能识读主轴驱动系统的电气控制原理图，完成主轴驱动系统的安装与接线。

CAK4085di数控车床主轴旋转运动采用日立SJ300－055HF／7.5 kW变频调速器控制5.5 kW主轴电动机，与机械变速相配合可实现三挡无级调速，如图2－3－1所示。CAK4085di数控车床主轴的相关电气原理如图2－3－2所示。

图2－3－1 CAK4085di数控车床电气控制箱

一、主轴正反转控制信号

图2－3－2所示分别是总电源电路控制、机床侧直流电源控制电路和主轴变频器控制电路。先将断路器QF0合上，主轴变频器得电。再合上断路器QF6、QF7、QF8和QF9，机床侧GS1开关电源24 V得电，按下系统电源开关SB12，继电器KA17线圈获电并自锁，KA17一组常开触点接通，GS2开关电源24 V电压供给系统并启动。系统启动后，通过M03、M04指令，或者在手动方式下通过按下机床面板上的正转和反转按钮发出主轴正转和反转信号时，数控系统PMC将信号通过分线盘I／O模块来控制CB150模块中的KA5（主轴正转继电器）、KA6（主轴反转继电器）的通断，向变频器发出信号，实现主轴的正反转，此时的主轴速度是由系统存储的S指令值与机床主轴倍率开关决定的。

二、主轴电动机速度控制信号

如图2－3－2（c）所示，在FANUC 0i Mate－TD系统中，系统把程序中的S指令值与主轴倍率的乘积转换成相应的模拟量电压（0～10 V），通过系统主板JA40的5脚和7脚，输送到变频器的模拟量电压频率给定端子O与L两端，从而实现主轴电动机的速度控制。

图2－3－2 CAK4085di数控车床主轴相关电气原理

（a）总电源电路控制；（b）机床侧直流电源控制电路

图2－3－2 CAK4085di数控车床主轴相关电气原理（续）

（c）主轴变频器控制电路

①变频器故障输出信号

当变频器出现任何故障时，变频器的故障输出端子ALO与AL2发出主轴故障信号，AL2端子与CB150模块输入端子13脚（X9.3）相连接，通过PMC向系统发出急停信号，使系统停止工作，并发出报警信息。

②主轴频率到达输出信号

数控机床自动加工时，若系统的主轴速11脚发出变频到达信号与CB150模块输入端子12脚（X9.2）相连接，PMC检测到该信号后，切削才开始，否则系统进给指令一直处于待机状态。

③日立SJ300变频器的故障显示及处理

主轴变频器一旦发生故障，变频器保护功能立即动作，变频器停止输出，并在变频器显示面板上显示相应的故障码，具体的故障码及处理方法见表2－3－1。

表2－3－1 变频器的故障码及处理方法

【安全提示】

变频器维护和检查时的注意事项如下：

（1）在关掉输入电源后，至少等5 min才可以开始检查，否则会引起触电事故。

（2）维修、检查和部件更换必须由专业人员进行（开始工作前，取下所有金属物品，如手表等，使用带绝缘保护的工具）。

（3）不要擅自改装变频器，否则易引起触电和损坏产品。

（4）维修变频器之前，需确认输入电压是否有误，将380 V电源接入220 V级变频器之中会出现炸机（炸电容、压敏电阻、模块等）。

参照以下步骤为CAK4085di数控车床的变频主轴进行安装接线。

1.准备实训设备及工具材料（表2－3－2）

表2－3－2 实训设备及工具材料

2.识读变频主轴驱动装置的电路图

（1）准备资料：准备机床电气使用说明书、数控系统操作说明书和变频器使用手册。

（2）参考资料：在教师的指导下按照下列流程识读电路图。

①识读主轴变频器主电路图。

②识读数控系统相关主轴接口的引脚定义和控制信号流程。

③识读主轴变频器报警控制和频率到达控制电路。

【操作提示】(www.daowen.com)

在教师的指导下，重点查阅资料理解各控制端子的含义和信号流程。

3.变频主轴驱动装置的接线

（1）变频主轴的连接如图2－3－2所示，完成数控系统变频主轴模拟电压调速线路的连接。

【操作提示】

①连接电缆应采用绞合屏蔽电缆或屏蔽电缆，电缆的屏蔽层在数控装置侧采取单端接地，信号线应尽可能短。

②连接时，CN15变频器模拟接口的12脚接GND，13脚接SVC，千万不要接反。

（2）数控系统与变频器的正反转线路连接如图2－3－2所示，进行数控系统与变频器的正反转线路连接。

（3）变频器的报警控制和频率到达信号线路的连接如图2－3－2所示，进行变频器的报警控制和频率到达信号线路的连接。

（4）变频器电源和电动机的连接如图2－3－2所示，进行变频器电源和电动机的连接。

【操作提示】

变频器的R、S、T端子接入三相交流电（380 V），U、V、W端子接三相异步电动机，不要把电源与电动机线接反，否则变频器将被损坏。

4.系统线路检查

（1）通电前，按照信号控制顺序检查线路有无短路和接触不良等现象。

（2）检查电源进线的接线。

（3）检查电动机的接线。

（4）检查地线的连接，并保证保护接地电阻值小于1Ω。

5.系统通电

（1）按照要求在指导教师监督下通电。

（2）线路通电后，必须检查各电源的电压是否符合要求。

实训完毕，切断电源，整理场地。

根据任务完成过程中的表现，填写表2－3－3。

表2－3－3 任务评价

续表

变频主轴驱动系统维护

为了使主轴伺服驱动系统长期可靠连续运行，防患于未然，应进行日常检查和定期检查。注意以下作业项目：

1.日常检查

（1）运行性能符合标准规范。

（2）周围环境符合标准规范。

（3）键盘面板显示正常。

（4）没有异常的噪声、振动和气味。

（5）没有过热或变色等异常情况。

2.定期检查

定期检查时，应注意以下事项：

（1）维护检查时，务必先切断输入变频器（R、S、T）的电源。

（2）在确定变频器电源切断，显示消失，内部高压指示灯熄灭后，方可实施维护、检查。

（3）在检查过程中，绝对不可以将内部电源及线材、排线拔起及误配，否则会造成变频器不工作或损坏。

（4）安装时螺钉等配件不可置留在变频器内部，以免造成电路板短路现象。

（5）安装后保持变频器的清洁，避免尘埃、油雾、湿气侵入。