變頻器在機床廠數(shù)控機床上的應用

作者：時間：2014-01-08 來源：網(wǎng)絡

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一、引言

數(shù)字控制機床，簡稱數(shù)控機床（NC ， Numerical Control）,是三十年來綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術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。主驅動電機通過皮帶傳動帶動主軸旋轉，或通過皮帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由于主軸電機調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使得主軸箱的結構大為簡化。

二、數(shù)控機床的技術要求

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 對變頻器的技術要求

a 要求低頻力矩大

低頻時（1~10Hz）能出來150%額定轉矩。

b 轉矩動態(tài)響應速度快，穩(wěn)速精度高

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

c 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。

d 可靠性高

變頻器故障率低，運行穩(wěn)定可靠

e 電磁兼容問題

數(shù)控機床為工業(yè)應用環(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備產(chǎn)生干擾，在數(shù)控機床上最容易被干擾的設備是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)構成

1 CNC數(shù)控系統(tǒng)構成如下圖：