變頻器種類繁多，常見有三肯，三菱，安川，臺安等幾個品牌，但大同小異，在此做原理性描述，如本人公司有應用，再詳細看說明書基本工作原理：n=60fp P極對數(shù)，頻率f變，n轉速變化變頻器將工頻50HZ變成頻率可調的交流電。變頻器通常分幾個部分：1 輸入三相電源，作為動力電源2 輸出頻率可變的三相交流電源，送給電機，控制電機轉速3 操作面板：上有按鍵和顯示屏。兩種工作方式面板按鈕控制方式 通過按鈕控制啟動，停止。通過電位器控制頻率 通過輸入0-10V電壓 0-20MA電流控制頻率。自動方式調用內部存儲器中參數(shù)。從控制面板可輸入多種參數(shù)：工作方式，啟動及停止模式，各種頻率等。顯示屏可顯示輸入數(shù)據(jù)，顯示故障等。4 輸入電壓0-10V （輸入電流0-20MA） 兩者可選，控制頻率隨電壓或電流值變化而變化。5 輸出控制信號：過流，過壓，過載短路等報警信號,速度為0等狀態(tài)信號。頻率可轉化為電壓表，電流表。6 外部控制端口：通常用PLC實現(xiàn)控制，有正轉，反轉，停止，多段速指令。用PLC實現(xiàn)不同端子閉合，可得到不同狀態(tài)。如多段指令 A B C 0 0 0 F0內設有值50Hz 0 0 1 F1 30Hz 0 1 1 F2 10Hz 不同狀態(tài)可對應不同頻率。特別講述重刀又稱大徑刀使用：重刀，大徑刀：重量較大，通常75-10KG,在換刀時要求慢一些，此時需要電機低頻率下工作。這時可采用變頻器控制。選用大徑刀換刀時，由發(fā)那科系統(tǒng)中PMC給出Y輸出信號，通常多個信號，設Y1 Y2 Y3. Y1A Y2B 變頻器遠程端口1 Y3CY1 Y2 Y3不同組合，選出存儲在變頻器中的不同頻率。若此時選出低頻，電機便在低頻下旋轉，轉速低，換刀機構由電機帶動，因此變慢，換刀平穩(wěn)。同時變頻器故障指示信號作為PMC的輸入信號，指示變頻器的狀態(tài)是否正常。1。 伺服電源模塊：（強調一下此電源模塊為伺服電源模塊）電源模塊的主要作用：電源模塊將L1 L2 L3輸入的三相交流電（R S T三相 200V）整流濾波成直流電源（DC300V），為主軸模塊和伺服模塊提供直流電源，將200R 200S控制端輸入的交流轉換成直流電（DC24V DC5V）,為電源模塊提供控制回路電源，通過電源模塊的逆變塊把電源再生能量反饋給電網，實現(xiàn)回饋制動。 （見圖）新型的電源模塊已經把主電路中的整流塊和逆變塊及保護監(jiān)控電路做成一體IPM（智能功率模塊）且主電路電解濾波電容安裝在各驅動模塊中。2。電源結構 DC LINK盒：直流電源輸出端300V，直流母排銅片注意要壓緊。 STATUS:狀態(tài)指示燈（2位數(shù)碼管），用于指示模塊狀態(tài)，為正常，故障時有報警號，根據(jù)指示維修。 PIL（綠色）表示控制電源正常 ALM（紅色）表示電源模塊故障 CX1A：控制電路電源電壓（輸入）交流200V 3.5A CX1B：200V交流輸出接口，該端口與主軸伺服模塊CX1A相連 CX2A CX2B:DC24V輸出接口，該端口與伺服模塊的CX2A端口連接 直流母排電壓顯示（充電指示燈），該指示燈完全熄滅后，指示方可對模塊電纜進行各種操作2MIN，否則觸電。 JXIB:模塊之間的連接接口，與下一個模塊（如主軸模塊）接口的JX1A相連，進行各模塊之間報警信息及使能信號的傳遞，最后一個模塊接口JX1B必須用短接盒（5 6腳）將模塊間使能信號短接，否則系統(tǒng)報警。 CX3:主電源MCC（主控接觸器MAIN CONTROL CONTACT）控制信號接口。提供一個常開點，電源模塊正常時觸點閉合。一般用于電源模塊三相交流電源輸入主接觸器的控制 CX4:*ESP急停信號接口。一般與機床操作面板的急停開關的常閉點相連，不用該接口信號時必須將CX4短接，否則機床處于急停報警狀態(tài)。 S1 S2：沒用 檢測腳的測試端 IR IS為電源模塊交流輸入(L1 L2相)瞬時電流值。+24V +5V為控制電壓檢測端。 L1 L2 L3：三相交流電源輸入端（200V 50HZ）一般與三相伺服變壓器相連。應用舉例 兩路急停：CX4必須閉合，稱硬急停 PLCX8.4 X1008.4去I/O板，稱軟急停。