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在數(shù)控車床主軸上應(yīng)用SKI610變頻器的可行方案
發(fā)布時(shí)間:2020-12-15 15:58:00   來源:杭州三科變頻技術(shù)有限公司   人氣值:
本文針對杭州三科SKI610系列數(shù)控機(jī)床變頻器在數(shù)控車床主軸上的應(yīng)用作了簡單的介紹?,F(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域中,變頻器的應(yīng)用較為廣泛。變頻器在數(shù)控機(jī)床的主軸變速控制中占有極大的比例,變頻器的矢量控制、直接轉(zhuǎn)矩控制,寬調(diào)速范圍,低速大扭矩等特性提高了數(shù)控機(jī)床的整體性能。


一、引言


數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平及其在金屬切削機(jī)床生產(chǎn)總量中所占的比例,是衡量一個(gè)國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和工業(yè)制造水平的重要標(biāo)志之一。作為數(shù)控機(jī)床的主要品種之一的數(shù)控車床,在整個(gè)數(shù)控機(jī)床類型中占有非常重要的地位。在過去的幾十年中,它受到了世界各國的廣泛重視,并得到了迅速發(fā)展。軸頭是車床的重要部件,它對提高加工效率,擴(kuò)大加工材料范圍,提高加工質(zhì)量具有重要作用。
“三科變頻器”
并且因?yàn)榇蠖鄶?shù)經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床不能實(shí)現(xiàn)自動調(diào)速,需要調(diào)速時(shí),只能停車,然后手動調(diào)速。但功能齊全的數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)多采用無級變速。當(dāng)前,無級變速系統(tǒng)主要有頻率變換主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種,一般采用直流電機(jī)或交流主軸電機(jī),通過帶傳動或帶傳動驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動,也可通過主軸箱內(nèi)的帶傳動裝置和減速齒輪驅(qū)動主軸轉(zhuǎn)動,從而獲得較大的扭矩。因主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣,可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速,大大簡化了主軸箱結(jié)構(gòu)。

二、SKI610變頻器特點(diǎn)

SKI610是三科推出的數(shù)控車床專用變頻器,產(chǎn)品采用先進(jìn)的無速度傳感器矢量控制技術(shù)和轉(zhuǎn)矩控制技術(shù),不僅具備高端變頻器同樣優(yōu)異的控制性能,同時(shí)結(jié)合國內(nèi)應(yīng)用特點(diǎn),具備低頻大扭矩,過載能力強(qiáng),良好的抗干擾能力,進(jìn)一步強(qiáng)化了環(huán)境和產(chǎn)品的可靠性,能夠更好滿足數(shù)控車床系統(tǒng)中的要求。
“三科變頻器”
技術(shù)特點(diǎn)


⊙三種控制方式:無PG矢量控制(SVC)、V/F控制、轉(zhuǎn)矩控制;


⊙過載能力:110%額定電流長期運(yùn)行,150%額定電流1分鐘,180%額定電流5秒鐘。


⊙輸出赫茲:0-3oooHZ


⊙抗干擾能力強(qiáng);


⊙減速停車速度快;


⊙轉(zhuǎn)矩速度響應(yīng)快,穩(wěn)速精度高


⊙自動轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償,滿足各種加工要求


⊙啟動轉(zhuǎn)矩:無PG矢量控制:0.5Hz/150%(SVC);


⊙0.75KW~15kW各規(guī)格內(nèi)置制動單元,如需快速停車,可直接連接制動電阻;


⊙16段簡易PLC、多段速控制及PID控制;


⊙支持多種頻率設(shè)定方式:數(shù)字設(shè)定、模擬量設(shè)定、PID設(shè)定、通訊設(shè)定等;


⊙支持啟動、停機(jī)直流制動;


⊙輸入、輸出端子均自由編程,用戶可根據(jù)需要組合出多種工作模式;


⊙具備跳躍頻率控制功能,避免機(jī)械共振,使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;


⊙具備瞬時(shí)掉電不停機(jī)功能;


⊙具備休眠喚醒延時(shí)設(shè)置功能;


⊙具備過轉(zhuǎn)矩檢測功能;


⊙低噪音、自動穩(wěn)壓、低頻大扭矩


⊙多種上限頻率設(shè)定源選擇;


⊙可以通過具備雙向移位功能的移位鍵 查看實(shí)時(shí)參數(shù);


