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現代機床雜志 2024 第一期

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變頻器在機床廠數控機床上的應用

一、引言

數字控制機床,簡稱數控機床(NC,Numerical Control),是三十年來綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產品,在現代機床生產制造中,一般采用多電機 拖動,主軸和各進給系統分別由各自的電機來拖動。由于機床加工范圍較廣,不同的工件,不同的工序,使用不同的刀具,要求機床執行部件具有不同的運動速度, 因此機床的主運動應能進行無極調速,主軸調速系統一般采用交流主軸系統。
隨著變頻調速技術的發展,數控機床的主軸的交流拖動,同樣能夠很好滿足需要。主驅動電機通過皮帶傳動帶動主軸旋轉,或通過皮帶傳動和主軸箱內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣,又可無級調速,使得主軸箱的結構大為簡化。

二、數控機床的技術要求

1 對電機要求

通常要求用變頻電機,或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求、并且要求電機調速范圍廣。

2 對變頻器的技術要求

a. 要求低頻力矩大

低頻時(1~10Hz)能出來150%額定轉矩。

b. 轉矩動態響應速度快,穩速精度高

能實現很好的動態響應效果,依據負載的變化,通過輸出轉矩的變化很快做出響應,從而實現轉軸速度的穩定。

c. 減速停車速度快

通常數控機床的加減速時間都是比較短的,加速時間靠變頻器的性能保證,減速時間則依靠外加制動電阻或制動單元。

d. 可靠性高

變頻器故障率低,運行穩定可靠

e. 電磁兼容問題

數控機床為工業應用環境,不但要求變頻器自身抗干擾能力強,而且不能干擾外圍控制設備。

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會對其它設備產生干擾,在數控機床上最容易被干擾的設備是CNC控制器。一旦CNC控制器受干擾后,系統將不能正常工作。特別是變頻器的頻率指令和運行指令也可能會受到干擾,干擾嚴重的會造成頻率指令不穩定,變頻器誤動作等。解決 此類問題的辦法是在變頻器出廠時須經過嚴格的EMC測試,采用EMC測試合格的變頻器產品。

來源:現代機床在線 報道:小孟
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