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普传变频器在数控机床上的应用-普传科技杭州营销中心-中国传动网应用案例

信息来源:chuandong.biz  时间:2008-12-09  浏览次数:80

  摘 要:本文主要介绍普传变频器在数控车床主轴上的应用。
  关键词:变频器 数控车床 机床主轴
  1 引言
  数控机床的发展水平和在金属切削机床中所占的百分比,是衡量一个国家工业发展水平 和制造水平的一个重要标志。数控车床是数控机床中的重要一种。经过多年的发展,国内数 控车床已经发展出平床身,斜床身等多种规格,并且在制造业中广泛应用。目前数控车床的 主轴已经广泛采用变频调速控制,甚至异步伺服控制,大大提高了加工效率。本文主要阐述 普传变频器在平床身数控车床上的应用。
  2 平床身数控车床主轴的要求简介
  主轴是车床上的重要组成部分,主轴的转速以及转矩对于加工效率,加工工件的范围以 及工件的加工精度,都起着至关重要的作用。普通车床采用普通交流异步电机以及齿轮箱传 动,实现多档有级变速,切换转速时,一般需要停止主轴通过换挡来实现。为提高效率,数 控车床采用变频调速技术,大大简化了齿轮箱,实现了无级调速。
  6136 型数控车床主轴电动机参数如下:
  选用电机型号:VFG132A-50-5.5
  额定功率:5.5kW;
  额定频率:50Hz;
  额定电压:380V;
  额定电流:13A;
  额定转速:1400r/min;
  机械传动比:2:3
  加工材料:45#钢;
  实际测试性能指标:
  主轴转速:200r/min(变频器运行频率9~10Hz);
  主轴转速:450r/min(变频器运行频率22Hz左右)的进刀性能及速度。
  3 普传变频器特点
  选用普传变频器PI7600,具有如下特点
  ⑴ 控制系统为基于DSP 的高性能矢量控制变频器,波形产生方式为异步空间矢量PWM,
  ⑵ 提供标准的DC 0~10V范围可调整,DC 0~20mA范围可调整,能够与大多数数控系统接
  口兼容,通用性强;
  ⑶ 电压允许波动范围:±15%;频率允许波动范围:±5%
  ⑷ 过载能力:额定电流150%-1 分钟,额定电流200%-0.1 秒
  ⑸ 转差补偿:0~10%,自动转差补偿
  ⑹ 提供多功能的输出端子信号,多达6路输出信号,每路有32种信号可供选择
  4 变频器的连接与参数调整
  客户选配电机为5.5KW/50Hz/380V,选用变频器型号为PI76005R5G3,制动电阻
  780W/75Ω
  变频器V2/V3 端子提供与数控系统速度模拟量,V2接数控系统模拟量接口正信号,V3 接
  负信号,信号为0-10V模拟电压信号,控制主轴转速。FWD/REV/COM 为变频器的正转/反转
  信号端子,通常由数控系统发出正转信号FWD 或者反转REV,来驱动中间继电器,中间继电
  器的常开接点接入变频器FWD/COM 或者REV/COM,从而控制变频器的正反转。
  调试参数:
  1、电机参数调整(按照电机铭牌设置)
  电机参数调整应该在设置电流环参数之前。
  b00=2,4 极电机
  b01=13,电机额定电流13A,该参数设定后,电流环参数和电机参数会自动设置为Y 系列
  4 极电机的参数,所以设定后如需更改,请相应修改电流环参数和电机参数。
  b02=380V,电机额定电压380V
  b03=1400rpm,电机额定转速1400rpm
  b04=50Hz,电机额定频率
  b10=2500,PG 脉冲数(按照编码器铭牌设置)
  b12,PG 旋转方向,需要手动测试确定。
  特别需要注意,由于矢量控制需要提供电机参数(阻抗),变频器提供电机参数自整定功能 b13,选择b13=1,通过面板运行键,变频器会自动运行。自动运行过程中,除了计算出电机参数以外,还能够检测出空载电流,这几个参数对于矢量控制能够表现出较高的性能非常重要,这个过程会持续十几秒钟时间。在执行自整定功能前,一定要确认电机侧是否没有任何连接,包括减速皮带。
  2、PG 方向确定和电机方向确定
  PG 的方向需要手动测量
  F01=2,带PG 矢量控制模式
  F02=5Hz,给定频率5Hz
  F09=5S,加速时间5S
  F10=5S,减速时间5S
  手动运行,如果电机可以正常运行到5Hz,表示b12 PG 旋转方向设定正确。
  如果电机只能运行在1Hz 以下,表示PG旋转方向需要更改。 电机方向确定
  给定正转运行命令。如果电机正转,表示电机方向设定正确。如果电机反转,表示电机方向与命令方向相反,需要更改端子的命令,将FWD 和REV 的 接线端子对调。
  3、矢量参数调整
  F01=2,带PG 矢量控制模式
  F04=1,V2 给定
  F05=3,端子台控制
  F09=0.5S,加速时间(根据客户的要求)
  F10=0.1S,减速时间(根据客户的要求)
  F13=175Hz,对应于模拟信号10V 输入时变频器的输出频率,由于是在0-3500rpm范围内
  调速,将机械减速比折算进去以后,此参数需要设置为175HZ
  F14=50Hz,基本频率
  F15=8KHz,载波频率
  F17=175Hz,上限频率
  F18=10%,S曲线加速起始段
  F19=5%,S曲线减速起始段
  F27=1,自由停车模式
  F42=1,有过压失速保护功能
  F43=1,有电流限幅功能
  F48=3,故障重复次数3次
  F49=0.5S,故障恢复时间
  4 测试结论
  变频器的转速由外部模拟量信号来控制,根据加工工艺(如;粗加工、精加工等)需要不同 的转速,可由数控系统输出不同的模拟量电压信号,调节不同的转速。启停信号以及报警信 号处理等均由数控系统控制,提高自动化程度。
  自动转矩提升功能,即使在低转速(低频)运行下也能平稳输出100%的转矩,满足 不同零件的加工需要,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。 较宽的电压波动范围和转速追踪功能,可适应用户电网波动。 主轴电机采用普传变频器驱动,完全能够满足加工要求,提高了机床的加工效率。

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