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數控車床又稱為CNCComputernumericalcontrol車床,一種由程序控制的自動化機床。數控車床主要用于加工軸類和回轉體零件,能自動完成內外圓柱面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工,適合于加工形狀復雜、精度要求高的軸類或盤類零件。數控車床主要由主機、數控裝置、驅動裝置以及輔助裝置等幾大部分組成。
主機,數控車床的主體,包括機床身、立柱、主軸、進給機構等機械部件。數控裝置,數控車床的核心,包括硬件(印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機等)以及相應的軟件,用于輸入數字化的零件順序,并完成輸入信息的存儲、數據的變換、插補運算以及實現各種控制功能。驅動裝置,數控車床執(zhí)行機構的驅動部件,包括主軸驅動單元、進給單元、主軸電機及進給電機等。輔助裝置,指數控車床的一些必要的配套部件,用以數控機床的運行,如冷卻、排屑、潤滑、照明、監(jiān)測等。
二、現場工況
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2實景圖片
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三、工藝要求及變頻器配置
數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。轉矩響應要快,穩(wěn)速精度要高;抗干擾能力強,同時維修要方便。電機大轉速要求達到3000r/min現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11同時,車床主軸要求實現定位控制,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,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-A 1
四、調試過程及實際效果
1現場接線示意圖 2調試過程及使用效果
1編碼器參數及方向設定
CNC數控系統、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。設置編碼器線數P20.01設置P00.00=2P00.10=20Hz運行電機,此時電機旋轉為20Hz觀察P18.00測速值應接近20Hz如果測速值為負,則標明編碼器方向反向了設置P20.02=1即可,如果測速值偏差較大,則表明P20.01設置錯誤。觀察P18.02Z脈沖計數值是否波動,如果動搖,標明編碼器有干擾或者P20.01設置錯誤,檢查接線及屏蔽線是否良好接地。
2電機參數自學習
記錄電機銘牌參數,然后設置參數P02.00~P02.05設置P00.00=1開環(huán)矢量運行模式,并設置參數P00.15=1旋轉參數自學習)同時給運行命令,電機會先靜止然后再旋轉到2/3額定轉速,自學習完成后,自動停機,鍵盤顯示-END-并且將學習得到參數保管在P2組電機參數P02.06~P02.10中。
注:進行上述動態(tài)自學習時需要把電機軸與機械負載脫開,而進行靜態(tài)自學習則不需要脫開機械負載。
3試運行電機
設置P00.00=3閉環(huán)矢量控制模式,同時設置運行指令通道及頻率給定源。調整加減速時間及P3組速度環(huán)及電流環(huán)PI參數,使之在整個范圍內運行平穩(wěn)。
4端子功能設定
參考說明書P5,P6組輸入輸出端子功能進行端子功能的設定。注:Goodrive35說明文檔由Goodrive300產品說明書和Goodrive35附加說明書共同組成。
立車主軸加工工件時,轉速要求設定為850r/min采用閉環(huán)矢量控制模式,轉速動搖小,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始位置。Goodrive35主軸定位專用變頻器在數控車床上的應用,完全可以滿足客戶需求。
五、結論
之前,數控車床主軸定位功能是由伺服驅動器來完成。采用英威騰主軸定位專用變頻器Goodrive35替代伺服驅動器后,性能優(yōu)良,具有伺服驅動器主軸定位控制的同樣效果,并能大大降低數控車床的本錢。