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    •  EV100矢量變頻器在數控雕刻機床上的應用 

      數控雕刻機床的主傳動(dòng)系統大多采用無(wú)級變速。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,所以變頻器在床上使用非常普遍。歐陸EV100系列矢量變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比,逐漸在數控機床的應用上迅速崛起。

      數控系統如圖1所示:

      sky1.png 

       

      系統主要性能要求

      1全速度范圍內速度波動(dòng)小;
      2低速力矩大,可以保證低轉速切削; 
      3加減速的時(shí)間盡量短。

       

      系統主要功能需求

      1控制方式選擇V/F控制; 
      2需要端子控制作為命令源,線(xiàn)式端子控制: FWD為正轉運行S1輸入),REV反轉運行(S2輸入); 
      3頻率源為模擬量設定(電腦控制板輸出010VDC),只需要從AI1口輸入頻率指令; 
      4運行轉速一般在021000r/min,換算變頻器的運行頻率為0350Hz(二級高速電機);

      5加速和減速時(shí)間根據客戶(hù)自身需求,一般在3~5s,因運行的轉速比較高,所以需要帶制動(dòng)單元的變頻器;
      6需要故障輸出信號Y輸出)和故障復位信號(S3輸入)。

       

      系統說(shuō)明 

      變頻器電氣接線(xiàn)如圖2所示。

      sky2.png 

      變頻器AI1/GND端子提供與數控系統速度模擬量,AI1接數控系統模擬量接口正信號,GND接負信號,信號為010V模擬電壓信號,控制主軸轉速。S1/S2/COM為變頻器的正轉/反轉信號端子,由數控系統發(fā)出正轉信號或者反轉信號,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S1/ S2/ COM,從而控制變頻器的正反轉。

       

      變頻器主要功能參數設置

      P0.000   V/F控制;

      P0.011 端子指令通道;

      P0.071 模擬量AI1設定;

      P0.03350HZ(最大輸出頻率);

      P0.04350HZ(運行頻率上限);

      P0.115s 加速時(shí)間(依實(shí)際情況設定);

      P0.123s 減速時(shí)間(依實(shí)際情況設定);

      P2組根據電機銘牌參數設置;

      P4V/F控制組根據實(shí)際情況進(jìn)行設定;

      P5.001 正轉運行;

      P5.012 反轉運行;

      P5.027 故障復位;

      P6.004 故障輸出。

      其他功能參數設置請參考《EV100系列矢量變頻器說(shuō)明書(shū)》。

    •  變頻器在數控機床上的應用

      sky21.png 

       

      案例說(shuō)明:

      EV100系列變頻器在數控機床上的應用

      一、 引言

      數字控制機床,簡(jiǎn)稱(chēng)數控機床(NC。Numerical Control,是幾十年來(lái)綜合應用及機械、電氣、液壓、傳動(dòng)和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品,在現代機床生產(chǎn)中,一般采用多電機拖動(dòng),主軸和各個(gè)給進(jìn)系統分別由各自的電機來(lái)拖動(dòng),由于機床加工范圍廣,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求機床執行部件具有不同的運動(dòng)速度,因此機床的主運動(dòng)應能進(jìn)行調速,主軸的調速系統一般采用交流主軸系統,隨著(zhù)變頻調速技術(shù)的發(fā)展,數控機床的主軸交流拖動(dòng),同樣能夠很好的滿(mǎn)足需求。主驅動(dòng)電機通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉,或者通過(guò)皮帶傳動(dòng)和主軸箱內的減速齒輪,以獲得更大的轉矩來(lái)帶動(dòng)主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣,又可無(wú)極調速。使得主軸的結構大為簡(jiǎn)化。

      二、數控機床對應用技術(shù)的要求

      1、電機的要求

      通常使用變頻電機,或者普通電機加風(fēng)扇以滿(mǎn)足電機在低頻時(shí)的散熱要求,并且要求電機調速范圍廣

      2.變頻器的技術(shù)要求

      1)要求低頻力矩大

      選用EV100矢量變頻器,低頻時(shí)(1~10HZ)能輸出150%額定轉矩

      2)減速停車(chē)速度快

      數控機床的加減速時(shí)間比較短,加速時(shí)間靠變頻器的性能保證,減速時(shí)間依靠外加制動(dòng)單元和制動(dòng)電阻

      3)進(jìn)行電機參數自學(xué)習

      使用矢量變頻器后,為了達到很好的控制性能則需要對電機進(jìn)行參數自學(xué)習,以獲得準確的電機內部參數,參數自學(xué)習需要電機銘牌參數有,電機的額定功率、額定轉速、額定頻率、額定電壓、額定電流。在進(jìn)行參數自學(xué)習時(shí),務(wù)必要在空載的時(shí)候進(jìn)行,才能保證自學(xué)習出來(lái)的電機參數準確性。如果現場(chǎng)不允許空載運行,則可以通過(guò)靜態(tài)參數自學(xué)習

