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摘要：在使用数控机床的过程中，关于变频器的问题很多，造成变频器故障的原因也多种多样。以上只是我自己在实践中的体会，需要不断学习，总结经验教训，更好地利用变频器为生产服务。本文主要分析变频器在数控机床主轴上的应用分析。
关键词：变频器;数控机床主轴;应用
引言
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。
1、变频器分析
对于变频器来讲，指的就是将变频、微电子等技术相互整合而成的控制器，实际运行的过程中可以通过对电机设备的电源工作频率进行改变的方式，有效实现交流电动机的控制目的。变频器运行的过程中，电路具有较为完善的功能，涉及到的是整流类型、制动类型、逆变类型、检测类型的不同单元，使用内部的GBT断开处理，准确调整电源的电压与频率，并且还能起到电路的保护作用。
1.1运行原理
变频器在运行的过程中，原理就是将交流电机当做基础部分，在转速加快的情况下，电动机的电压会发生一定的改变，形成电机速度的调节作用，目前已经广泛应用在三相交流控制电机领域中，可以有效调整运作的速度，增强运行的效果。系统在运行过程中可转变传统的数控机床主轴控制形式，不再局限于之前的运行模式，而是利用变频器合理调控数控机床各个组成部分，尤其是刀具部分、其他的零部件部分，促使数控机床整体的良好运行、稳定性使用。
1.2组成部分分析
从变频器的组成部分层面而言，涉及到主电路、控制电路，按照电路结构特点又可将其分成交流-交流的形式、交流-直流-交流的形式，具体表现为：交流-直流-交流的形式这种形式的变频器，在应用期间通过整流器设备，先使得交流转变成为直流，之后通过整流器设备，将直流转变成为电压、频率都能够调节的交流，和交流-交流的形式相比，中间存在直流的部分，因此又被称作是间接式变频器，是目前我国通用性的设备，被广泛运用到各个领域中，应用的优势、功能很多，价值也很高。
2、基本参数的配置与优化
变频器的功能参数很多，一般有几十甚至几百个参数可供用户选择。在实际应用中，不需要设置和调试每个参数，大多数只需要使用出厂默认设置。但有些参数与实际使用密切相关，有些参数相互关联，因此应根据实际情况进行设置和调试。由于不同类型变频器的功能不同，同一功能参数的名称也不一定相同，因此以施耐德变频器基本参数的名称为例。
2.1加速和延迟时间
限制变频器过载能力下的加速和延时电流，以免变频器因过载而跳闸;调节加速度和延迟时间的关键点是防止平滑圆电压过高，以免停止再生过电压，触发变频器。调试时，我们经常根据负载和经验设置较长的加速度和延迟时间，观察开机和关机动机是否存在过电流和过电流现象;然后，设定的加速和延迟时间会逐渐缩短，最佳的加速和延迟时间可以通过多次重复该过程来确定，前提是在操作过程中不会出现报警。
2.2频率限制
这是变频器输出频率的上限和下限。频率限制是一种保护功能，可建立信号源故障以避免操作错误或外部频率，并导致输出频率过高或过低以避免设备损坏。在应用程序中，根据实际情况定义。此功能也可以在有限的速度下使用，将转速限制在一定的范围内，而不会损坏机器-工具，也不会因速度过高而导致危险事故。
3、变频器在数控机床主轴上的应用建议
3.1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。
3.2工作台的运动电气控制
工作台的纵向运动可以分为速度慢和速度快两种类型。低速主要由变速低速发动机驱动，而高速主要由高速发动机驱动。通过设置电位计可以控制慢速运动的速度。首先纵向放大镜：按下前进按钮，向前微继电器通电，前进缓慢的逆变缓慢向左移动。按下向前停止按钮，微继电器关闭，不再缓慢工作。按下反向操作的启动按钮，打开反向微继电器，让慢逆变器反向运行，工作台缓慢向右移动。按下反向停止按钮，反向微继电器关闭，工作台不再缓慢移动。二、垂直快速运动：按下快速前进的旋转按钮而不松开，快速前进的旋转螺母通电，快速制动通常通电后松开，发动机沿快速前进的方向运行。工作台快速向左移动，松开快速前进旋转按钮，关闭快速前进旋转工作台，同时关闭快速制动和快速前进旋转电机。按下快速返回按钮不能解决问题，然后接通快速通道电源，在正常电气化后松开快速制动，工作台快速向右移动，松开快速反转按钮，关闭快速通道电源，关闭快速制动和快速驱动电机，工作台停止快速反向运动。工作台由SQ2向右约束，由SQ1向左约束。当工作台向前移动时按下驾驶开关限制时，您可以按下“慢后退”或“快后退”按钮，使工作台离开边界区域。如果在工作台向后移动时将驾驶开关按到极限，则可以按“快进”或“缓出”按钮使工作台离开极限范围。
