主轴变频单元的调试及故障诊断

1、实训 主轴变频单元的调试及故障诊断一、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四、基础知识1.主轴驱动系统包括： 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2.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

2、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3.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）4.主轴驱动系统分类模拟式交流伺服系统（早期）和数字交流伺服系统。5.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（0400Hz）的三相交流电，电路包括：交直电路、制动单元、直交电路。6.主轴电动机 三相鼠龙式异步电动机 专用主轴电动机7三相感应电动机的变频调速原理 8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

3、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。9变频器的工作原理： 10西门子MM420简介1）MM420变频器,是具有免测速机矢量控制功能的通用型变频器。它可以计算出所需输出电流及频率的变化量以维持所期望的电机转速，而不受负载条件变化的影响。2)MM420变频器的接线端子MM420 变频器电源及电机强电接线端子排列如下图所示： 接线引脚定义：MM420 变频器弱电控制接线端子排列如下图所

4、示： 6、变频器接线方框图 7、变频器的标准配置操作面板为状态显示板SDP（标准件），在SDP面板上有两个LED指示灯，显示变频器的运行状态。见下左图。 如果要访问变频器的各个参数，并能够对变频器进行参数设置，需选配基本操作面板BOP（可选件），在BOP面板上有一液晶显示屏及八个操作按键。见上右图。 8、变频器操作 具体详细情况请参照变频器制造厂家的操作说明书。 （1）SDP状态显示板上两个LED状态定义说明LED指示灯优先级显示变频器状态的含义绿色黄色OFFOFF1供电电源未接通OFFON8变频器故障 下面列出的故障除外ONOFF13变频器正在运行ONON14准备运行 运行准备就绪OFFR1

5、4故障 过流R1OFF5故障 过压R1ON7故障 电动机过温ONR18故障 变频器过温R1R19电流极限报警（两个LED以相同的时间闪光）R1R111其他报警（两个LED交替闪光）R1R26/10欠压跳闸/欠压报警R2R112变频器不在准备状态 显示>0R2R22ROM故障（两个LED同时闪光）R2R23RAM故障（两个LED交替闪光） 注：R1闪光亮灯时间900ms R2闪光亮灯时间300ms（2）BOP基本操作面板上的按键操作显示板/按键功能功能的说明状态显示LED显示变频器当前使用的设定值起动变频器按此键起动变频器；按照缺省值运行时，此键是被封锁的。为了使此键的操作有效，应设定P0

6、700=1。停止变频器OFF1：按此键，变频器将按照选定的斜坡下降速率减速停车。缺省值运行时，此键是被封锁的；为了允许此键操作应设定P0700=1。OFF2：按此键两次（或一次，但时间较长），电动机将在惯性作用下自由停车。改变方向按此键可改变电动机的旋转方向。反向用负号（-）表示，或用闪烁的小数点表示。缺省值运行时，此键是被封锁的；为了使此键的操作有效，应设定P0700=1。电动机点动变频器无输出的情况下按下此键，将使电动机起动，并按预先设定的点动频率运行。释放此键变频器停止。如果变频器/电动机正在运行，按此键将不起作用。功能此键用于浏览辅助信息。按下此键并保持不动，将从运行时的任何一个参数开

7、始显示以下数据：1. 直流回路电压（用d表示）2. 输出电流（A）3. 输出频率（Hz）4. 输出电压（O）5. P0005选定的数值访问参数按此键可以访问变频器参数增加数值按此键即可增加面板上显示的数值。如果要用BOP修改频率设定值，请设定P1000=1。减少数值按此键即可减少面板上显示的数值。如果要用BOP修改频率设定值，请设定P1000=1。 9、用户访问级 P0003 用户访问级 最小值:0 最大值:4 缺省值:1 本参数用于定义用户访问参数组的等级。 对于大多数简单的应用对象，采用缺省设定值 (标准模式) 就可以满足要求了。 可能的设定值: 0 用户定义的参数表 - 有关使用方法的详

8、细情况请参看 P0013 的说明 1 标准级: 可以访问最经常使用的一些参数。 2 扩展级: 允许扩展访问参数的范围，例如变频器的 I/O 功能。3 专家级: 只供专家使用。 4 维修级: 只供授权的维修人员使用 - 具有密码保护。五、实训步骤 1绘制变频器的电气控制原理图变频器与611U伺服驱动的连接图 2、复位为工厂的缺省设置值为了把所有的参数都复位为工厂的缺省设置值，操作步骤： 2、快速调试 (P0010=1) 为了进行快速调试 (P0010=1)， 必须有以下参数。参数号参数名称访问级CstatP0100欧洲 / 北美地区1CP0300选择电动机的类型2CP0304电动机的额定电压1C

9、P0305电动机的额定电流1CP0307电动机的额定功率1CP0308电动机的额定功率因数2CP0309电动机的额定效率2CP0310电动机的额定频率1CP0311电动机的额定速度1CP0320电动机的磁化电流3CTP0335电动机的冷却2CTP0640电动机的过载倍数 %2CUTP0700选择命令源1CTP1000选择频率设定值1CTP1080最小速度1CUTP1082最大速度1CTP1120斜坡上升时间1CUTP1121斜坡下降时间1CUTP1135OFF3 停车时的斜坡下降时间2CUTP1300控制方式2CTP1910选择电动机数据自动检测2CTP3900快速调试结束1C 参考3、用操作

10、面板对变频器进行控制，正转、反转、停止、改变电机转速等。步骤： 4、用实验台上控制板上的元件对变频器进行控制，正转、反转、停止、改变电机转速等。 5、用NC系统对变频器进行控制，正转、反转、停止、改变电机转速等。六、数控机床主轴的相关参数1）与变频主轴相关机床数据的设定2）与变频主轴相关伺服驱动器的数据设置利用准备好的“驱动器调试电缆”将计算机与611UE 的X471 连接起来；从WINDOWS 的“开始”中找到驱动器调试工具SimoCom U，并启动；选择联机方式；进入专家表（Ctrl+E），配置电机参数： P890=4 编码器信号源来自X472 接口 P922=104 主轴信号的PROFIBUS 报文类型 P1007=编码器线数 外装编码器每的转脉冲数。应与主轴参数MD31020 相同。在SimoComU 的主画面上选择图标 存储数据 ，选择图标 上电复位P922=0 主轴信号的PROFIBUS 报文类型P890=4 编码器信号源来自X472 接口P9158=50103 总线给定值配置：模拟输出送到X441 的端子75.A 和15P9159=50107 总线给定值配置：数字输出送到X453 的端子Q0.A 和Q1.A注意：参数的索引号8、9需要用鼠标右键激活显示滤波器：在SimoComU 的主画面上选择