電源控制電路正常，內有繼電器會閉合，CX3提供一個接通觸點控制MCC，于是三相電流送入電源模塊，輸出直流300V電壓。 屏幕EMG急停信號閃爍，能聽到啪地一聲，MCC吸合，此后正常啟動。電源故障見列表：尤其注意風扇，由于灰塵使風扇葉片停轉，報警。LED顯示故障名稱故障原因01IPM報警IPM錯誤，過電流，控制電路電壓低02風扇報警電源模塊冷卻風扇發(fā)生故障03過熱報警智能功率模塊IPM過熱故障04DC300V電壓低報警DC300V電壓為零05DC300V電壓不足報警（低于240V）DC300V電壓低于標準值規(guī)定值06輸入電源缺相報警三相交流動力電源缺相07DC300V電壓高報警（高于400V）三相交流輸入電壓高或內部電壓檢測電路不良08控制電路失效更換控制電路板串行主軸 20世紀90年代，推出數(shù)字交流伺服系列，21世紀初推出最新高速響應高精度矢量控制i系列，is，可靠性更高。其實就診斷連接而言，大同小異，現(xiàn)在講系列，i is最好看相關說明書，以觸類旁通，因為輸出控制信號是串行信號，SIN,*SIN,SOUT,*SOUT，所以稱為串行主軸。 系列主軸模塊結構： P N: DC LINK端口與電源模塊的直流輸出端，伺服模塊的直流輸入端連接。 STATUS:主軸模塊狀態(tài)顯示窗口 PIL(綠)：表示主軸模塊控制電路電源正常 ALM（紅）：表示主軸模塊檢測出故障 ERR（黃） 表示主軸模塊檢測出錯誤信息。 “”不閃爍，表示主軸模塊已經起動就緒，如果閃爍則為主軸模塊為起動就緒，但是沒有勵磁。有勵磁，主軸轉不動。 “0 0”表示主軸模塊已經起動并有速度信號輸出 “# #”里面#代表數(shù)字，表示主軸故障或錯誤代碼，據(jù)此可對照說明書查故障。 CX1A/CX1B: 200V交流控制電路的電源輸入/輸出接口。CX1A與電源模塊CX1B接口相連，CX1B與第二個串行主軸模塊的CX1A接口 相連（如果機床有二個串行主軸）。現(xiàn)在基本上只用于給風扇供電，用來冷卻主軸模塊。 CX2A/CX2B: 24V輸入/輸出及急停信號接口，CX2A與電源模塊CX2B連接，CX2B與伺服模塊的CX2A相連。 DC LINK充電燈 JX4:主軸伺服信號檢測板接口，通過主軸模塊狀態(tài)檢測板可獲得主軸電動內裝脈沖發(fā)生器和主軸位置編碼器的信號 ：JX1A/JX1B:模塊之間信息輸入/輸出接口 。JX1A與電源模塊JX1B連接，JX1B與伺服模塊的JX1A連接。 JY1：外接主軸負載表和速度表的連接器。JA7B：串行主軸輸入信號接口連接器，與CNC系統(tǒng)的JA7A接口連接 。JA7A：用于連接第二串行主軸的信號輸出接口，與第二串行主軸模塊JA7B接口連接。 JY2(JYA2):連接主軸電動機速度傳感器和電動機過熱檢測裝置（熱敏開關）,電機自身帶的編碼器。 JY3(JYA3)：作為主軸位置一轉信號用的連接器（為磁傳感器即接近開關） JY4(JYA4):主軸獨立編碼器連接器（光電編碼器） JY5:主軸CS軸（回轉）控制時，作為反饋連接器。 U V W:主軸電動機的動力源接口總之：一個驅動模塊的信號有主要如下三類： 與CNC通訊的信號，接受CNC指令并反饋給CNC信息。 與相鄰模塊之間通訊信號 速度，位置的反饋信號。報警故障處理，要搞清是故障還是錯誤。1.主軸模塊ALM（紅色燈）亮且有兩個LED數(shù)碼管顯示錯誤代碼，說明書中都有詳細說明。系列和i系列有不同，加i表示升級。系列和i系列有不同，要搞清所用何種伺服模塊和電機規(guī)格。2.黃燈亮表示出現(xiàn)錯誤，多是參數(shù)設定錯誤或PMC順序程序不對，會出現(xiàn)錯誤代碼。時序錯誤，沒有輸入*ESP（急停）MRDY（機床就緒）信號卻輸入SFR(正轉指令)/SRV（反轉指令）/ORCM(定向指令) 確認*ESP MRDY時序 Oi：將參數(shù)4001#0由1變?yōu)? O:將參數(shù)6501#0由1變?yōu)?，不再檢測時序 使用了主軸編碼器，參數(shù)中卻沒有設定 如：主軸獨立編碼器參數(shù) Oi: 4001#2為1，2003年之后4002#1為1 O: 6501#2為1 加工程序指令錯誤，應刪除一些特殊的加工功能 主軸參數(shù)混亂，需格式化。