任务导入
某GSK218M系统数控车床配备变频主轴，开机启动后发现主轴不转，或者转速不受控。经排查，发现引发上述故障的原因不在于机械与电气连接方面。那引发这些故障的原因到底是什么呢？该如何检测并排除类似故障以及调整主轴功能呢？
任务目标
（1）能正确操作机床所用的变频器。
（2）能使用系统参数、变频器参数等对数控机床主轴功能进行调整。
（3）能诊断并处理常见的因参数设置不当而引起的主轴故障。
任务分析
变频主轴不转，或者转速不受控制，如果在排除了机械与电气方面的故障原因之后，故障还存在，那么很有可能是系统参数或变频器参数的设置出了问题。因此，掌握数控机床主轴控制CNC参数及变频器参数的含义并能正确设置，是解决此类故障的关键，也是主轴功能调整的关键。
任务实施
一、相关知识
1．GSK218M系统主轴控制主要CNC参数
GSK218M系统按主轴的控制方式，把主轴分为档位主轴和模拟主轴。
（1）在档位主轴下，CNC通过把S代码变为开关量输出给主轴，来控制主轴的速度。
（2）在模拟主轴下，CNC通过把S代码变为模拟量输出给主轴，来控制主轴的速度。
由位参设定为I／O点或模拟量控制。
2．主轴控制CNC参数调整
要调整好主轴功能，就得调试好主轴控制CNC参数。
1）主轴自动换档控制
（1）相关信号。
Y3．4～Y3．6：主轴自动换档输出信号。
X4．1～X4．3：主轴换档到位信号。
当选择主轴变频控制（0～10V模拟电压输出）时，本系统可支持3个档位主轴自动换档控制、3个档位换档到位检测功能。
（2）信号诊断。
①参数诊断（系统侧输出状态）：Y3．4＝主轴一档输出；Y3．5＝主轴二档输出；Y3．6＝主轴三档输出。
②参数诊断（机床侧输入状态）：X4．1＝主轴一档到位；X4．2＝主轴二档到位；X4．3＝主轴三档到位。
（3）控制参数。
①状态参数：SPT＝1，主轴控制类型：I／O点控制；SPT＝0，主轴控制类型：变频或其他方式。
②数据参数No．246：对应齿轮1的最高转速，即主轴一档时变频器对应10V电压时主轴的转速。
③数据参数No．247：对应齿轮2的最高转速，即主轴二档时变频器对应10V电压时主轴的转速。
④数据参数No．248：对应齿轮3的最高转速，即主轴三档时变频器对应10V电压时主轴的转速。
⑤数据参数No．249：主轴齿轮换档时电机的最高转速，即变频器对应10V电压时电机的转速。
⑥数据参数No．250：主轴齿轮换档时的电机速度，即相对于数据参数249的速度。
注意：当机床有自动换档装置时，K8．4要设为1，反之设为0，自动换档功能无效时，默认为齿轮1的最高转速，且保证246≥247≥248；当主轴档位检测无检测开关时，K9．3要设为1，反之设为0；当主轴是I／O点控制时，K4．0要设为1。
2）主轴正反转的输入输出信号控制
相关信号：M03为主轴正转，M04为主轴反转，M05为主轴停止，ENB为主轴使能， SAR为主轴速度到达，ZSPD为主轴零速检测，SION为主轴定向到位。
（1）参数诊断（系统侧输出状态）：Y2．2＝主轴正转信号输出；Y2．3＝主轴反转信号输出；Y2．0＝主轴使能。
（2）参数诊断（机床侧输入状态）：X4．6＝主轴速度／位置到达信号输入；X4．7＝主轴零速检测信号输入；X5．0＝主轴定向完成信号。
（3）数据参数No．257：攻丝循环时主轴转速上限。
（4）数据参数No．258：主轴转速上限。
二、FR-E740型变频器参数
要调试好变频主轴，还得调试好变频器参数。FR-E740型变频器的参数按功能分组，有F0～F9、FF、FH、FL、FN、FP、FU16组，其中FH组为电动机参数，FP组为参数保护，FP组为基本运行参数，FL组为保护相关参数，其他详见该变频器说明书。
变频器参数很多，实际应用中，没必要对每一个参数都进行设置和调试，多数参数只要采用出厂设定值即可。但有些参数和实际机床使用情况有很大关系，并且有的参数之间还相互影响，因此，要根据机床实际进行设定和调试。
三、准备工作
带变频主轴的GSK218M系统数控车床或实训台若干，测速计若干个。
四、实施步骤
1．FR-E740型变频器操作面板的使用及参数设置
对照FR-E740型操作面板（见图3-3-1），认识并熟悉操作面板各按键功能，并手动操作各按键。
图3-3-1 F犚 犈740操作面板
注意：操作面板是变频器接受命令、显示参数的主要单元。使用变频调速器之前，必须要熟悉其面板显示和按键操作。
2．变频器参数设置
根据本项目任务1“变频主轴系统的电气安装与调试”及所选电机等实际情况，本课题中的变频器参数参考设置如表331所示。
3．主轴控制CNC参数设置
根据本项目任务1“变频主轴系统的电气安装与调试”及所选电机等实际情况，设置主轴CNC参数，其设置步骤如下：
（1）No．070＝2000。
（2）No．001Bit4＝1。
表331 变频器参数设置
（3）校准No．021、No．036。
（4）No．037＝9999。
（5）在录入方式（MDI页面中）下录入M03S9999并运行，使主轴旋转，观察屏幕右下角显示器的主轴转速数值。
（6）将显示的实际转速值重新输入到No．037中，再运行。其余档位调整方法与此相同，设置No．038按设置→翻页→参数修改开关“开”→录入方式修改。
注意：
①上述No．070参数值仅为参考，具体应视机床情况而定。
②当前档位为最高转速时，CNC模拟电压如果高于10V时，数据参数No．021应设置得小一些；当输入代码S0时，主轴转速还是有缓慢旋转现象，此时表明CNC输出的模拟电压高于0V，数据参数No．036应设置得小一些。
③机床没有安装编码器时，可用转速感应仪检测主轴转速，MDI代码输入S9999，把转速感应仪显示的转速设定到数据参数No．037中。
4．主轴功能综合调试
主轴功能综合检测调试时，首先要注意切换机床的工作状态，按如表332所示项目检查，并将检查结果填入表中。
表332 主轴功能试运行
注意：在MDI或自动方式下检查M03～M05时，此三项对速度无要求，主轴旋转即可；检查S指令与主轴调试时，一定要老师亲自操作机床检查主轴不同速度的偏差值，如果指令速度与实际速度误差超过－10％～10％，则此项不合格。
5．主轴常见参数设置不当的故障及其维修
人为设置两处参数设置不当的故障，让学生观察故障现象，分析故障原因并在老师的引导下正确排除故障，严禁产生新的故障。主轴常见参数设置不当的故障及检修如表333所示。
表333 主轴常见参数设置不当的故障及检修
五、评分标准
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