3.3主轴故障中的应用措施
数控机床主轴上应用变频器进行控制，还需重点关注主轴故障处理的效果，协调变频器和其他控制装置之间的关系，使得不同装置能够在变频器的控制下达到良好的变速协调目的，在主轴系统运作的过程中，通过变频器设备及时发现与诊断故障问题，及时性的做出处理，首先，在主轴系统发生故障现象之后，通过变频器面板将故障数据信息显示出来，显示故障信息之后，维修人员全面检查主轴系统的运行情况，判断是否为电源故障控制系统故障，其他类型的故障问题，及时性的维修处理，保证主轴的安全稳定运行。其次，变频器应用的过程中还需综合性的分析与研究是否存在主轴的参数设置问题、惯量设置问题等，便于准确性，合理性的维护主轴的运作安全性[6]。主轴故障处理的工作中，应重点使用先进的变频器技术，创建相应的故障，分析故障，研究和故障诊断相关的独立性系统，可以在主轴运行的过程中，自动化的诊断故障问题和实际情况，准确性并且及时性的掌握故障隐患现象，便于合理处理和控制，维护主轴的运行安全性。另外还需安排专业性的工作人员在现场取动态性的监测分析主轴的情况，一旦发现有故障隐患，风险问题就要及时性的作出处理，确保所有系统的安全运行。
结束语
综上所述，数控机床主轴上合理运用变频器设备，具有重要意义，不仅可以增强主轴的控制效果，还能改善系统运行水平，因此，在数控机床主轴控制的过程中，应重视变频器的运用，合理选择变频器的类型，准确设置其中的参数信息，重点将变频器和各个系统相互连接，增强连接效果，发挥变频器在防控主轴故障问题中的重要价值。
参考文献：
[1]吴玉琴.DL230变频器在CNC机床上的典型应用分析[J].无锡职业技术学院学报，2017，16（4）：36-38.
[2]崔紅利，吴玉舫.电气化设计在数控机床参数调试与日常维修中的应用[J].制造业自动化，2020，42（11）：152-156.
[3]周丽蓉.数控机床能耗建模与面向能量的加工参数优化[D].山东：山东大学，2018.
[4]冉松江.系统数控铣床开启模拟主轴的方法研究[J].IT经理世界，2020，23（9）：19-20，23.
[5]刘培基.机床固有能效要素获取方法及其应用研究[D].重庆：重庆大学，2019.
关键词：变频器;数控机床主轴;应用
引言
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。
1、变频器分析
对于变频器来讲，指的就是将变频、微电子等技术相互整合而成的控制器，实际运行的过程中可以通过对电机设备的电源工作频率进行改变的方式，有效实现交流电动机的控制目的。变频器运行的过程中，电路具有较为完善的功能，涉及到的是整流类型、制动类型、逆变类型、检测类型的不同单元，使用内部的GBT断开处理，准确调整电源的电压与频率，并且还能起到电路的保护作用。
1.1运行原理
变频器在运行的过程中，原理就是将交流电机当做基础部分，在转速加快的情况下，电动机的电压会发生一定的改变，形成电机速度的调节作用，目前已经广泛应用在三相交流控制电机领域中，可以有效调整运作的速度，增强运行的效果。系统在运行过程中可转变传统的数控机床主轴控制形式，不再局限于之前的运行模式，而是利用变频器合理调控数控机床各个组成部分，尤其是刀具部分、其他的零部件部分，促使数控机床整体的良好运行、稳定性使用。
1.2组成部分分析
从变频器的组成部分层面而言，涉及到主电路、控制电路，按照电路结构特点又可将其分成交流-交流的形式、交流-直流-交流的形式，具体表现为：交流-直流-交流的形式这种形式的变频器，在应用期间通过整流器设备，先使得交流转变成为直流，之后通过整流器设备，将直流转变成为电压、频率都能够调节的交流，和交流-交流的形式相比，中间存在直流的部分，因此又被称作是间接式变频器，是目前我国通用性的设备，被广泛运用到各个领域中，应用的优势、功能很多，价值也很高。
2、基本参数的配置与优化
变频器的功能参数很多，一般有几十甚至几百个参数可供用户选择。在实际应用中，不需要设置和调试每个参数，大多数只需要使用出厂默认设置。但有些参数与实际使用密切相关，有些参数相互关联，因此应根据实际情况进行设置和调试。由于不同类型变频器的功能不同，同一功能参数的名称也不一定相同，因此以施耐德变频器基本参数的名称为例。
