一个国家的数控机床的技术水平高低，以及金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比，是衡量国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。数控机床在数控车床整体类型中占有非常关键的位置，而且多年来一直是世界各国首要发展目标，因此得到了迅速的发展。

主轴在车床整体构成的关键部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量有着重要的作用。经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。目前，无级变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。通过带传动带动主轴旋转，或通过带传动和主轴箱内的减速齿轮（以获得更大的转矩）带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使主轴箱的结构大为简化。由于变频器的高性价比，所以变频器在车床上使用非常普遍。艾米克AMK3100系列变频器以其独特的性能和优越的性价比，在数控机床的应用方面迅速崛起，已经成为目前市场上一支强大的生力军。

三科SKI610系列变频器性能简介:
     

SKI610系列数控机床变频器能满足数控机床对主传动系统无级变速的需求，控制方式为电流矢量控制，特别是在低速转矩上满足机床主轴的需求，0HZ时起动转矩能够达到150%以上；载波频率范围0-15kHz，噪音小；提供标准的0-10V模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强；过负载能力强，200%以上额定输出电流超过一分钟；提供多功能的输出端子信号，例如零速信号，运转中信号，计时功能，过力矩检出,故障指示，满足系统对于主轴速度状态的监控；自动转矩补偿，满足机床主轴在低速情况下的加工需求；实时了解机床主轴实际的运行状况；变频器能自动设定电机铭牌值范围的电机参数，从变频器专用电机到通用电机都可以进行矢量控制运行,电机可最大限度地发挥作用,保证系统的稳定性和精确性。二、车床主轴控制系统

车床主轴控制系统原理：选配电机为3.7KW/50Hz/380V，选用变频器型号为SKI610，制动电阻300W/120ohm。

变频器FIV/0V端子给数控系统提供速度模拟量，FIV接数控系统模拟量接口正信号，0V接负信号，信号为0-10V模拟电压信号，控制主轴转速。FWD/REV/CM为变频器的正转/反转信号端子，通常由数控系统发出正转信号FWD或者反转REV来驱动中间继电器，中间继电器的常开接点接入变频器FWD/GND或者REV/GND，从而控制车床主轴的正反转。

控制系统参数调试：

在参数调整的过程中，应当注意：

21-01参数，选择主频率指令，设置为模拟信号0-10V输入；

21-02参数，运行指令选择，设置为控制回路端子；

51-04参数，最高输出频率选择，对应于模拟信号10V输入时变频器的输出频率，由于在0-3000rpm范围内调速，考虑机械减速比，该此参数可设置为107HZ；

36-01参数，按照电机铭牌设置载波频率；

31-01和31-02参数，为加速时间1和减速时间1，根据客户的要求，31-01=5S，31-02=5S；11-02为控制方式的选择，选择矢量控制，11-02=2。
    

特别需要注意的是，由于矢量控制需要提供电机参数（阻抗），所以根据电机的铭牌给变频器提供电机的详细参数（额定电压/额定电流/额定频率/额定转速/电机极数等），通过操作器上的运行键，变频器会自动运行。自动运行过程中，除了计算出电机参数以外，还能够检测出空载电流，这几个参数可使矢量控制表现出较高的性能，让电机发挥出最大的潜力, 在进行参数自学习时，务必要在空载（电机轴上不接负载）的时候进行。只有在空载的时候才能保证自学习出来的电机参数的准确性,自学习过程会持续十几秒钟的时间。
    

测试与运行：
     

在恒转矩输出的频率段（0-50Hz），矢量控制的空载电流几乎只有VF控制的一半，负载时电流也比VF小一些；而且负载切削时，VF控制在初期有很明显的速度下降，而且空载速度和负载速度有比较大的差值。而相对于矢量控制，主轴转速初期虽然也会有下降，但是下降值较小，并且速度会很快回升，最终空载速度和负载速度相差不是很明显。

总结：

经过上述的调试后，与VF控制比较，性能有了很大的改善，无论从空载电流，低速力矩，还是速度的变化，效果都是非常明显的，完全能够满足数控机床的需求。投入运行后，使用效果令人满意，说明杭州三科SKI610系列数控机床变频器在车床主轴控制系统中的应用是成功的。