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        ALPHA變頻器在數(shù)控機床上的應(yīng)用

        發(fā)布時間:2013-03-27 08:44:17瀏覽次數(shù):2966
         

        一.引言

        數(shù)字控制機床,簡稱數(shù)控機床(NC  Numerical Control,是三十年來綜合應(yīng)用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品,在現(xiàn)代機床生產(chǎn)中,一般采用多電機拖動,主軸和各進給系統(tǒng)分別由各自的電機來拖動。由于機床加工范圍較廣,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求機床執(zhí)行部件具有不同的運動速度,因此機床的主運動應(yīng)能進行無極調(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)控機床的主軸的交流拖動,同樣能夠很好滿足需要。主驅(qū)動電機通過皮帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn),或通過皮帶傳動和主軸箱內(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,使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。

        二. 數(shù)控機床的技術(shù)要求

        1、對電機要求

        通常要求用變頻電機,或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求、并且要求電機調(diào)速范圍廣。

        2、對變頻器的技術(shù)要求

        1)要求低頻力矩大

        低頻時(1~10Hz)能出來150%額定轉(zhuǎn)矩。

        2)轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)速度快,穩(wěn)速精度高

        能實現(xiàn)很好的動態(tài)響應(yīng)效果,依據(jù)負載的變化,通過輸出轉(zhuǎn)矩的變化很快做出響應(yīng),從而實現(xiàn)轉(zhuǎn)軸速度的穩(wěn)定。

        3)減速停車速度快

        通常數(shù)控機床的加減速時間都是比較短的,加速時間靠變頻器的性能保證,減速時間則依靠外加制動電阻或制動單元。

        4)可靠性高

        變頻器故障率低,運行穩(wěn)定可靠

        3、電磁兼容問題

        數(shù)控機床為工業(yè)應(yīng)用環(huán)境,不但要求變頻器自身抗干擾能力強,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會對其它設(shè)備產(chǎn)生干擾,在數(shù)控機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行指令也可能會受到干擾,干擾嚴重的會造成頻率指令不穩(wěn)定,變頻器誤動作等。解決此類問題的辦法是在變頻器出廠時須經(jīng)過嚴格的EMC測試,采用EMC測試合格的變頻器產(chǎn)品。

        三.系統(tǒng)構(gòu)成

        CNC數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成如下圖:

         

        配置:

        變頻器: ALPHA6000-37R5GB  

        制動電阻:80Ω/750W   

        7.5KW調(diào)速電機

        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:

        P0.01 =2  端子AI1為模擬輸入

        P0.04=1  外部端子控制

        P0.07=150(最高輸出頻率)

        P3.03=14(外部故障停機)

        P3.17=2 (速度到達)

        P3.14=19(故障輸出)

        P2.06=6 (載波頻率)

        P9.00=100 (轉(zhuǎn)差頻率補償增益)

        P3.01=1   X1正轉(zhuǎn))

        P3.02=2   X2反轉(zhuǎn))

        P3.04=6  X4復位)

        五.ALPHA6000系列變頻器的特點

        ALPHA6000系列變頻器.低率輸出轉(zhuǎn)矩大,速度精度高,價格合理,功能齊全,質(zhì)量穩(wěn)定可靠,是機床設(shè)備配套的理想選擇。ALPHA6000系列變頻器具有以下特點
        1)電機控制專用CPU,空間矢量PWM控制,超靜音穩(wěn)定運行。

        2)低頻力矩特性好,低速額定轉(zhuǎn)矩輸出運行穩(wěn)定。.

        3)通過EMC測試,抗干擾能力強。

        4)先進的自動轉(zhuǎn)矩補償功能設(shè)計,負載適應(yīng)能力強。

        5)對輸出電流實時檢控,具有很好的動態(tài)響應(yīng)能力。

        6)功能完善,多達40種保護及報警功能。

        六.使用效果

        經(jīng)過沈陽機床廠批量試用ALPHA6000系列變頻器,經(jīng)其質(zhì)檢部門全面測試,用戶使用證明配用ALPHA6000變頻器能完全能夠滿足機床主軸控制的要求,低轉(zhuǎn)速運行輸出轉(zhuǎn)矩平穩(wěn),能滿足不同零件的加工需要,完全可以取代傳統(tǒng)的滾動軸承主軸結(jié)構(gòu),并且此主軸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可以實現(xiàn)真正的無級調(diào)速。此主軸的轉(zhuǎn)速由外部模擬量信號來控制輸出頻率,在不同的加工工藝(如;粗加工、精加工等)需要不同的轉(zhuǎn)速,此時可由數(shù)控系統(tǒng)輸出不同的模擬量電壓信號給變頻器,實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速,同時啟停信號也由數(shù)控系統(tǒng)控制,提高了自動化程度、延長了刀具的使用壽命。目前ALPHA6000變頻器已大量在沈陽機床配用,用戶反映極佳,故障率幾乎為零。

        .  結(jié)束語

          通過ALPHA6000系列變頻在數(shù)控機床主軸上的成功應(yīng)用,改變了以往依賴進口產(chǎn)品的局面,大大地降低了產(chǎn)品成本。ALPHA6000系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性價比,在數(shù)控機床上得以迅速推廣使用。

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