí)施：MM420變頻器所驅(qū)動的主軸電動機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)如下表所示。根據(jù)任務(wù)目標(biāo)的要求，進(jìn)行主軸驅(qū)動系統(tǒng)相關(guān)參數(shù)的設(shè)置和調(diào)試。序號技術(shù)參數(shù)名稱技術(shù)參數(shù)值1額定電壓380V2額定頻率50Hz3額定功率370w4額定轉(zhuǎn)速