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數(shù)控機床

英威騰Goodrive35變頻器在數(shù)控機床上的應(yīng)用

星之球激光 來源:英威騰電氣2012-02-24 我要評論(0 )   

數(shù)控車床又稱為CNC車床,即計算機數(shù)字控制車床,是目前國內(nèi)使用量最大,覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床,約占數(shù)控機床總數(shù)的25%。數(shù)控車床主要用于加工軸類和回轉(zhuǎn)體零件,能...

       數(shù)控車床又稱為CNC車床,即計算機數(shù)字控制車床,是目前國內(nèi)使用量最大,覆蓋面最廣的一種數(shù)控機床,約占數(shù)控機床總數(shù)的25%。數(shù)控車床主要用于加工軸類和回轉(zhuǎn)體零件,能自動完成內(nèi)外圓柱面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工,適合于加工形狀復(fù)雜、精度要求高的軸類或盤類零件。本文以某公司數(shù)控車床主軸電機采用英威騰Goodrive35變頻器控制為例,詳細講述數(shù)控車床的結(jié)構(gòu)、工藝特性,以及Goodrive35變頻器應(yīng)用在數(shù)控車床上的優(yōu)越性。

關(guān)鍵詞:Goodrive35  數(shù)控車床  變頻器   閉環(huán)矢量   主軸定位
一、數(shù)控車床簡介
數(shù)控車床又稱為CNC(Computer numerical control)車床,是一種由程序控制的自動化機床。數(shù)控車床主要用于加工軸類和回轉(zhuǎn)體零件,能自動完成內(nèi)外圓柱面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工,適合于加工形狀復(fù)雜、精度要求高的軸類或盤類零件。數(shù)控車床主要由主機、數(shù)控裝置、驅(qū)動裝置以及輔助裝置等幾大部分組成。
主機,它是數(shù)控車床的主體,包括機床身、立柱、主軸、進給機構(gòu)等機械部件。數(shù)控裝置,它是數(shù)控車床的核心,包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等)以及相應(yīng)的軟件,用于輸入數(shù)字化的零件程序,并完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能。驅(qū)動裝置,它是數(shù)控車床執(zhí)行機構(gòu)的驅(qū)動部件,包括主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。輔助裝置,是指數(shù)控車床的一些必要的配套部件,用以保證數(shù)控機床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。
二、現(xiàn)場工況
1、主軸電機參數(shù)

2、實景圖片

  三、工藝要求及變頻器配置
數(shù)控車床主軸電機需要變頻器在起停時要快且平穩(wěn),電機無尖叫聲,無明顯抖動。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)要快,穩(wěn)速精度要高;抗干擾能力強,同時維修要方便。電機最大轉(zhuǎn)速要求達到3000r/min,現(xiàn)場速度脈沖編碼器安裝在車床主軸上面,車床主軸和主軸電機之間通過同步皮帶連接,且皮帶輸入輸出帶輪直徑比值為1:1。同時,車床主軸要求實現(xiàn)定位控制,當一個工件加工好后,車床主軸要回到初始位置,此時,將加工好的工件取下,重新裝上一個待加工工件。
針對上述工藝要求,我司特選用高性能閉環(huán)矢量主軸定位專用變頻器Goodrive35,功率等級為4KW,型號為GD35-004G-4-A1。
四、調(diào)試過程及實際效果
1、現(xiàn)場接線示意圖

 

圖(3)CNC數(shù)控系統(tǒng)與Goodrive35接線示意圖
 

2、調(diào)試過程及使用效果
(1)編碼器參數(shù)及方向設(shè)定
CNC數(shù)控系統(tǒng)、變頻器和速度脈沖編碼器之間的連線接好后,然后測試編碼器。設(shè)置編碼器線數(shù)P20.01,設(shè)置P00.00=2,P00.10=20Hz,運行電機,此時電機旋轉(zhuǎn)為20Hz,觀察P18.00的測速值應(yīng)接近20Hz,如果測速值為負,則表明編碼器方向反向了,設(shè)置P20.02=1即可,如果測速值偏差較大,則表明P20.01設(shè)置錯誤。觀察P18.02  Z脈沖計數(shù)值是否波動,如果波動,表明編碼器有干擾或者P20.01設(shè)置錯誤,檢查接線及屏蔽線是否良好接地。
(2)電機參數(shù)自學(xué)習(xí)
記錄電機銘牌參數(shù),然后設(shè)置參數(shù)P02.00~P02.05。設(shè)置P00.00=1,開環(huán)矢量運行模式,并設(shè)置參數(shù)P00.15=1(旋轉(zhuǎn)參數(shù)自學(xué)習(xí)),同時給運行命令,電機會先靜止然后再旋轉(zhuǎn)到2/3的額定轉(zhuǎn)速,自學(xué)習(xí)完成后,自動停機,鍵盤顯示-END-,并且將學(xué)習(xí)得到的參數(shù)保存在P2組電機參數(shù)P02.06~P02.10中。
注:進行上述動態(tài)自學(xué)習(xí)時需要把電機軸與機械負載脫開,而進行靜態(tài)自學(xué)習(xí)則不需要脫開機械負載。
(3)試運行電機
設(shè)置P00.00=3,閉環(huán)矢量控制模式,同時設(shè)置運行指令通道及頻率給定源。調(diào)整加減速時間及P3組速度環(huán)及電流環(huán)PI參數(shù),使之在整個范圍內(nèi)運行平穩(wěn)。
(4)端子功能設(shè)定
參考說明書P5,P6組輸入輸出端子功能進行端子功能的設(shè)定。注:Goodrive35說明文檔由Goodrive300產(chǎn)品說明書和Goodrive35附加說明書共同組成。
車床主軸加工工件時,轉(zhuǎn)速要求設(shè)定為850r/min,采用閉環(huán)矢量控制模式,轉(zhuǎn)速波動小,穩(wěn)速精度高。電機無異常噪音,無明顯抖動。當一個工件加工完成后,切換到定位模式,主軸可以精準地回到最始位置。Goodrive35主軸定位專用變頻器在數(shù)控車床上的應(yīng)用,完全可以滿足客戶需求。
3、變頻器典型參數(shù)設(shè)置

五、結(jié)論#p#分頁標題#e#
    之前,數(shù)控車床主軸定位功能是由伺服驅(qū)動器來完成。采用英威騰主軸定位專用變頻器Goodrive35替代伺服驅(qū)動器后,性能優(yōu)良,具有伺服驅(qū)動器主軸定位控制的同樣效果,并能大大降低數(shù)控車床的成本。

 

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