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變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

來源：奧卓科技發(fā)布日期：2022-10-26

一、概述

數(shù)字控制機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床（NC，Numerical Control）,是三十年來綜合應(yīng)用集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在現(xiàn)代機(jī)床生產(chǎn)中，一般采用多電機(jī)拖動(dòng)，主軸和各進(jìn)給系統(tǒng)分別由各自的電機(jī)來拖動(dòng)。由于機(jī)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(jī)床執(zhí)行部件具有不同的運(yùn)動(dòng)速度，因此機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)應(yīng)能進(jìn)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(jī)床的主軸的交流拖動(dòng)，同樣能夠很好滿足需要。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過皮帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。

二、工作原理

1.CNC數(shù)控系統(tǒng)構(gòu)成如下圖：

變頻器： QD600-37R5GB

制動(dòng)電阻：80Ω/750W 7.5KW調(diào)速電機(jī)

三、系統(tǒng)配置

1.對(duì)電機(jī)要求

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

2.對(duì)變頻器的技術(shù)要求

a.要求低頻力矩大

低頻時(shí)（1~10Hz）能出來150%額定轉(zhuǎn)矩。

b.轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，穩(wěn)速精度高

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

c.減速停車速度快

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

d.可靠性高

變頻器故障率低，運(yùn)行穩(wěn)定可靠

e.電磁兼容問題

數(shù)控機(jī)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(qiáng)，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(dāng)會(huì)對(duì)其它設(shè)備產(chǎn)生干擾，在數(shù)控機(jī)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(yùn)行指令也可能會(huì)受到干擾，干擾嚴(yán)重的會(huì)造成頻率指令不穩(wěn)定，變頻器誤動(dòng)作等。解決此類問題的辦法是在變頻器出廠時(shí)須經(jīng)過嚴(yán)格的EMC測(cè)試，采用EMC測(cè)試合格的變頻器產(chǎn)品。

3.變頻器接線原理圖