课题二 数控车床主轴变频调速控制 课件 广东2022中职 《变频技术及应用（西门子）》

数控车床在金属切削机床中应用最为广泛,主要用于切削具有旋转表面的工件,如车削工件的外圆、内圆、端面、螺纹等。其中,主轴运动是数控车床的一个重要内容,在机械加工过程中,由于产品工艺的要求,经常对主轴或刀具的旋转提出不同的运行速度要求,这对于提高加工效率,扩大加工材料范围,提升加工质量,降低损耗,减少噪声有着重要的意义。变频器在这些方面有着得天独厚的优势,特别是配合数控系统控制的变频器,满足机械加工中的各种要求,实现数控机床高精度的自动加工。 课题二 数控车床主轴变频调速控制 1.掌握PLC与变频器之间的连接与控制方式。 2.掌握PLC和变频器组合控制电动机正、反转的控制方法。 3.能够进行PLC与变频器的连接和控制程序的编制。 4.会根据功能要求设置变频器有关参数。 5.能独立完成PLC与变频器联机控制系统的安装与调试。 任务1 PLC与变频器控制电动机正反转 PLC作为传统继电器的替代产品,广泛应用于工业控制的各个领域。尤其在自动控制系统中,很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用。由PLC提供控制信号或通断指令来控制变频器的运转以及高低频率的输出,达到控制生产、提高产品质量的目的。 PLC与变频器连接 PLC与变频器的连接有三种方式,一是利用PLC的开关量输入/输出模块控制变频器;二是利用PLC模拟量输出模块控制变频器;三是利用PLC通信端口控制变频器。 1.利用PLC的开关量输入/输出模块控制变频器 2.利用PLC模拟量输出模块控制变频器 3.利用PLC通信端口控制变频器 通信控制方式接线简单,但是需要增加通信模块价格较贵,熟悉通信模块的使用方法和设计通信程序可能要花较多的时间 一、任务准备 二、分配PLC输入与输出地址(I/O) 三、设计原理图,并按图接线 四、PLC程序设计 五、变频器参数设置 六、联机调试 1.理解变频器的制动方式及原理。 2.理解变频器的保护与显示功能。 3.掌握变频器多功能端子的功能及使用。 任务2 变频器的制动、保护和显示控制电路 变频器作为电气自动化控制系统中的一个重要的控制单元,它不仅具有基本的控制功能,还具有完善的制动、保护和显示功能。这些功能在自动化程度较高的电气控制系统中显得尤为重要。 一、变频器的制动方式及原理 1.变频器的减速特性 (1)减速时间 (2)减速方式 2.变频器的停车方式 变频器停车指的是将电机的转速降到零速的操作。 3.变频器制动方式 常用的变频器制动方式有能耗制动、回馈制动、直流制动等三种。 (1)能耗制动 (2)回馈制动 (3)直流制动 二、变频器的保护功能 1.变频器自身的保护功能 2.电动机过载保护功能 过载保护功能主要是保护电动机,当电动机负载过重,使电动机运行电流超过额定值,并导致温升也超过了额定值。 三、变频器的显示功能 1.发光二极管显示 变频器配置发光二极管主要用作状态显示和单位显示。 2.数据显示屏显示 (1)运行数据显示 (2)功能代码显示 (3)故障原因代码显示 3.外接仪表和指示灯显示 (1)外接指示灯显示 (2)外接仪表显示 一、任务准备 二、绘制变频器电路原理图,并按图接线 三、变频器参数设置 四、变频器操作运行 1.了解数控车床的电气组成。 2.掌握数控装置与主轴相关的接口及定义。 3.能够正确绘制数控车床变频主轴控制线路图。 4.会根据功能要求设置变频器有关参数。 5. 能独立完成数控车床变频主轴的控制线路安装与调试。 任务3 数控车床主轴变频调试控制 数控机床的主轴驱动系统,是数控机床的大功率执行机构,其主轴主运动通常是主轴的旋转运动,通过主轴的回转与进给轴的进给,实现刀具与工件快速的相对切削运动。它的性能直接决定了加工工件的表面质量。目前,大部分的数控车床均采用变频主轴,即数控系统模拟量输出+变频器+感应(异步)电动机的形式 一、数控机床对主轴驱动变频系统的要求 1.调速范围 2.速度控制精度和加减速性能 3.精确的准停功能和角度分度控制 二、数控机床对通用变频器的技术要求 1.要求低频力矩大 2.转矩动态响应速度快,稳速精度高 3.减速停车速度快 4.进行电机参数自学习 5.频率指令和运行指令 6.抗干扰问题 三、FANUC 0i Mate 数控系统主轴相关接口介绍 1.JA40 JA40是模拟量主轴的速度信号接口(0~10V),CNC输出的速度信号(0~10V)与变频器的模拟量频率设定端3和4连接如图2-3-4所示,控制主轴电动机的运行速度。 2.JD1A I/O LINK JD1A I/O LINK接口连接I/O模块,从系统的JD1A出来,到I/O 模块的JD1B为止。通过I/O模块,来控制主轴正反转继电器,把继电器的常开触点,接在变频器的正反转端子,用来控制主轴电动机的正反转。 一、任务准备 二、数控系统与变频器连接 三