《電子技術應用》
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惠豐變頻器在經濟型數控機床中的應用
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摘要: 近年來,隨著經濟的快速發(fā)展,機床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展:體現在新技術的廣泛應用和企業(yè)效益的明顯改善。目前機床行業(yè)的消費主流是數控機床。從國內外市場對數控機床的需求來看,以后數控機床市場具有以下特征:一是經濟型數控機床是以后的主流產品。二采用新技術,降低成本,提高產品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關鍵。
Abstract:
Key words :

 

前言
近年來 ,隨著經濟的快速發(fā)展,機床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展:體現在新技術的廣泛應用和企業(yè)效益的明顯改善。目前機床行業(yè)的消費主流是數控機床。從國內外市場對數控機床的需求來看,以后數控機床市場具有以下特征:一是經濟型數控機床是以后的主流產品。二采用新技術,降低成本,提高產品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關鍵。下面我們以機床拖動方面采用變頻調速來說說變頻器在該行業(yè)的應用情況:
一 原機床的主軸傳動特點:
一般情況下機床的拖動系統(tǒng)是由電機帶動齒輪箱來傳動和調速的。它具有以下特點:
  1. 原系統(tǒng)概況
A 負載— 恒功率性質
  齒輪箱變速時,轉矩的變化與轉速的變化成反比。若不計齒輪箱的損耗,則在全功率范圍內,都具有恒功率的特點。
1)轉速檔次
  調速箱有8檔轉速:75、120、200、300、800、1200、1500,2000r/min。
2)電動機的主要額定參數
   額定容量:3.7kw
   額定轉速:1440r/min
   負載特性:恒功率
   3) 控制方式 由手柄組合的8個位置來控制四個離合器的分與合,得到齒輪的8種組合,從而得到8檔轉速。
B.低速時的過載能力強
低速時,拖動系統(tǒng)經齒輪箱降速后的額定轉矩將遠大于負載的最大工作轉矩,有很強的過載能力。
二 應用變頻器調速時的基本考慮:
  1、 變頻調速的調節(jié)范圍很廣,一般通用型變頻器都可以實現0—400HZ范 圍內無級調速。
  2 考慮到機床要求具有較硬的機械特性。符合變頻器+ 普通電機(或變頻電機)傳動具有機械特性硬的特點。一般在低頻下都可以提供150%負載轉矩的能力
  3、 考慮到機床需要在低速時具有強大過載能力。變頻器可以提供150%的過載保護(60S),能夠滿足設備的要求。
  4、 使用變頻調速后,可以簡化齒輪變速箱等原有復雜的機械拖動機構, 自動化程度高,操作簡單,維修方便。
5 變頻器具有電壓(DC0—5V,DC0—10V),電流模擬輸入接口,可以與數控系統(tǒng)的控制信號很好的匹配。
三 惠豐變頻器在該行業(yè)的具體應用情況。
  浙江坎門機床廠主要生產各類經濟型簡易數控機床,由于調速用的電磁離合器損壞率較高,了解到變頻調速系統(tǒng)具有以上優(yōu)點,故改用惠豐變頻器實現變頻調速。具體情況如下:
  1.改造后系統(tǒng)構成:


A 在該系統(tǒng)中,變頻器采用外部端子控制,數控系統(tǒng)發(fā)出的DC 0-10V 信號通過變頻器的AN1——GND 端子送入變頻器,實現數字量設定轉速對模擬量變 頻輸出的控制。電機轉速的高低由數控系統(tǒng)輸出的電壓信號的大小來控制。

B 電機的正反向運行有外圍通過變頻器的 OP6,OP7 與CM端子實現控制。

C 各種保護信號通過變頻器的TC TA 常開觸點來控制,可以實現過流,過壓,過載,過熱,負壓,缺相等保護。


2 相關參數的設置:
根據數控系統(tǒng)和機床設計的要求,合適參數的設置能夠能夠提高原有產品性能:

參數代碼 參數設置 參數代碼 參數設置 參數代碼 參數設置
F200 1 F204 3 F111 100.00HZ
F808 100.00HZ F114 5.0S F115 5.0S
F513 1 F502 6
A F111,F808 用來調整電機的最高轉速
B F114,F115用來調整電機達到最高轉速需要的時間
C F513,F502用來調整電機在低速時輸出力矩的大小,針對以上的參數設置,最終用戶可以根據現場的實際需要作微量調整。

3 改造后與原來的性能對比
機床調速范圍:0——-400HZ 可調(大部分機床都在 3000轉以下工作)
加減速時間 :0.1——-30S 可調
加工速度 :100—3000r 連續(xù)可控
保護功能 :完善,并有故障顯示
過載能力 :100%——180% 可調

4.客戶的實際使用效果: 在實際加工轉速下,經反復試驗,完全符合設計要求,取得了令人滿意的結果。現該產品2000年已批量生產,投放市場。

5 可能出現的問題——電壓低引起變頻器保護
2003年3月份一批機床發(fā)到寧波( 客戶用來生產氣動工具零部件),3個月后客戶打來電話說有10臺變頻器有故障保護(且只是白天跳保護)。公司派技術人員到現場查找故障原因,發(fā)現工作現場電壓很低——輸入電壓僅僅AC310V(白天工作電壓低),客戶因對變頻器保護原理不了解,只是認為機床有問題,客戶要求更換變頻器。針對此情況,技術人員向對方詳細介紹了故障保護的原因,并協(xié)助客戶購買了穩(wěn)壓設備,安裝后沒有任何問題——問題得到完美解決。再次驗證了變頻器完善的保護功能,同時也提醒了廠家對客戶銷售時應該注意的問題
四 結束語
坎門機床廠配套使用惠豐變頻器多年來,產品質量一直很穩(wěn)定,規(guī)模越來越大,企業(yè)效益越來越好。這再次證明了簡易數控機床配套使用變頻器的可行性和實用性,相信廣大數控廠家會越來越多的認識到此問題——采用變頻傳動可靠性高,操作方便,投資少,見效快,性價比高。

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