車床上的應(yīng)用
變頻器在車床上的應(yīng)用
產(chǎn)品詳情
數(shù)控機床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。數(shù)控車床是數(shù)控機床的主要品種之一，它在數(shù)控機床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視，并得到了迅速的發(fā)展。
主軸是車床構(gòu)成中一個重要的部分，對于提高加工效率，擴(kuò)大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量有著重要的作用。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動變速的，需要變速時，只能把機床停止，然后手動變速。而全功能數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前，無級變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機。通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。由于車床變頻器的高性價比，所以車床專用變頻器在車床上使用非常普遍。威控特電氣車床變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性價比，在數(shù)控機床的應(yīng)用方面迅速崛起，已經(jīng)成為目前市場上一支強大的生力軍。
一、車床專用變頻器性能簡介
車床變頻器能滿足數(shù)控機床對主傳動系統(tǒng)無級變速的需求，控制方式為電流矢量控制，特別是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機床主軸的需求，0Hz時起動轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到150%以上；載波頻率范圍0.5-15kHz，噪音??；提供標(biāo)準(zhǔn)的0-10V模擬量接口，能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強；過載能力強，150%以上額定輸出電流超過一分鐘；提供多功能的輸出端子信號，例如零速信號，運轉(zhuǎn)中信號，計時功能，故障指示，滿足系統(tǒng)對于主軸速度狀態(tài)的監(jiān)控；自動轉(zhuǎn)矩補償，滿足機床主軸在低速情況下的加工需求；能自動設(shè)定電機銘牌值范圍的電機參數(shù)，從變頻專用電機到通用電機都可以進(jìn)行矢量控制運行，電機可最大限度地發(fā)揮作用，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性。
二、車床主軸控制系統(tǒng)原理
車床變頻器AI1/GND端子接收數(shù)控系統(tǒng)提供速度模擬量，AI1接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號，GND接負(fù)信號，信號為0-10V模擬電壓信號，控制主軸轉(zhuǎn)速。DI1/DI2/COM為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號FWD或者反轉(zhuǎn)REV來驅(qū)動中間繼電器，中間繼電器的常開接點接入變頻器DI1/COM或者DI2/COM，從而控制車床主軸的正反轉(zhuǎn)。
控制系統(tǒng)參數(shù)調(diào)試：
在參數(shù)調(diào)整過程中，應(yīng)當(dāng)注意：P00.03參數(shù)，選擇主頻率指令，設(shè)置為模擬信號0-10V輸入（2）；P00.02參數(shù)，運行指令選擇，設(shè)置為端子控制（1）；P00.09，最大頻率選擇，對應(yīng)于模擬信號10V輸入時變頻器的輸出頻率，由于在0-3000rpm范圍內(nèi)調(diào)速，考慮機械減速比，該此參數(shù)可設(shè)置為105Hz；P00.14和P00.15為加速時間1和減速時間1，根據(jù)客戶的要求，P00.14=5s，P00.15=5s；P00.00為控制方式的選擇，選擇矢量控制，P00.00=0。
特別需要注意的是，由于矢量控制需要提供電機參數(shù)（阻抗），所以根據(jù)電機的銘牌給變頻器提供電機的詳細(xì)參數(shù)（額定電壓/額定電流/額定頻率/額定轉(zhuǎn)速/電機極數(shù)等），通過鍵盤上的運行鍵，變頻器會自動運行。自動運行過程中，除了計算出電機參數(shù)以外，還能夠檢測出空載電流，這幾個參數(shù)可使矢量控制表現(xiàn)出較高的性能，讓電機發(fā)揮出最大的潛力，在進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)時，務(wù)必要在空載（電機軸上不接負(fù)載）的時候進(jìn)行。只有在空載的時候才能保證自學(xué)習(xí)出來的電機參數(shù)的準(zhǔn)確性，自學(xué)習(xí)過程會持續(xù)十幾秒鐘的時間。
測試與運行：在恒轉(zhuǎn)矩輸出的頻率段（0-50Hz），矢量控制的空載電流幾乎只有VF控制的一半，負(fù)載時電流也比VF小一些；而且負(fù)載切削時，VF控制在初期有很明顯的速度下降，而且空載速度和負(fù)載速度有比較大的差值。而相對于矢量控制，主軸轉(zhuǎn)速初期雖然也會有下降，但是下降值較小，并且速度會很快回升，最終空載速度和負(fù)載速度相差不是很明顯。經(jīng)過上面的調(diào)試，與VF控制比較，性能有了很大的改善，無論從空載電流，低速力矩，還是速度的變化，效果都是非常明顯的，完全能夠滿足數(shù)控機床的需求。投入運行后，使用效果令人滿意，說明車床專用變頻器在車床主軸控制系統(tǒng)中的應(yīng)用是成功的。
