摘要数字控制和模拟量控制是数控系统配置的两种机床主轴控制方式。由于经济型机床对主轴的功率要求不高，可采用变频器实现模拟量控制。矢量控制控制，直接转矩控制是变频器控制数控机床主轴的主要方式。在以节能为目的，控制精度及动态响应要求不高的场合，使用变频器控制是经济型数控机床的首选方式。本章结合松下变频器在系统实训数控车床中的应用介绍调速基本原理程序的设计。数控机床主轴电机及配套变频器的应用以及使用时数控系统和变频器的基本参数设置。关键字主轴模拟量控制变频器控制浙江机电职业技术学院毕业设计说明书摘要,前言第章绪论,数控系统简介,数控机床的系统配置,该数控机床的特点,本课题研究的意义,第二章变频主轴基本工作原理变频调速基本原理,调速基本原理,变频器工作原理,第三章松下变频器的功能连接与调试,松下变频器简介,变频器的面板及操作说明,端子接线操作说明,工作模式接线及端子说明,变频器参数,变频器主要故障及维修,第四章基于变频器的主轴控制方案,主轴电气控制电路,模拟主轴的连接图,基于变频器控制的曲线计算,第五章参数设置,电动机规格,系统参数设置,变频器参数设置,第六章系统编程,可编程控制器,数控机床功能,地址,主轴功能的处理,主轴地址分配,第七章调试与分析,主轴速度调试,常见主轴故障说明,软件故障,浙江机电职业技术学院毕业设计说明书参考文献,总结,附录,附录系统主电路图,附录二主轴控制电路图,附录三程序,浙江机电职业技术学院毕业设计说明书前言随着现代机械制造业水平的发展，数控机床普及率日益提高。数控车床是数控机床的主要品种之，他在数控机床中占有非常重要的位置，直受到世界各国的普遍重视，并得到了迅速的发展。主轴是车床构成中的个重要的部分，气功率消耗约占机床总功率，其性能直接影响到机床的加工效率加工材料范围。加工质量等。数控系统需要控制主轴的转速转矩位置等。通常中高档机床使用变频器矢量控制主轴，具有控制精度高低速时转矩大动态响应好的特点。但在主轴功率不大对控制进度和动态响应要求不是很高的情况下，数字主轴就显得成本太高。这时可采用数控系统的模拟主轴控制，用普通的交流变频器以方式控制交流变频电机来实现对主轴控制，由于其优越的性价比得到广泛应用。浙江机电职业技术学院毕业设计说明书第章绪论数控系统简介该系统源自于目前在国际市场上销售的高端系列，性能上比系列提高了许多，包括硬件上采用了更高速的，提高了的处理速度标配了以太网控制软件根据用户的需要增加了些控制与操作功能，特别是些适于模具加工和汽车制造行业应用的功能，如纳米插补用伺服电动机做主轴控制电子齿轮箱存储卡上程序编辑的功能块等。该系统是高性价比高可靠性高集成度的小型化系统。代表了目前国内常用的最高水平。数控机床的系统配置车床主要硬件连接如图图系统配置图浙江机电职业技术学院毕业设计说明书其中主轴采用松下型变频器，主轴电机采用高可靠性高性能的交流伺服电机系列电机。主板模块包括主内存控制控制伺服控制主轴控制内存卡显示等。模块包括电源接口通信接口控制显示控制手摇脉冲发生器控制和高速串行总线等。该数控机床的特点系统在设计中大量采用模块化结构。这种结构易于拆装，各个控制板高度集成，使可靠性有很大提高，而且便于维修更换。具有很强的抵抗恶劣环境影响的能力。其工作环境温度为，相对湿度为。有较完善的保护措施。对自身的系统采用比较好的保护电路。系统所配置的系统软件具有比较齐全的基本功能和选项功能。对于般的机床来说，基本功能完全能满足使用要求。提供大量丰富的信号和功能指令。这些丰富的信号和编程指令便于用户编制机床侧控制程序，而且增加了编程的灵活性。具有很强的功能。系统提供串行传输接口，使通用计算机和机床之间的数据传输能方便可靠地进行，从而实现高速的操作。提供丰富的维修报警和诊断功能。维修手册为用户提供了大量的报警信息，并且以不同的类别进行分类。