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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(gè)國家國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標志之一。數控車(chē)床是數控機床的主要品種之一,它在數控機床中占有非常重要的位置,幾十年來(lái)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(chē)床構成中一個(gè)重要的部分,對于提高加工效率,擴大加工材料范圍,提升加工質(zhì)量都有著(zhù)很重要的作用。經(jīng)濟型數控車(chē)床大多數是不能自動(dòng)變速的,需要變速時(shí),只能把機床停止,然后手動(dòng)變速。
客戶(hù)選配電機為3.0KW/50Hz/380V,選用變頻器型號為VFD037M43,制動(dòng)電阻400W/150ohm。
變頻器AVI/GND端子提供與數控系統速度模擬量,AVI接數控系統模擬量接口正信號,GND接負信號,信號為0-10V模擬電壓信號,控制主軸轉速。M0/M1/GND為變頻器的正轉/反轉信號端子,通常由數控系統發(fā)出正轉信號FWD或者反轉REV,來(lái)驅動(dòng)中間繼電器,中間繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)接入變頻器M0/GND或者M(jìn)1/GND,從而控制變頻器的正反轉。
在參數調整過(guò)程中,需要注意:
1.P00參數為選擇主頻率輸入設定來(lái)源,設置為模擬信號0-10V輸入(1);
2.P01參數為運轉信號來(lái)源設定,設置為外部端子信號控制(2);
3.P03最高操作頻率選擇,對應于模擬信號10V輸入時(shí)變頻器的輸出頻率,由于是在0-3500rpm范圍內調速,將機械減速比這算進(jìn)去以后,此參數需要設置為184HZ;
4.P04和P05按照電機銘牌設置,P04=50Hz,P05=380V;
5.P10和P11為加速時(shí)間和減速時(shí)間,根據客戶(hù)的要求,P10=5S,P11=5S;
6.P105為控制方式的選擇,需要選擇矢量控制,P105=1;
特別需要注意,由于矢量控制需要提供電機參數(阻抗),變頻器提供電機參數自整定功能P103,選擇P103=2,通過(guò)面板運行鍵,變頻器會(huì )自動(dòng)運行。自動(dòng)運行過(guò)程中,除了計算出電機參數以外,還能夠檢測出空載電流,這幾個(gè)參數對于矢量控制能夠表現出較高的性能非常重要,這個(gè)過(guò)程會(huì )持續十幾秒鐘時(shí)間。在執行自整定功能前,一定要確認電機側是否沒(méi)有任何連接,包括減速皮帶。
四、調試結果
測試結果如下:
從上表可以看出在恒轉矩輸出的頻率段(0-50Hz),矢量控制的空載電流幾乎只有VF控制的一半,負載時(shí)電流也比VF小一些;而且負載切削時(shí),VF控制在初期有很明顯的速度下降,而且空載速度和負載速度有比較大的差值。而相對于矢量控制,主軸轉速初期雖然也會(huì )有下降,但是下降值較小,并且速度會(huì )很快回升,最終空載速度和負載速度相差不是很明顯。經(jīng)過(guò)上面的調試,相比較原來(lái)的VF控制,性能有了很大的改善,無(wú)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(mǎn)足數控機床的需求。
目前,無(wú)級變速系統主要有變頻主軸系統和伺服主軸系統兩種,一般采用直流或交流主軸電機。通過(guò)帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉,或通過(guò)帶傳動(dòng)和主軸箱內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動(dòng)主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣,又可無(wú)級調速,使得主軸箱的結構大為簡(jiǎn)化。目前對客戶(hù)來(lái)說(shuō)由于變頻器的高性?xún)r(jià)比,所以變頻器在車(chē)床上使用非常普遍。臺達M系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比,在數控機床的應用上迅速崛起,成為目前市場(chǎng)上一支強大的生力軍。