⊙具備轉(zhuǎn)速追蹤再啟動功能:實(shí)現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)中的電機(jī)的無沖擊平滑啟動;


⊙QulCK/JOG功能:用戶可自由定義多功能快捷鍵,通過設(shè)定此參數(shù)可以快速瀏覽修改后與出廠缺省值不同的相關(guān)功能代碼;


⊙具備自動電壓調(diào)整功能:當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí),自動保持輸出電壓恒定;


⊙具備振蕩抑制功能:有效解決大功率電機(jī)低頻振蕩問題;


⊙提供多種故障保護(hù)功能:過流、過壓、欠壓、過溫、缺相、過載等保護(hù)功能

三、系統(tǒng)接線及調(diào)試方法

1)CK6140數(shù)控車床主要性能指標(biāo)

主軸電機(jī)參數(shù):
“三科變頻器”
額定功率 5.5kW

額定頻率 50Hz

額定電壓 380V

額定電流 11.6A

額定轉(zhuǎn)速 1460r/min

機(jī)械傳動比:1:1.5;

加工材料:45#鋼;

實(shí)際測試性能指標(biāo):

主軸轉(zhuǎn)速:200r/min(變頻器運(yùn)行頻率9~10Hz)

主軸轉(zhuǎn)速:450r/min(變頻器運(yùn)行頻率22Hz左右),測試進(jìn)刀性能及速度滿足要求。

2)調(diào)試環(huán)境以及接線、調(diào)試方法

為了滿足該數(shù)控車床重切的需要,選用變頻器型號為SKI610A5G3。車床主軸應(yīng)用,加減速都要求快速,一定要使用能耗制動功能。SKI610A5G3變頻器內(nèi)置制動單元,無需再外配制動單元。根據(jù)選型手冊推薦,選擇780w/75歐姆的制動電阻即可。

圖1數(shù)控機(jī)床電氣控制圖

“三科變頻器”

“三科變頻器”

圖2SKI610變頻器與數(shù)控系統(tǒng)的接線圖

變頻器的模擬量輸入端子AI1/GND接收來自于數(shù)控系統(tǒng)的模擬量信號(0-10V),AI1接信號正端,GND接信號負(fù)端,來控制主軸轉(zhuǎn)速。DI1/DI2/COM為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號端子,通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號或者反轉(zhuǎn)信號,來驅(qū)動中間繼電器,中間繼電器的常開接點(diǎn)接入變頻器DI1/DI2/COM,從而控制主軸的正/反轉(zhuǎn)。DI3負(fù)責(zé)接收系統(tǒng)發(fā)出的故障信號,數(shù)控系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),變頻器立即停止輸出。DI4為變頻器故障復(fù)位信號。正確設(shè)置電機(jī)參數(shù)并進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)。


參數(shù)設(shè)置如下:
“三科變頻器”
四、調(diào)試結(jié)果

主軸電機(jī)采用杭州三科SKI610系列數(shù)控機(jī)床變頻器驅(qū)動,能夠滿足加工要求,延長工具的使用壽命。由于采用的領(lǐng)先矢量控制算法,即使在低轉(zhuǎn)速運(yùn)行下,也能夠順利輸出100%的扭矩,滿足不同部件的加工需求,完全可以替代傳統(tǒng)的滾動軸承主軸結(jié)構(gòu),這種主軸結(jié)構(gòu)簡單緊湊,實(shí)現(xiàn)真正的無級調(diào)速。

利用數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的模擬轉(zhuǎn)速信號,控制變頻器的輸出頻率,在不同的加工工藝(粗、精等)要求不同的轉(zhuǎn)速時(shí),可以輸出不同的轉(zhuǎn)速指令,從而實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速,調(diào)整十分方便。通過數(shù)控系統(tǒng)對啟停信號進(jìn)行控制,提高了自動控制水平。

如果數(shù)控機(jī)床的主軸采用交流伺服系統(tǒng),進(jìn)口品牌矢量變頻器和變頻專用電機(jī),采購成本很高;杭州三科SKI610系列數(shù)控機(jī)床變頻器因其性價(jià)比高,在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用中得到了推廣和推廣,為機(jī)床行業(yè)的客戶降低了一倍左右的成本,維護(hù)和操作方便,得到了用戶的認(rèn)可,為客戶帶來了更多的利益。
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