      4)頻率指令和運行指令

      數控機床應用對變頻器頻率指令和運行指令來(lái)源于CNC控制器,一種是模擬量給定、一種是多段數給定,兩者同時(shí)給定時(shí),以多段數優(yōu)先。

      5)轉矩動(dòng)態(tài)響應速度快,穩定精度高

      EV100矢量變頻器,能很好實(shí)現動(dòng)態(tài)響應效果,根據負載的變化,通過(guò)輸出轉矩很快做出響應,從而實(shí)現轉軸速度的穩定

      三、EV100系列變頻器的特點(diǎn)

      EV100系列高性能矢量變頻器在電機低速時(shí)轉矩大,速度精度高,價(jià)格合理,功能齊全,具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動(dòng)功能,確保系統實(shí)現連續運行機制,以保證電機運轉在最高效率狀態(tài),因此,采用EV100系列高性能矢量變頻器代替主軸交流伺服系統,是機床行業(yè)最佳的選擇。EV100系列變頻器具有以下特點(diǎn)

      1)采用先進(jìn)的控制算法,實(shí)現了真正的無(wú)速度傳感器矢量控制,在控制性能上比傳統的V/F控制方式有很大的改善。

      2)起動(dòng)轉矩大,0.5Hz/150%,0Hz/180%

      3)載波頻率范圍015KHz;可根據溫度和負載的特性自適應調整

      4)提供標準的010V模擬量接口,能夠與大多數數控系統接口兼容,通用性強

      5)過(guò)負載能力強,150%額定輸出電流一分鐘

      6)提供多功能的輸出端子信號,例如故障輸出信號,運行中信號,速度到達等輸出信號,能夠很好的滿(mǎn)足系統對于主軸速度狀態(tài)的監控

      四、變頻器及數控系統的應用案例和參數

      主要的參數和性能指示

      5.5KW數控機床。電機參數

      額定功率:5.5KW        額定頻率:50HZ

      額定電壓:380V         額定轉速:1440r/min

      額定電流:11A          機械傳動(dòng)比:1:1.5

       

      加工工件:45#鋼

       

      實(shí)際檢測性能指標:主軸轉速:200r/min  (變頻器運行頻率910HZ

                  主軸轉速:450r/min (變頻器運行頻率22HZ)

       

      變頻器接線(xiàn)原理圖:

      sky22.png

      五、變頻器主要參數調節

      P0.00-1 無(wú)PG矢量控制              P0.12-1s 減速時(shí)間

      P0.01-1 運行命令由段子控制        P5.01-1正轉運行

      P0.03-150HZ最大輸出頻率            P5.02-2反轉運行

      P0.04-150HZ                    P5.03-7 故障復位

      P0.07-1模擬量輸入AI1              P5.04-9 外部故障輸入

      P0.11-1s 加速時(shí)間                P6.02-4故障輸出  

                                 P6.03-1 變頻運行中        

       

      六、調試結果

          事實(shí)證明采用歐陸EV100系列高性能矢量變頻器能夠完全滿(mǎn)足機床主軸控制的要求,EV100系列即使在低頻低轉速的情況下也能平穩輸出150%的轉矩,以滿(mǎn)足不同零件的加工需求完全可以取代傳統的滾動(dòng)軸承主軸結構并且此主軸結構簡(jiǎn)單、緊湊,真正能實(shí)現無(wú)極調速。通過(guò)外部模擬量信號來(lái)控制輸出頻率,在不同的加工工藝中需要不同的轉速時(shí)可由數控系統輸出不同的模擬量實(shí)現不同的轉速,提高了自動(dòng)化程度,延長(cháng)了刀具的試用壽命。

       

      七、結束語(yǔ)

         數控機床主軸一般采用交流伺服系統,進(jìn)口矢量變頻器和變頻電機,購置費用很高;歐陸EV100系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比,在數控機床上應用迅速崛起!

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