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机床行业

机床行业

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  • 发布时间:2020-09-10
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机床行业

澳地特变频器在机床和雕铣机行业解决方案

 

一、引言:

 

  目前国内数控机床主轴伺服系统主要采用直流伺服系统,而部分采用交流调速的主轴伺服系统则全部依赖进口,价格昂贵,其它异步机交流传动系统绝大多数也采用进口变频器,主要是要求有较大的低频转矩,稳速精度高,启动,停机响应快。国产变频器大多采用V/F控制,由于转速精度受转差率及负载的影响,无法精确控制电动机的实际转速,存在着控制精度低、动态性能差、故障率高、控制功能少等缺点,而且提高定子电压的补偿难以完全与负载匹配,低速转矩不足。因此V/F控制变频器尤其不适用于诸如数控机床主轴、伺服等要求高精度、快响应的传动机械。

 

二、澳地特变频器的特点:

 

  澳地特的AD500系列变频器采用先进的无速度传感器矢量控制技术,在开环矢量的方式下,0.25 HZ就能提供180%的启动力矩,稳速精度高,在开环矢量的方式下,可以达到±0.02%的稳速精度。而且对于高速主轴电机,能达到较快的响应速度,实现主轴电机的快速启动,停机。特别是对与运行频率较低的电机,其启动,停机的快速性更为明显。

 

  澳地特机床专用变频器是建立在高性能无速度传感器矢量控制技术平台基础上,同时结合机床行业应用特点推出的一款专用变频器,与其他品牌通用变频器相比在机床应用上具有以下重要优点:

 

1、更强切削能力:在相同的条件下,澳地特机床专用变频器比其他公司的变频器具有更强的进刀能力和切削深度(约1.3-1.5倍),可提高机床的加工工效和产能,为机床和客户带来增值。

2、更快的急加速、急减速动态特性:澳地特机床专用变频器急加速、急减速动比其他公司的变频器快约1.35倍,同样可使机床具有更高的加工效率和产能。

3、更好的低速切削力和加工精度:澳地特机床专用变频器在0.25HZ稳定可输出150%的额定力矩,而其他公司到0.5HZ才能有力矩输出且力矩有脉动不太平稳;

4、超强的抗突变冲击过载等能力:澳地特机床专用变频器有精确的电流环控制(其他公司没有),在冲击负载或电网等外界突变扰动时,变频器更不易跳闸保护,能更好保证生产设备连续稳定运行。

5、工艺外观:澳地特机床专用变频器的体积更紧凑,有利于设备的安装空间的节省,造型更美观,有利于提升系统的整体形象。

6、其它重要特性:澳地特机床专用变频器在矢量控制方式下可工到200HZ,在矢量化v/f控制方式下可达3000HZ,可为机床在更宽的工作范围内提供更高的切削能力和精度。

 

三、澳地特变频器在机床上的应用:

 

  澳地特的AD500系列机床专用变频在某客户机床上的使用,解决了其进口品牌变频器无法解决的快速启动,停机的要求,实现了客户的要求。

 

系统原理图:

a

使用对比结果:

变频器品牌
启动时间
停机时间
某进口品牌
7秒
6.8秒
澳地特变频器
5秒
3.2秒

 

注:以上测试为主轴从零速加速到4000r/min,和从4000r/min减速到零速的时间,电机的运行频率为200hz,外接制动电阻(1800w,50Ω),澳地特变频器在启动时可以达到更快的速度,但是客户觉得太快了,所以降低了其启动的速度。变频器为7.5KW,主轴电机为7.5KW变频电机。

 

