變頻器在數(shù)控車床主軸中的運(yùn)用

數(shù)控車床是機(jī)電一體化的典型商品，是集機(jī)床、核算機(jī)、電機(jī)及其拖動、自動操控、查看等技能于一身的自動化設(shè)備。其間主軸運(yùn)動是數(shù)控車床的一個首要內(nèi)容，以結(jié)束切削使命，其動力占整臺車床動力的70%～80%。根柢操控是主軸的正、回轉(zhuǎn)和接連，可自動換擋和無級調(diào)速。

在現(xiàn)在數(shù)控車床中，主軸操控設(shè)備通常是選用溝通變頻器來操控溝通主軸電動機(jī)。為滿足數(shù)控車床對主軸驅(qū)動的央求，有必要有以下功用：寬調(diào)速方案，且速度安穩(wěn)功用要高；在斷續(xù)負(fù)載下，電機(jī)的轉(zhuǎn)速不堅(jiān)決要小；加、減速時刻短；過載才調(diào)強(qiáng)；噪聲低、顫抖小、壽數(shù)長。

1.主軸變頻操控的根柢原理

由異步電機(jī)理論可知，主軸電機(jī)的轉(zhuǎn)速與頻率近似成正比，改動頻率即能夠滑潤地調(diào)度電機(jī)轉(zhuǎn)速，而關(guān)于變頻器而言，其頻率的調(diào)度方案是很寬的，可在0～400Hz（乃至更高頻率）之間恣意調(diào)度，因而主軸電機(jī)轉(zhuǎn)速也能夠在較寬的方案內(nèi)調(diào)度。

圖1變頻器在數(shù)控車床上的運(yùn)用

當(dāng)然，轉(zhuǎn)速跋涉后，還應(yīng)思考到對其軸承及繞組的影響，避免電機(jī)過火磨損及過熱，通常能夠通過設(shè)定最高頻率來進(jìn)行綁縛。

圖1所示為變頻器在數(shù)控車床中的運(yùn)用，其間變頻器與數(shù)控設(shè)備的聯(lián)絡(luò)通常包含：數(shù)控設(shè)備到變頻器的正、回轉(zhuǎn)信號；數(shù)控設(shè)備到變頻器的速度或頻率信號；變頻器到數(shù)控設(shè)備的缺點(diǎn)等狀況信號。因而，悉數(shù)關(guān)于對變頻器的操作和反響均可在數(shù)控面板進(jìn)行編程和閃現(xiàn)。

2.主軸變頻操控的體系構(gòu)成

不運(yùn)用變頻器進(jìn)行變速傳動的數(shù)控車床通常用時刻操控器供認(rèn)電機(jī)轉(zhuǎn)速抵達(dá)指令速度開端進(jìn)刀，而運(yùn)用變頻器后，機(jī)床可按指令信號進(jìn)刀，這么一來就跋涉了功率。假定被加工件呈圖2（a）所示形狀，則由圖中可看出，對應(yīng)于工件的AB段，主軸速度堅(jiān)持在1000r/min，對應(yīng)于BC段，電機(jī)拖動主軸成恒線速度移動，但轉(zhuǎn)速卻是接連改動的，然后結(jié)束高精度切削。

圖2主軸變頻器體系構(gòu)成暗示

在本體系中，速度信號的傳遞是通過數(shù)控設(shè)備到變頻器的仿照給定通道（電壓或電流），通過變頻器內(nèi)部關(guān)于輸入信號與設(shè)定頻率的輸入輸出特性曲線的設(shè)置，數(shù)控設(shè)備就能夠便當(dāng)而安閑地操控主軸的速度。該特性曲線有必要包含電壓/電流信號、正/反作用、單/雙極性的紛歧樣配備，以滿足數(shù)控車床活絡(luò)正/回轉(zhuǎn)、安閑調(diào)速、變速切削的央求。

3.主軸變頻器的根柢選型

現(xiàn)在較為簡略的一類變頻器是U/f操控，它即是一種電壓發(fā)作辦法設(shè)備，對調(diào)頻進(jìn)程中的電壓進(jìn)行給定改動辦法調(diào)度，多見的有線性U/f操控（用于恒轉(zhuǎn)矩）陡峭方U/f操控（用于風(fēng)機(jī)水泵變轉(zhuǎn)矩）。

U/f操控的缺點(diǎn)在于低頻轉(zhuǎn)矩不行（需求轉(zhuǎn)矩跋涉）、速度安穩(wěn)性欠好（調(diào)速方案1：10），因而在車床主軸變頻運(yùn)用進(jìn)程中被逐漸挑選，而矢量操控的變頻器正逐漸推行。在車床主軸操控中，矢量操控有關(guān)于U/f操控而言，其利益有：操控特性十分優(yōu)秀，能夠與直流電機(jī)的電樞電流加勵磁電流調(diào)度比照美；能習(xí)氣央求高速照料的場合；調(diào)速方案大（1：100）；可進(jìn)行轉(zhuǎn)矩操控。

當(dāng)然矢量操控的變頻器構(gòu)造雜亂、核算繁瑣，并且有必要存儲和再三地運(yùn)用電動機(jī)的參數(shù)。矢量操控分無速度傳感器和有速度傳感器兩種辦法，差異在于后者具有更高的速度操控精度（0.5‰），而前者為（5‰），可是在數(shù)控車床中無速度傳感器的矢驟變頻器的操控功用現(xiàn)已契合操控央求，所以在許多運(yùn)用場合中舉薦運(yùn)用無速度傳感器操控的矢驟變頻器。