2.1加速和延迟时间
限制变频器过载能力下的加速和延时电流，以免变频器因过载而跳闸;调节加速度和延迟时间的关键点是防止平滑圆电压过高，以免停止再生过电压，触发变频器。调试时，我们经常根据负载和经验设置较长的加速度和延迟时间，观察开机和关机动机是否存在过电流和过电流现象;然后，设定的加速和延迟时间会逐渐缩短，最佳的加速和延迟时间可以通过多次重复该过程来确定，前提是在操作过程中不会出现报警。
2.2频率限制
这是变频器输出频率的上限和下限。频率限制是一种保护功能，可建立信号源故障以避免操作错误或外部频率，并导致输出频率过高或过低以避免设备损坏。在应用程序中，根据实际情况定义。此功能也可以在有限的速度下使用，将转速限制在一定的范围内，而不会损坏机器-工具，也不会因速度过高而导致危险事故。
3、变频器在数控机床主轴上的应用建议
3.1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。
3.2工作台的运动电气控制
工作台的纵向运动可以分为速度慢和速度快两种类型。低速主要由变速低速发动机驱动，而高速主要由高速发动机驱动。通过设置电位计可以控制慢速运动的速度。首先纵向放大镜：按下前进按钮，向前微继电器通电，前进缓慢的逆变缓慢向左移动。按下向前停止按钮，微继电器关闭，不再缓慢工作。按下反向操作的启动按钮，打开反向微继电器，让慢逆变器反向运行，工作台缓慢向右移动。按下反向停止按钮，反向微继电器关闭，工作台不再缓慢移动。二、垂直快速运动：按下快速前进的旋转按钮而不松开，快速前进的旋转螺母通电，快速制动通常通电后松开，发动机沿快速前进的方向运行。工作台快速向左移动，松开快速前进旋转按钮，关闭快速前进旋转工作台，同时关闭快速制动和快速前进旋转电机。按下快速返回按钮不能解决问题，然后接通快速通道电源，在正常电气化后松开快速制动，工作台快速向右移动，松开快速反转按钮，关闭快速通道电源，关闭快速制动和快速驱动电机，工作台停止快速反向运动。工作台由SQ2向右约束，由SQ1向左约束。当工作台向前移动时按下驾驶开关限制时，您可以按下“慢后退”或“快后退”按钮，使工作台离开边界区域。如果在工作台向后移动时将驾驶开关按到极限，则可以按“快进”或“缓出”按钮使工作台离开极限范围。
3.3主轴故障中的应用措施
数控机床主轴上应用变频器进行控制，还需重点关注主轴故障处理的效果，协调变频器和其他控制装置之间的关系，使得不同装置能够在变频器的控制下达到良好的变速协调目的，在主轴系统运作的过程中，通过变频器设备及时发现与诊断故障问题，及时性的做出处理，首先，在主轴系统发生故障现象之后，通过变频器面板将故障数据信息显示出来，显示故障信息之后，维修人员全面检查主轴系统的运行情况，判断是否为电源故障控制系统故障，其他类型的故障问题，及时性的维修处理，保证主轴的安全稳定运行。其次，变频器应用的过程中还需综合性的分析与研究是否存在主轴的参数设置问题、惯量设置问题等，便于准确性，合理性的维护主轴的运作安全性[6]。主轴故障处理的工作中，应重点使用先进的变频器技术，创建相应的故障，分析故障，研究和故障诊断相关的独立性系统，可以在主轴运行的过程中，自动化的诊断故障问题和实际情况，准确性并且及时性的掌握故障隐患现象，便于合理处理和控制，维护主轴的运行安全性。另外还需安排专业性的工作人员在现场取动态性的监测分析主轴的情况，一旦发现有故障隐患，风险问题就要及时性的作出处理，确保所有系统的安全运行。
结束语
综上所述，数控机床主轴上合理运用变频器设备，具有重要意义，不仅可以增强主轴的控制效果，还能改善系统运行水平，因此，在数控机床主轴控制的过程中，应重视变频器的运用，合理选择变频器的类型，准确设置其中的参数信息，重点将变频器和各个系统相互连接，增强连接效果，发挥变频器在防控主轴故障问题中的重要价值。
参考文献：
[1]吴玉琴.DL230变频器在CNC机床上的典型应用分析[J].无锡职业技术学院学报，2017，16（4）：36-38.
[2]崔紅利，吴玉舫.电气化设计在数控机床参数调试与日常维修中的应用[J].制造业自动化，2020，42（11）：152-156.
[3]周丽蓉.数控机床能耗建模与面向能量的加工参数优化[D].山东：山东大学，2018.
[4]冉松江.系统数控铣床开启模拟主轴的方法研究[J].IT经理世界，2020，23（9）：19-20，23.
[5]刘培基.机床固有能效要素获取方法及其应用研究[D].重庆：重庆大学，2019.