偉創(chuàng)AC80變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用
2016-12-15
一、前言
數(shù)控機(jī)床是三十年來(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)，同樣能夠很好滿足需要。
二、數(shù)控機(jī)床對(duì)變頻器的要求
數(shù)控機(jī)床通常要求采用變頻電機(jī)，或者普通電機(jī)加風(fēng)扇以滿足電機(jī)在低頻的散熱要求，并且要求電機(jī)調(diào)速范圍廣，對(duì)變頻器的要求主要有如下幾點(diǎn)：
1）要求低頻力矩大
選用AC80矢量變頻器，低頻時(shí)能出來(lái)180%額定轉(zhuǎn)矩。
2）轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，穩(wěn)速精度高
選用AC80矢量變頻器，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。
3）主軸轉(zhuǎn)速高
隨著機(jī)床行業(yè)的發(fā)展與競(jìng)爭(zhēng)，要求主軸的旋轉(zhuǎn)速度越來(lái)越高，選用AC80矢量變頻器，能使主軸輕松達(dá)到5000R/min，變頻器頻率為170Hz。
4）加減速時(shí)間短
通常數(shù)控機(jī)床的加減速時(shí)間都是比較短的，偉創(chuàng)AC80變頻器依靠其強(qiáng)勁的性能使加速時(shí)間得到可靠保證，減速時(shí)間則依靠外加制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。
5）電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)
為了達(dá)到很好的控制性能變頻器通常都需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)，其目的是獲取準(zhǔn)確的電機(jī)內(nèi)部參數(shù)，以用于矢量控制計(jì)算。參數(shù)自學(xué)習(xí)所需要的電機(jī)銘牌參數(shù)有：電機(jī)額定功率、電機(jī)額定頻率、電機(jī)額定轉(zhuǎn)速、電機(jī)額定電壓、電機(jī)額定電流。有的變頻電機(jī)的銘牌上可能沒(méi)標(biāo)額定轉(zhuǎn)速值，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值估計(jì)一下額定轉(zhuǎn)速。在進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)時(shí)，務(wù)必要在空載（電機(jī)軸上不接負(fù)載）的時(shí)候進(jìn)行。只有在空載的時(shí)候才能保證自學(xué)習(xí)出來(lái)的電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性。
如果現(xiàn)場(chǎng)條件沒(méi)辦法進(jìn)行空載運(yùn)行，請(qǐng)使用變頻器出廠的電機(jī)參數(shù)試運(yùn)行。
6)抗干擾能力強(qiáng)
偉創(chuàng)AC80變頻器在出廠的時(shí)候作了很好的抗干擾試驗(yàn)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，但變頻器同時(shí)也是一個(gè)干擾源，在使用中很難避免不對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行干擾，在數(shù)控機(jī)床上最容易被干擾的設(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)題的辦法是可在變頻器的輸出線或者信號(hào)線上加磁環(huán)，同時(shí)選用優(yōu)質(zhì)的CNC的抗干擾能力較強(qiáng)。
三、數(shù)控機(jī)床的變頻控制
下面以AC80系列高性能矢量變頻器在杭州某數(shù)控機(jī)床廠的應(yīng)用為例，講述數(shù)控機(jī)床的變頻調(diào)速控制技術(shù)。
AC80 變頻器參數(shù)設(shè)定：
系統(tǒng)參數(shù)
變頻器AC80-T3-5R5G， 制動(dòng)電阻75Ω/500W，凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)。主要的電機(jī)參數(shù)和性能指標(biāo)：額定功率：5.5kW， 額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V， 額定電流：11A， 額定轉(zhuǎn)速：1440r/min 機(jī)械傳動(dòng)比：1：2，加工材料：45#鋼，實(shí)際測(cè)試性能指標(biāo)：（進(jìn)刀性能及速度）
變頻器AC80-T3-5R5G， 制動(dòng)電阻75Ω/500W，凱恩帝數(shù)控系統(tǒng)。主要的電機(jī)參數(shù)和性能指標(biāo)：額定功率：5.5kW， 額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V， 額定電流：11A， 額定轉(zhuǎn)速：1440r/min 機(jī)械傳動(dòng)比：1：2，加工材料：45#鋼，實(shí)際測(cè)試性能指標(biāo)：（進(jìn)刀性能及速度）
1、主軸轉(zhuǎn)速：100r/min，變頻器運(yùn)行頻率5Hz左右
2、主軸轉(zhuǎn)速：2000r/min，變頻器運(yùn)行頻率150Hz左右
2、主軸轉(zhuǎn)速：2000r/min，變頻器運(yùn)行頻率150Hz左右
AC80 變頻器參數(shù)設(shè)定：
功能代碼 | 設(shè)定值 | 功能代碼 | 設(shè)定值 | 功能代碼 | 設(shè)定值 |
F0.00 | 0 | F0.17 | 10 | F5.07 | 通過(guò)參數(shù)自學(xué)習(xí)獲取 |
F0.03 | 2 | F5.02 | 5.5 | F5.08 | |
F0.09 | 170.0Hz | F5.03 | 50.00 | F5.09 | |
F0.11 | 170.0Hz | F5.04 | 1440 | F5.10 | |
F0.14 | 3.0 | F5.05 | 380 | F5.11 | |
F0.15 | 3.0 | F5.06 | 11.0 | FA.04 | 125% |
調(diào)試結(jié)果
實(shí)際效果顯示采用AC80系列機(jī)床專(zhuān)用高性能矢量變頻器完全能夠滿足機(jī)床主軸控制的要求，在100R/MIN時(shí)單邊進(jìn)刀量為7個(gè)絲(倍率150%)，變頻器能在段時(shí)間內(nèi)輕松到達(dá)150Hz，且參數(shù)設(shè)置簡(jiǎn)單調(diào)試簡(jiǎn)便。AC80采用的領(lǐng)先的磁通算法，即使在低轉(zhuǎn)速（低頻）運(yùn)行下也能平穩(wěn)輸出180%的轉(zhuǎn)矩，以滿足不同零件的加工需要。AC80變頻器以其強(qiáng)大的性能和穩(wěn)定性取得了客戶的信任，獲得了廣泛的使用和好評(píng)。