一、 簡介

　　數(shù)控機(jī)床感耙，簡稱NC（Numerical Control ）機(jī)床褂乍，它是綜合應(yīng)用了計算機(jī)技術(shù)、自動控制即硼、傳感技術(shù)粟五、精密測量和機(jī)床設(shè)計等先進(jìn)技術(shù)而發(fā)展起來的一種新型機(jī)床，是集機(jī)械圣谴、電氣条焙、液壓、氣動母赶、微電子等多項技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品漂熙，是機(jī)械制造設(shè)備中具有高精度、高效率万杉、高自動化和高柔性化等優(yōu)點的工作母機(jī)袖况。

　　數(shù)控機(jī)床一般由機(jī)、電兩部分構(gòu)成窍蚤，其中電氣電子部分主要是由數(shù)控系統(tǒng)（CNC）拢杠、進(jìn)給伺服驅(qū)動和主軸進(jìn)給驅(qū)動系統(tǒng)組成。主軸是機(jī)床構(gòu)成中一個重要的部分夏植，對于提高加工效率舰断，擴(kuò)大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量都有著很重要的作用砸捏。傳統(tǒng)的普通機(jī)床大多數(shù)是不能自動變速的谬运，需要變速時，只能把機(jī)床停止垦藏，然后手動變速梆暖。而數(shù)控機(jī)床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。目前掂骏，無級變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種轰驳，一般采用直流或交流主軸電機(jī)。通過帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)弟灼，或通過帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動主軸旋轉(zhuǎn)级解。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速田绑，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化勤哗。目前由于變頻器的高性價比抡爹，所以變頻器在經(jīng)濟(jì)型數(shù)控機(jī)床和普通機(jī)床的數(shù)控化改造中使用非常普遍。

　　二芒划、 產(chǎn)品特點

　　Allen-Bradley品牌的PowerFlex 4交流變頻器在其緊湊的冬竟、節(jié)省空間的設(shè)計中為用戶提供了功能強(qiáng)大的電動機(jī)速度控制它是PowerFlex變頻器系列中尺寸最小、最經(jīng)濟(jì)有效的一個成員鼻昼。該變頻器可以提供的額定功率和電壓等級分別為0.2-3.7 kW(0.25-5 hp)和120V悟津、240V、480V,它是為滿足全OEM和最終用戶對于靈活性序峦、節(jié)省空間和使用方便的要求而設(shè)計的侥淤。PowerFlex 4是機(jī)械工具如機(jī)床行業(yè)的主軸傳動應(yīng)用場合進(jìn)行速度控制的經(jīng)濟(jì)有效的選擇。

　　1．屬于緊湊迷你型產(chǎn)品鳍擎，體積小，零間隙衬械，節(jié)省安裝時間和空間祷罩。

　　2．安裝方便，靈活的防護(hù)外殼和安裝選項辙霎，可直接卡裝于DIN導(dǎo)軌隔抒。

　　3．無傳感器矢量控制性能符合各種類型應(yīng)用場合的需求，特別是在低速轉(zhuǎn)矩上滿足機(jī)床主軸的需求淋憋，5HZ時起動轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到150%以上课娃。

　　4．功能齊全，易于設(shè)定啟動桃序，操作面板的控制鍵和面板上的電位計簡化了啟動過程, 啟動鍵和速度電位器上面的狀態(tài)指示器可指示其狀態(tài)杖虾。

　　5．集成面板及通訊端口，具有內(nèi)置的RS485通信 ( DSI, 變頻器串行通訊協(xié)議) 媒熊。

　　6．杰出的優(yōu)秀的起動轉(zhuǎn)矩和加速性能, 電流精度和數(shù)字輸入響應(yīng)時間,對轉(zhuǎn)矩變化快速響應(yīng)奇适，高速模式可將響應(yīng)時間提高至10mSec。

　　7．提供多功能的輸出端子信號芦鳍，如速度到達(dá)信號嚷往，故障指示，滿足系統(tǒng)對于主軸速度狀態(tài)的監(jiān)控柠衅。

　　8. Drive Explorer和Drive Executive軟件提供了一種簡單和直觀的方法以編程皮仁，監(jiān)控和控制.

　　9． 載波頻率最大可至16KHZ，只有變頻器運行時風(fēng)扇才運行菲宴，減小電機(jī)的電磁噪音達(dá)到靜音運行贷祈。

　　10．過負(fù)載能力強(qiáng)，150%額定輸出電流超過一分鐘裙顽，200%額定輸出電流超過3秒鐘付燥。

　　三宣谈、 應(yīng)用效果

　　數(shù)控機(jī)床的主軸傳動結(jié)構(gòu)一般采用交流電機(jī)和伺服電機(jī)，采用變頻器或以消除直流電機(jī)電刷維護(hù)和高速限制段卵，通過帶傳動把運動傳給主軸蜈率，進(jìn)而使主軸達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速來實現(xiàn)無級調(diào)速，同時利用變頻器的速度一致信號（SU）來確認(rèn)電動機(jī)達(dá)到了指令速度后荤榄，再進(jìn)刀切削加工魔辉，從而提高了效率和加工質(zhì)量。

　　1． 由于有了更高的主軸速度借倘，可以實現(xiàn)對鋁阀霸、銅等軟工件的高效率切削及高精度的精加工

　　2． 由于不需要維護(hù)電刷和離合器，對主軸電動機(jī)的選擇和安裝更靈活枣象。

　　3． 由于采用了全封閉電機(jī)屠剥，環(huán)境適應(yīng)性更好。

　　4． 可以實現(xiàn)恒線速切削舶舅，根據(jù)刀具的位置使主軸速度連續(xù)變化莫彩，提高車削盤類零件的表面質(zhì)量。

　　5． 容易實現(xiàn)高速度恒功率運轉(zhuǎn)奸闽，提高切削性能和加工質(zhì)量琼牧。

　　但在應(yīng)用設(shè)計時需要注意一些問題，由于速度可調(diào)整范圍很大哀卫，在做普通機(jī)床改造時需注意考慮與機(jī)械部件匹套巨坊，以防止機(jī)械諧振和在需要足夠大轉(zhuǎn)矩的低頻振動。由于矢量控制需要提供電機(jī)參數(shù)（阻抗）此改，變頻器提供電機(jī)參數(shù)自整定功能趾撵，通過面板運行鍵，變頻器會自動運行带斑。自動運行過程中鼓寺，除了計算出電機(jī)參數(shù)以外，還能夠檢測出空載電流勋磕，這幾個參數(shù)對于矢量控制能夠表現(xiàn)出較高的性能非常重要妈候，這個過程會持續(xù)十幾秒鐘時間。在執(zhí)行自整定功能前挂滓，一定要確認(rèn)電機(jī)側(cè)是否沒有任何連接苦银，包括減速皮帶。

　　四赶站、 結(jié)束語

　　現(xiàn)代金屬切削機(jī)床設(shè)備離不開主軸等交流調(diào)速控制,包括車床幔虏、銑床、磨床、刨床等各類普通機(jī)床與數(shù)控機(jī)床,由于加工材質(zhì)的不同,需要不同的轉(zhuǎn)速,因此采用變頻調(diào)速的機(jī)會很多,但是選用一般VF控制或空間矢量控制的效果不好,這是因為低速轉(zhuǎn)矩不足的主要原因奥徒。通用變頻器要想順利的使用在機(jī)床行業(yè)必須有兩個重要考慮：一是選用無速度傳感器矢量控制的產(chǎn)品嫉卵，二是要設(shè)計在超速運轉(zhuǎn)以提高低速轉(zhuǎn)矩。

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