数控

发布时间:2017-01-25 浏览次数:420

  科润变频器在数控机床上的应用

                          --ACD320系列举例

1 . 数控机床对应用技术的要求

    1.1、电机要求

    通常要求用变频电机,或者普通电机加风扇以满足电机在低频的散热要求、并且要求电机调速范围广。

    1.2、变频器的技术要求

    1)要求低频力矩大

    选用矢量变频器,低频时(110Hz)能出来150%额定转矩。

    2)转矩动态响应速度快,稳速精度高

    选用矢量变频器,能实现很好的动态响应效果,依据负载的变化,通过输出转矩的变化很快做出响应,从而实现转轴速度的稳定。

    3)减速停车速度快

    通常数控机床的加减速时间都是比较短的,加速时间靠变频器的性能保证,减速时间则依靠外加制动电阻或制动单元。

    4)进行电机参数自学习

    选用矢量变频器后,要达到很好的控制性能通常都需要对电机进行参数自学习,其目的是获取准确的电机内部参数,以用于矢量控制计算。参数自学习所需要的电机铭牌参数有:电机额定功率、电机额定频率、电机额定转速、电机额定电压、电机额定电流。有的变频电机的铭牌上可能没标额定转速值,可以根据经验值估计一下额定转速。在进行参数自学习时,务必要在空载(电机轴上不接负载)的时候进行。只有在空载的时候才能保证自学习出来的电机参数的准确性。

    如果现场条件没办法进行空载运行,可以考虑用变频器出厂的电机参数试运行。

    5)频率指令和运行指令

    数控机床上使用的变频器其频率指令和运行指令都来源于CNC控制器,一般给定的的通道有两种,一种是模拟量给定,另一种是多段速给定,或者两者同时给定,以多段速优先。模拟量给定以电压型模拟量为主,也有电流型的。变频器对这两种类型的模拟量都可以采集。

1.3、抗干扰问题

变频器在出厂的时候作了很好的抗干扰试验,具有很强的抗干扰能力,但变频器同时也是一个干扰源,在使用中很难避免不对其它设备进行干扰,在数控机床上最容易被干扰的设备是CNC控制器。一旦CNC控制器受干扰后,系统将不能正常工作。特别是变频器的频率指令和运行指令也可能会受到干扰,干扰严重的会造成频率指令不稳定,变频器误动作等。解决此类问题的办法是在变频器的输出线上加磁环以减少高频辐射。一般进口的CNC的抗干扰能力较强。

2 .ACD320系列在机床上的调试:

1)接线



1-1  变频器在柜体的位置和简易接线图

2)参数

FO.00

速度控制模式

0

F1.03

电机额定转速

电机参数

F1.05

电机额定电流

同上

F1.06

电机定子电阻

同上

F1.07

电机转子电阻

同上

功能参数

F0.01

运行指令通道

1

F0.03

频率指令选择

1

F0.04

最大输出频率

120Hz

F0.05

运行频率上限

120Hz

F0.08

加速时间1

3s

F0.09

减速时间1

2s

F2.09

AVI下限值

0

F2.11

AVI上限值

10

3.   以下几类非变频器质量因素而引起的故障现象:

1、主轴实际转速与设定转速有偏差。

由于变频器的频率指令来源系统的0-10V4-20MA模拟量,如果设定转速与显示转速有偏差,可通过修改最大频率和模拟量的对应关系来修正。一般是先将高转速对应准确,再调整低转速。

2、主轴转速精度不够。

一般都是电机参数误差大所引起,需要对电机进行动态调谐以获得准确的电机参数。

3、加工过程中,主轴切削无力。

是电机参数误差大所引起,需要对电机进行动态调谐以获得准确的电机参数。

4、在加速或工作过程中报过电流故障。

加速过电流很多情况下是加速时间太短。或因为电机参数偏差较大,需要对电机进行动态调谐以获得准确电机参数。

5、在停车过程中报过电压故障。

一种情况是减速时间太短,另一种可能是制动电阻配置不合适,或制动电阻回路出现开路的现象,需要调整减速时间或配置合适的制动电阻。

6、主轴在运行过程中在某一频率段的噪音异常?

出现这种情况的原因是由于机械共振引起。可以通过设置跳跃频率或改变机械结构而消除。

7、数控系统不能正常控制变频器?

首先确定是否变频器本身原因还是系统原因造成的。可以采用面板操作或直接从控制端子给信号的方式控制来判断。

4. 结语

对于数控车床的主轴电机,使用了无速度传感器的变频调速器的矢量控制后,具有以下显着优点:大幅度降低维护费用,甚至是免维护的;可实现高效率的切割和较高的加工精度;实现低速和高速情况下强劲的力矩输出。ACD320系列变频器以其独特的性能(启动电流小、调速平滑、调速范围大、节能环保、运行稳定、精度高、低频转矩大、保护功能齐全、可靠性高、操作维护简便等)和优越的性价比,在数控机床的应用上迅速崛起。

数控机床使用变频器后,取消了离合器、齿轮等机械变速部分,维护更加方便。使用变频器后,可实现多段速控制,也可进行恒线速加工,机床可按指令信号进刀,缩短了加工周期,提高了生产效率;机床速度再现性好,产品质量稳定;且容易实现高速运转,可高效率的加工铝等软工件。

注意事项:

1、由于变频速度可调范围大,要考虑与机械部件匹配防止谐振,可能采取改变机械属性或跳频躲开谐振点

2、必须加装制动单元与制动电阻,加快高速向低速切换时减速时间,防止发生减速过流(与变频器质量无关)

3、制动电阻的功率大小是根据减速频率决定的,应以最繁重的运行模式来选择。

 

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