1．自动车床的变频器控制
自动车床主要用于高速加工滚珠丝杠等精密部件，由通常的凸轮控制改变为复合数控车床后，有效地提高了生产效率，性能良好，具有稳定精密加工功能。以前，主要使用带制动器的电动机，配置传动带轮及齿轮，由于对电动机维护性及快速响应的要求，使得变频器控制的应用更加广泛，与数控装置结合应用，缩短了自动车床的加工周期。
自动车床对变频器的要求有以下几个方面：不经过停止状态直接由正转状态变为反转状态；变频器的输出频率为120Hz以上；具有急剧减速的再生制动装置，同时具有制动功能，减速结束时不采用机械闸即可以完全停车；低速时速度变化率小，运行平滑。自动车床的变频器控制原理及输出特性如图7-1所示。
图7-1 自动车床的控制及特性曲线
(a)系统组成；(b)输出特性
该控制系统中，制动装置的晶体管装设在变频器内，制动电阻另外设置。数据装置检测的正转、反转及频率指令为变频器的输入信号。选用比电动机容量大一点的变频器可以缩短加速时间，其中的一种运行周期模式如图7-2所示。
由图7-2可知，工件加工时具有频繁的加速与停止操作，螺纹底孔加工时，主轴停止，此时刀具旋转进行攻丝加工。
图7-2 运行模式与工件形状
(a)运行模式；(b)工件形状
采用变频器控制后，加工周期缩短，生产率提高；速度再现性好，产品质量稳定；可以将带制动器电动机更换为通用电动机，故不需要维护。具体应用时应注意：由于制动电阻的大小是由减速频率决定的，故应该根据最繁重运行模式进行选择；由于温度高，因此应该适当考虑安装位置；需要充分注意电动机的低频振动。如果在低速时要求充分大的转矩，则可以使用通风型专用电动机；由于速度可调范围大，故需要考虑机械部件的匹配，以防止发生谐振。
2．数控车床的控制
20世纪70年代，人们开始研究将数控车床主轴由齿轮变速转变为直流调速的问题，至70年代中期，数控车床的主轴已开始采用直流调速。80年代，开始采用变频控制器。尽管造价较高，变频器在小型机中较少使用，但是由于近年来生产的通用变频器性能价格比很高，因此越来越多的小型机及廉价数控车床采用变频器控制，且经济效益显著。
如果主轴采用齿轮变速，其速度最多只有30段可供选择，难以进行精密恒定线速度控制，并且需要按时按期维修离合器。直流型主轴虽然可以无级调速，但必须维护换向器，最高转速亦受到限制，采用变频器控制主轴即可消除这些限制。使用通用型变频器可以对标准电动机直接变速传动，因此可以去掉离合器，实现主轴的无级调速。
NC50D数控车床采用大森系统控制，进给系统采用安川交流伺服电动机驱动，主传动采用变频器控制的变频调速电动机，可实现无级变速。其控制原理如图7-3所示。
如图7-3(a)所示，CNC装置1采用大森R2J50L数控系统。变频器3采用安川VS -616G5 (5. 5kW)的变频器，具有多种保护功能，并有故障显示功能；可提高电动机转速的准确性及电动机功率因数，节能效果明显。变频电动机4采用VFG系列变频电动机，基频33. 3Hz，额定功率5.5kW，调频范围2～100Hz。数控系统CNC装置1通过可编程序控制器2控制变频器3的正反转和制动。变频器3的变频是CNC系统通过S指令给出模拟电压0～10V，根据输入控制电压值成比例输出对应频率的电流，使变频电动机4在限定频率范围内调速。
