ERG600變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用
一．引言
數(shù)字控制機(jī)床，簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控機(jī)床（NC ， Numerical Control）,是三十年來(lái)綜合應(yīng)用集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在現(xiàn)代機(jī)床生產(chǎn)中，一般采用多電機(jī)拖動(dòng)，主軸和各進(jìn)給系統(tǒng)分別由各自的電機(jī)來(lái)拖動(dòng)。由于機(jī)床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機(jī)床執(zhí)行部件具有不同的運(yùn)動(dòng)速度，因此機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)應(yīng)能進(jìn)行無(wú)極調(diào)速，主軸調(diào)速系統(tǒng)一般采用交流主軸系統(tǒng)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的主軸的交流拖動(dòng)，同樣能夠很好滿(mǎn)足需要。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過(guò)皮帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無(wú)級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。
二． 數(shù)控機(jī)床的技術(shù)要求
1、對(duì)電機(jī)要求
通常要求用變頻電機(jī)，或者普通電機(jī)加風(fēng)扇以滿(mǎn)足電機(jī)在低頻的散熱要求、并且要求電機(jī)調(diào)速范圍廣。
2、對(duì)變頻器的技術(shù)要求
要求低頻力矩大
低頻時(shí)（1~10Hz）能出來(lái)150%額定轉(zhuǎn)矩。
轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，穩(wěn)速精度高
能實(shí)現(xiàn)很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果，依據(jù)負(fù)載的變化，通過(guò)輸出轉(zhuǎn)矩的變化很快做出響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸速度的穩(wěn)定。
減速停車(chē)速度快
通常數(shù)控機(jī)床的加減速時(shí)間都是比較短的，加速時(shí)間靠變頻器的性能保證，減速時(shí)間則依靠外加制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。
可靠性高
變頻器故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠
3、電磁兼容問(wèn)題
數(shù)控機(jī)床為工業(yè)應(yīng)用環(huán)境，不但要求變頻器自身抗干擾能力強(qiáng)，而且不能干擾外圍控制設(shè)備。由變頻器工作原理可知，變頻器輸出含有一定的諧波成份，在使用中如果處理不當(dāng)會(huì)對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，在數(shù)控機(jī)床上*容易被干擾的設(shè)備是CNC控制器。一旦CNC控制器受干擾后，系統(tǒng)將不能正常工作。特別是變頻器的頻率指令和運(yùn)行指令也可能會(huì)受到干擾，干擾嚴(yán)重的會(huì)造成頻率指令不穩(wěn)定，變頻器誤動(dòng)作等。解決此類(lèi)問(wèn)題的辦法是在變頻器出廠時(shí)須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的EMC測(cè)試，采用EMC測(cè)試合格的變頻器產(chǎn)品。
三．系統(tǒng)構(gòu)成
CNC數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成如下圖：
電器系統(tǒng)圖
配置：
變頻器： ERG600-7R5G
制動(dòng)電阻：8–0Ω/750W
7.5KW調(diào)速電機(jī)
四． 接線及變頻器系統(tǒng)設(shè)定
1．變頻器接線原理圖
2．變頻器參數(shù)設(shè)定：
F0.01=1 （外部端子起動(dòng)）
F0.03=2 （頻率設(shè)定模擬量AI1給定）
F0.04=150（*高輸出頻率）
F5.00=1 （正向運(yùn)行起動(dòng)）
F5.01=2 （反向運(yùn)行起動(dòng)）
F5.02=8（外部故障輸入）
P040=2 （速度到達(dá)）
F6.01=3（故障輸出）
F4.01=0.5 （轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償）
FB.04=1 （過(guò)壓失速保護(hù)開(kāi)）
五．ERG600系列變頻器的特點(diǎn)
ERG600系列變頻器.低率輸出轉(zhuǎn)矩大，速度精度高，價(jià)格合理，功能齊全，質(zhì)量穩(wěn)定可靠，是機(jī)床設(shè)備配套的理想選擇。ERG600系列變頻器具有以下特點(diǎn)
（1）電機(jī)控制專(zhuān)用CPU，SPWM控制，超靜音穩(wěn)定運(yùn)行。
（2）低頻力矩特性好，低速額定轉(zhuǎn)矩輸出運(yùn)行穩(wěn)定。.
（3）通過(guò)EMC測(cè)試，抗干擾能力強(qiáng)。
（4）先進(jìn)的自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能設(shè)計(jì)，負(fù)載適應(yīng)能力強(qiáng)。
（5）對(duì)輸出電流實(shí)時(shí)檢控，具有很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力。
（6）功能完善，多達(dá)40種保護(hù)及報(bào)警功能。
六．使用效果
經(jīng)過(guò)南京機(jī)床廠批量試用ERG600系列變頻器，經(jīng)其質(zhì)檢部門(mén)全面測(cè)試，用戶(hù)使用證明配用ERG600變頻器能完全能夠滿(mǎn)足機(jī)床主軸控制的要求，低轉(zhuǎn)速運(yùn)行輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn)，能滿(mǎn)足不同零件的加工需要，完全可以取代傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承主軸結(jié)構(gòu)，并且此主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、可以實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)級(jí)調(diào)速。此主軸的轉(zhuǎn)速由外部模擬量信號(hào)來(lái)控制輸出頻率，在不同的加工工藝（如；粗加工、精加工等）需要不同的轉(zhuǎn)速，此時(shí)可由數(shù)控系統(tǒng)輸出不同的模擬量電壓信號(hào)給變頻器，實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速，同時(shí)啟停信號(hào)也由數(shù)控系統(tǒng)控制，提高了自動(dòng)化程度、延長(zhǎng)了刀具的使用壽命。目前ERG600變頻器已大量在南京機(jī)床配用，用戶(hù)反映極佳，故障率幾乎為零。
七. 結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)ERG600系列變頻在數(shù)控機(jī)床主軸上的成功應(yīng)用，改變了以往依賴(lài)進(jìn)口產(chǎn)品的局面，大大地降低了產(chǎn)品成本。ERG600系列變頻器以其獨(dú)特的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比，在數(shù)控機(jī)床上得以迅速推廣使用。 |
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