《電子技術(shù)應(yīng)用》
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惠豐變頻器在經(jīng)濟型數(shù)控機床中的應(yīng)用
中國自動化網(wǎng)
摘要: 近年來,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,機床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展:體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛應(yīng)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(shù)控機床。從國內(nèi)外市場對數(shù)控機床的需求來看,以后數(shù)控機床市場具有以下特征:一是經(jīng)濟型數(shù)控機床是以后的主流產(chǎn)品。二采用新技術(shù),降低成本,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關(guān)鍵。
Abstract:
Key words :

 

前言
近年來 ,隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,機床工業(yè)也有了飛躍的發(fā)展:體現(xiàn)在新技術(shù)的廣泛應(yīng)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(shù)控機床。從國內(nèi)外市場對數(shù)控機床的需求來看,以后數(shù)控機床市場具有以下特征:一是經(jīng)濟型數(shù)控機床是以后的主流產(chǎn)品。二采用新技術(shù),降低成本,提高產(chǎn)品穩(wěn)定性是企業(yè)生存的關(guān)鍵。下面我們以機床拖動方面采用變頻調(diào)速來說說變頻器在該行業(yè)的應(yīng)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(diào)速的。它具有以下特點:
  1. 原系統(tǒng)概況
A 負載— 恒功率性質(zhì)
  齒輪箱變速時,轉(zhuǎn)矩的變化與轉(zhuǎn)速的變化成反比。若不計齒輪箱的損耗,則在全功率范圍內(nèi),都具有恒功率的特點。
1)轉(zhuǎn)速檔次
  調(diào)速箱有8檔轉(zhuǎn)速:75、120、200、300、800、1200、1500,2000r/min。
2)電動機的主要額定參數(shù)
   額定容量:3.7kw
   額定轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速。
B.低速時的過載能力強
低速時,拖動系統(tǒng)經(jīng)齒輪箱降速后的額定轉(zhuǎn)矩將遠大于負載的最大工作轉(zhuǎn)矩,有很強的過載能力。
二 應(yīng)用變頻器調(diào)速時的基本考慮:
  1、 變頻調(diào)速的調(diào)節(jié)范圍很廣,一般通用型變頻器都可以實現(xiàn)0—400HZ范 圍內(nèi)無級調(diào)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(zhuǎn)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(shè)備的要求。
  4、 使用變頻調(diào)速后,可以簡化齒輪變速箱等原有復(fù)雜的機械拖動機構(gòu), 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(shù)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(yīng)用情況。
  浙江坎門機床廠主要生產(chǎn)各類經(jīng)濟型簡易數(shù)控機床,由于調(diào)速用的電磁離合器損壞率較高,了解到變頻調(diào)速系統(tǒng)具有以上優(yōu)點,故改用惠豐變頻器實現(xiàn)變頻調(diào)速。具體情況如下:
  1.改造后系統(tǒng)構(gòu)成:


A 在該系統(tǒng)中,變頻器采用外部端子控制,數(shù)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(xiàn)數(shù)字量設(shè)定轉(zhuǎn)速對模擬量變 頻輸出的控制。電機轉(zhuǎn)速的高低由數(shù)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(xiàn)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(xiàn)過流,過壓,過載,過熱,負壓,缺相等保護。


2 相關(guān)參數(shù)的設(shè)置:
根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)和機床設(shè)計的要求,合適參數(shù)的設(shè)置能夠能夠提高原有產(chǎn)品性能:

參數(shù)代碼 參數(shù)設(shè)置 參數(shù)代碼 參數(shù)設(shè)置 參數(shù)代碼 參數(shù)設(shè)置
F200 1 F204 3 F111 100.00HZ
F808 100.00HZ F114 5.0S F115 5.0S
F513 1 F502 6
A F111,F(xiàn)808 用來調(diào)整電機的最高轉(zhuǎn)速
B F114,F(xiàn)115用來調(diào)整電機達到最高轉(zhuǎn)速需要的時間
C F513,F(xiàn)502用來調(diào)整電機在低速時輸出力矩的大小,針對以上的參數(shù)設(shè)置,最終用戶可以根據(jù)現(xiàn)場的實際需要作微量調(diào)整。

3 改造后與原來的性能對比
機床調(diào)速范圍:0——-400HZ 可調(diào)(大部分機床都在 3000轉(zhuǎn)以下工作)
加減速時間 :0.1——-30S 可調(diào)
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(diào)

4.客戶的實際使用效果: 在實際加工轉(zhuǎn)速下,經(jīng)反復(fù)試驗,完全符合設(shè)計要求,取得了令人滿意的結(jié)果。現(xiàn)該產(chǎn)品2000年已批量生產(chǎn),投放市場。

5 可能出現(xiàn)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(chǎn)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(shù)人員到現(xiàn)場查找故障原因,發(fā)現(xiàn)工作現(xiàn)場電壓很低——輸入電壓僅僅AC310V(白天工作電壓低),客戶因?qū)ψ冾l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(shù)人員向?qū)Ψ皆敿毥榻B了故障保護的原因,并協(xié)助客戶購買了穩(wěn)壓設(shè)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(yīng)該注意的問題
四 結(jié)束語
坎門機床廠配套使用惠豐變頻器多年來,產(chǎn)品質(zhì)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(shù)控機床配套使用變頻器的可行性和實用性,相信廣大數(shù)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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