（詳細看機床維修說明書）數(shù)控機床主軸準停控制功能及常見故障診斷主軸準停功能主要用途： 1.在自動換刀的數(shù)控銑鏜類機床，為保證自動換刀時主軸必須停在某一固定位置 上（刀柄上的鍵槽必須與主軸上的凸鍵對準相配） 2.精鏜時為不使刀尖劃傷已加工的表面，退刀時要讓刀尖在固定位置退出加工表面一個微小量。 3.在多功能數(shù)控車床實現(xiàn)圓柱或端面進行銑槽加工控制。4015#0設為0無定向功能，設為1，定向有效4004#3設為1，上升沿有效，設為0，下降沿有效。（常設為0）1. 主軸位置編碼器控制方式 有一個獨立的編碼器 2003之前 4001#2為1 2003之后 4002#1為1 表示使用主軸位置編碼器作位置反饋2.主軸外接一轉信號（接近開關） 4002#0為1 使用電機的傳感器作位置反饋4004#2為1 使用外部一轉信號 4010#0為1 設定電機傳感器類型3.主軸電動機內裝編碼器（帶一轉信號）磁傳感器(有別于光電編碼器) Mi MZi BZi傳感器，檢測與主軸同轉的齒盤，上面有效的三角形齒，用來監(jiān)測速度，還有一轉信號對應的一個凹下的槽或以凸起的齒。檢測距離0.15-0.20MM調間隙，用100元紙幣調整，有A A- B B- Z Z-， Z Z-為一轉信號 Mi SENSOR 磁傳感器（不帶一轉信號） MZi SENSOR 磁傳感器 (帶一轉信號) BZi SENSOR 內裝電機傳感器，精度15-30/1000deg, 分辨率360000/rev CZi SENSOR 控制輪廓加工， 分辨率，精度都高 。 精度5/1000deg,分辨率3600000/rev 4002#0為1 使用電機的傳感器作位置反饋 4010#0 為1 設定電機傳感器類型 A A-為電動機A相反饋脈沖信號，A A-反相 B B-為電動機B相反饋脈沖信號， B B-反相 A B相差90度相位，用作電機速度和方向判別。 Z Z-為Z相反饋脈沖信號，Z Z-反相，Z相作為電動機的一轉信號，每一轉發(fā)出一個脈沖。PA(A2) RA(B2) PB(A3) RB(B3) 5V(A1) 0V(B5) OH1(A6)OH2 (B6) SS(A5) 匯總4002#1 設為1，使用位置編碼器（4001#2 2003年之前） 4002#0 設為1，使用磁傳感器，4004#2 設為1，使用外部一轉信號 設為0，不使用外部一轉信號主軸定向時常見故障 一.主軸準停時低速旋轉（沒找到一轉脈沖Z信號，可能編碼器壞或電纜斷線）二.主軸準停時出現(xiàn)角度偏差： 固定偏差：重新調整準停角度（Oi:4077 O系統(tǒng) 6577）隨機偏差：1.主軸機械出故障 2.主軸檢測裝置與機械連接不良 3.檢測裝置一轉信號不良 4.主軸模塊故障順便提一下：攻絲出現(xiàn)問題多是編碼器故障或連接不良造成，攻絲要求主軸轉一圈，Z軸進給一個螺距或一個導程（多頭螺紋加工），請看一下書中介紹。串行主軸參數(shù)初始化遇到主軸報警的一些軟件故障，這時只有將主軸參數(shù)做初始化處理，即恢復到數(shù)控系統(tǒng)廠家設定的初始值，才能解決。如同我們計算機中比如將D盤中的存儲文件挎見出來，格式化盤，再將文件存進去，可以恢復D盤性能是一個道理。但是主軸的參數(shù)要事先保存好，因為這些參數(shù)是由機床廠家設定的，是和機床性能相關的，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)廠家設定的參數(shù)并不一定適合機床的具體性能。當然更可以用CF卡將數(shù)據(jù)全挎出來，主軸初始化后，再存進去。書上講的系統(tǒng)參數(shù)設定，是在CNC調整時用的，我們維修機床時參數(shù)都已設定好，不要在設定以上步驟，在此說明一下。初始化步驟如下： 1.系統(tǒng)急停狀態(tài)，打開電源 2.將主軸電機代碼輸入?yún)?shù)中 O系統(tǒng) 6633 16 /18/ Oi:4133 3.將串行主軸自動設定參數(shù)（LDSP）設為1O系統(tǒng)：6519#7 Oi 16 18 4019#7注意：必須記錄下以下和主軸相關的參數(shù)值，初始化完成后，要恢復原先設定值。O系列Oi 16 186500-652040