功能码
名称
说明
用户设定
备注
P9.01
电机级数
参见电机铭牌
 
 
P9.02
额定转速
 
 
P9.03
额定功率
 
 
P9.04
额定电流
 
 
P9.05
空载电流
旋转自整定后会自行确定
 
 
P9.15
自整定
最好将电机脱轴旋转自整定
2
 
P0.03
控制运行模式
有速度传感矢量控制(闭环矢量)
8
 
P0.04
开环主给定
AI1通道
1
有数控系统给定
P0.05
开环数字给定频率
开环数字频率给定从P0.05的基础上开始叠加
0.00HZ
 
P0.06
运行命令给定
端子方式
1
 
P0.08
加速时间
用户自己设定
1S
根据现场情况而定
 
P0.09
减速时间
1S
P0.11
最大输出频率
 
100
10V对应的最大频率
P0.13
上限频率
P0.13=P0.11
100
P3.09
防反转选择
允许反转
0
 
P5.00
正传运行
一般设定在X1,若电机运行方向不对,请将任意靠近的电机两相端子接线互换
2
 
P5.01
反转
3
 
P5.02
定位使能端子
40
 
P5.03
定向停止位置选择端子
41
 
P5.04
向停止位置选择端子2
42
 
P5.05
减速停车
0
 
P6.00
模拟曲线设定
AI1模拟曲线设定
0000
 
P6.04
曲线1输入点A1对应的给定频率f1
 
100HZ
 
P7.00
Y1端子输出功能选择
定位完成输出信号
40
 
P7.02
继电器端子输出功能选择
故障输出信号
14
 
PA.09
能耗制动已使用
能耗制动选择
1
 
PA.10
能耗制动使用时间
 
100S
如果要用制动电阻必须要设定
PA.11
制动单元动作电压
 
750V
Pd.01
速度环比例增益1
注意:如果在闭环矢量调好的基础上,出现转速不稳定,可适当把增益设小。但必须确保电机轴和编码器轴连接的皮带是紧的。
5
 
Pd.02
速度环积分增益1
0.2
 
Pd.03
速度环比例增益2
5
 
Pd.04
速度环积分增益2
0.15
 
Pd.05
ASR切换频率
5HZ
 
Pd.19
ASR输入滤波时间
 
0.5S
 
Pd.20
ASR输出滤波时间
 
0.5S
 
Pd.21
编码器每转脉冲数(闭环矢量)
 
1024
根据编码器铭牌
Pd.22
编码器方向选择
 
 
根据现场情况而定
Pd.23
编码器断线检测时间
 
2S
 
Pd.24
电机和编码器的转速比
电机转速/编码器转速=i
1.2
 
H0.01
定向停止位置1
 
 
根据现场情况而定
H0.02
定向方向选择
有0、1、2三种可选(详细解释请查看MO非标说明书)
 
 
H0.03
定向速度
详细解释请查看MO非标说明书
15HZ
根据现场情况而定
H0.04
定位完成范围
5
H0.05
定向完成时间
0.1S
H0.06
未知环增益
2
H0.07
定向停止位置2
 
H0.08
定向停止位置3
 
H0.09
定向停止位置4
 
H0.10
位置选择端子确定时间
0.010S
H0.11
定向脉冲显示
 

 

澳地特变频器在数控车床上的应用

 

一、行业概述:

 

数控机床(NC,Numerical Control),是集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体的机电一体化产品,在机械制造设备中具有高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比,是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

 

二、数控车床的技术要求:

 

1、调速范围宽  

  由于加工刀具、被加工材质以及对零件加工要求的不同,为保证在任何情况下,都能得到最佳切削条件,这就要求传动系统必须具有足够宽的调速范围。同时,在不同转速下又有具体的要求:高速下,要求速度稳定,尽可能提供主轴电机的最大功率,即恒功率范围要宽;低速下,要求提供大转矩输出,以满足重切削的要求。

 

2、速度控制精度高

  为保证数控车床的加工精度,一般都要求传动系统具有较高的速度控制精度,由负载变化引起的动态降速小。若动态降速大,会严重影响工件加工的精度。

 

3、加减速时间短

  数控车床要求加减速时间短,有良好的快速响应特性。变频器加减速时间短,可提高数控车床加工工件的效率。

 

三、 澳地特变频器在数控车床应用上的特点:

 

1、速度调节范围宽0~600HZ,满足了不同工件对转速的要求

2、低频力矩大,能满足数控车床在低速下的重切削要求。

3、采用了矢量控制方式,提高了车床的响应速度和精度。

4、加减速时间短,提高了客户的生产效率。

5、载波频率1~16K可调,降低了电机噪音,改善了工人的工作环境。

 

四、AD300在数控车床上的接线原理图:

 

A

 

五、结束语:

 

  主轴电机采用AD300高性能矢量变频器驱动,不仅满足了工件的加工要求,也延长了刀具的使用寿命。由于变频器采用了矢量控制,即使在低转速(低频)运行下也能平稳输出150%的转矩,以满足不同工件的加工需要,完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构,并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。不同的加工工艺(如;粗加工、精加工等)需要不同的转速,此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给变频器,实现不同的转速,同时启停信号也由数控系统控制,提高了车床的自动化程度。

 

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