本课题研究的意义通过这次毕业设计，可以达到以下目的培养综合运用专业基础知识和专业技能来解决工程实际应用问题强化工程实践能力和意识，提高本人综合素质和创新能力使本人提高工程绘图计算数据处理使用文献资料和手册以及表达等各方面的能力。浙江机电职业技术学院毕业设计说明书第章变频主轴基本工作原理变频调速基本原理变频调速技术是现代电力传动技术的重要发展方向，而变频器作为变频调速系统的核心，其性能也越来越成为调速性能优劣的决定因素。从交流变频调速系统结构上看交流变频系统可分为交交直接变频系统和交直交间接变频系统，本系统设计采用了交直交间接变频，其中又采用型逆变器可以减少输出谐波。由异步电动机工作原理可知异步电机的转速方程是式中电动机的极对数转差率电源的频率电动机转速所以从这个公式就可以看出，要想改变电动机的转速，可以改变这三个量中的任意个，就能够实现调速，其中改变电源频率是比较方便和有效的方法，只要改变了电源频率就能够改变电动机的转速。调速基本原理异步电动机的转矩是电机的磁通与转子内流过电流之间相互作用而产生的，在额定频率下，如果电压定而只降低频率，那么磁通就过大，磁回路饱和，严重时将烧毁电机。因此，频率与电压要成比例地改变，即改变频率的同时控制变频器输出电压，使电动机的磁通保持定，避免弱磁和磁饱和现象的产生。异步电动机气隙中的磁场旋转时，钉子绕组相对切割该磁场，在定子绕组中将感应电动势。根据推导感应电动势公式如下式中每级基波磁通电源频率每相串联数基波绕组因数转矩常数浙江机电职业技术学院毕业设计说明书由以上两式可知，若不改变电压值，只改变频率来调速，由公式可以看出，随着的升高，电机磁通将减少，的减小势必会导致电机的输出转矩下降，是点击的利用率恶化，严重时会使电机堵转。若在维持电压值不变条件下，减小。则根据公式知，这会使磁路饱和，激磁电流上升，导致铁损急剧增加，这也是不允许的。若在调频的同时改变定子电压，则可以维持磁通接近不变，即。这就是所谓的控制方式。主轴的定位简介车床主轴定位或成为主轴分度，不同于主轴定向，定向是点定位，靠来完成。而定位是任意角度定位，且由来实现的，相当于轴。该功能是车床通过主轴电机侧的传感器或与主轴连接的位置编码器实现的模拟主轴只能通过编码器来检测轴位置，与轮廓控制功能相比，其定位分辨率为度，且不能与其他轴插补，但检测器用的电机侧的或是位置编码器，所以安装简单。通常，定位完成后，主轴由机械夹紧。系统配置串行主轴使用电机内置传感器串行主轴使用外置编码器脉冲浙江机电职业技术学院毕业设计说明书模拟主轴，使用外置编码器脉冲变频器必须能够接受正负模拟电压参数设定功能参数参数号意义设定值备注主轴定位功能有效系统控制轴数三轴轴名称和显示参数号意义设定值备注浙江机电职业技术学院毕业设计说明书开机后没有返回参考点不报警轴设定轴为旋转轴轴设定轴数轴为轴轴名称轴设定轴属性轴设定伺服轴轴号轴设定旋转轴转移动量轴设定速度和加减速时间参数号意义设定值备注快速移动速度轴设定速度轴设定回零低速轴为轴快速移动时间常数轴设定快速移动时间常数轴设定检测倍乘比倍轴设定指令倍乘比轴设定参考计数器容量轴设定到位宽度轴设定运动时位置误差限制轴设定停止时位置误差限制轴设定栅格偏移量轴设定倒角编程不使用位置检测器相关对于模拟主轴不需要设定参数号意义设定值备注外置编码器当使用编码器定位时使用电机内置编码器当使用电机内置传感器使用电机内置编码器当使用电机内置传感器定向有效当使用电机内置传感器定位相关参数参数号意义设定值备注指定主轴定向的代码可根据自己实际修改浙江机电职业技术学院毕业设计说明书取消主轴定位方式的代码可根据自己实际修改指定主轴定位角度代码可根据自己实际修改主轴定位基本角度可根据自己实际修改主轴定位代码数量可根据自己实际修改注使用或地址指令任意角度定位不需设定以上参数。其他参数的设定参照连接说明书功能的主轴定位部分。