東力科創(chuàng)CT100變頻器在數(shù)控雕刻機上的應(yīng)用
東力科創(chuàng)CT100變頻器在數(shù)控雕刻機上的應(yīng)用 引言 目前，雕刻機逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專業(yè)工具，隨著CNC數(shù)控技術(shù)配合高性能的變頻控制器和伺服驅(qū)動設(shè)備在各生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，
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東力科創(chuàng)CT100變頻器在數(shù)控雕刻機上的應(yīng)用
引言
目前，雕刻機逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專業(yè)工具，隨著CNC數(shù)控技術(shù)配合高性能的變頻控制器和伺服驅(qū)動設(shè)備在各生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，數(shù)控雕刻機日益成為當今雕刻行業(yè)的主流配置。數(shù)控雕刻機床的主傳動系統(tǒng)大多采用無極變速。無機變速系統(tǒng)主要有變頻主軸系統(tǒng)和伺服主軸系統(tǒng)兩種，由于變頻器的高性價比，所以變頻器在機床上使用非常普遍。主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機的重要組成部件，其性能對數(shù)控雕刻機整機的性能有著至關(guān)重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關(guān)鍵部件。本文介紹東力科創(chuàng)CT100系列變頻器在數(shù)控雕刻機主軸拖動系統(tǒng)上的應(yīng)用。
數(shù)控雕刻機電控原理介紹
數(shù)控雕刻機電控系統(tǒng)組成
數(shù)控雕刻機電控系統(tǒng)主要由CNC數(shù)控系統(tǒng)、主軸定位系統(tǒng)、主軸旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)三部分組成。各部分功能如下：
CNC數(shù)控系統(tǒng)：通過計算機內(nèi)配置的專用雕刻軟件進行圖樣設(shè)計和排版，經(jīng)由計算機把設(shè)計與排版的信息傳送至雕刻機控制器中，再由控制器把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動步進電機或伺服電機的脈沖信號，定位系統(tǒng)通過接受脈沖信號完成定位的方式完成設(shè)計和排版圖樣模型。
伺服定位系統(tǒng)：三維空間內(nèi)使用彼此相互垂直的三軸即可完成三軸定位，因此三套伺服定位系統(tǒng)分別接受來自CNC數(shù)控系統(tǒng)的脈沖信號，進行X、Y、Z三軸的雕刻走刀定位，即可完成三維空間內(nèi)的任意圖樣模型。
主軸加工系統(tǒng)：伺服定位系統(tǒng)完成了圖樣模型定樣，在對應(yīng)的定樣位置需要完成相應(yīng)的雕刻工作才能完成CNC數(shù)控系統(tǒng)排版的雕刻物品。因此要求主軸高速旋轉(zhuǎn)已完成雕刻工作。不同的雕刻材質(zhì)、差異化的雕刻精度同時要求旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)要有靈活的調(diào)速功能。
雕刻機主軸加工系統(tǒng)對變頻器的控制要求
系統(tǒng)對變頻器的性能要求
（1）調(diào)速范圍寬，運行轉(zhuǎn)速一般在0~24000r/min。
（2）全速度范圍內(nèi)速度波動?。?/div>
（3）低速力矩大，可以保證低轉(zhuǎn)速切削；
（4）加減速的時間盡量短。
系統(tǒng)對變頻器的功能要求
（1）控制方式選擇為V/F控制以適應(yīng)調(diào)速范圍寬弱磁性能好驅(qū)動穩(wěn)定性佳的控制要求
（2）端子控制啟停，實現(xiàn)遠程啟停和正反轉(zhuǎn)切換；
（3）模擬量設(shè)定運行頻率，可接受0～10VDC電壓輸出；
（4）調(diào)速范圍在0~24000r/min，換算變頻器的運行頻率為0～400Hz（二級高速電機）；
（5）加速和減速時間短，一般在3~5s，因運行的轉(zhuǎn)速比較高，所以需要帶制動單元的變頻器；
（6）需要故障輸出信號以保證主軸故障時系統(tǒng)及時作出保護；需要故障復位信號以保證故障解除時可遠程復位再啟動。
東力科創(chuàng)CT100變頻解決方案
控制方案
方案說明
東力科創(chuàng)變頻器的啟停方式為端子啟停，即通過CNC數(shù)控系統(tǒng)數(shù)字量輸入端子給變頻器DI1/DI2命令實現(xiàn)主軸電機的正反轉(zhuǎn)啟停及正反轉(zhuǎn)切換?？紤]到系統(tǒng)緊急故障時可能需要快速剎車以避免機械損壞，通過DI3為端子實現(xiàn)急停功能。變頻器故障信號通過可編程繼電器端子輸出，在變頻器故障時系統(tǒng)接收故障信號以避免誤動作導致的機械損害。故障清除后可通過復位端子解除故障鎖定。系統(tǒng)調(diào)速方式為數(shù)控系統(tǒng)數(shù)模轉(zhuǎn)換，變頻器接收數(shù)控系統(tǒng)給出的0~10V電壓信號做頻率信號給定，自動調(diào)整雕刻速度。
由于數(shù)控雕刻機需要急起急停，此過程會產(chǎn)生較大的能量回饋，因此需要加裝制動電阻。CT100系列變頻器45kw以下內(nèi)置制動單元，制動電阻可直接接入。
具體工況
| 電機 | 額定電壓 | 額定電流 | 額定轉(zhuǎn)速 | 額定頻率 | 額定功率 |
| 主軸電機 | 380V | 12.3A | 24000rpm | 400HZ | 5.5KW |
CT100系列變頻器技術(shù)說明
| 功能碼 | 設(shè)定值 | 功能描述 | 備注 |
| F00.00 | 0 | 控制模式選擇 | VF控制模式 |
| F00.01 | 1 | 起停控制模式 | 端子起停模式 |
| F00.02 | 2 | 頻率給定模式 | 模擬量AI1給定頻率 |
| F00.06 | 400 | ***大頻率 | ---- |
| F00.07 | 400 | 運行頻率的上限 | ---- |
| F00.14 | 5S | 加速時間 | 可適當調(diào)整 |
| F00.15 | 5S | 減速時間 | 可適當調(diào)整 |
| F01.02 | ---- | 額定功率 | 一定要按照電機銘牌進行設(shè)置以保證自學習出來的參數(shù)正確。 |
| F01.03 | ---- | 額定頻率 | ---- |
| F01.04 | ---- | 額定轉(zhuǎn)速 | ---- |
| F01.05 | ---- | 額定電壓 | ---- |
| F01.06 | ---- | 額定電流 | ---- |
| F06.01 | 1 | 正轉(zhuǎn)啟動 | ---- |
| F06.02 | 2 | 反轉(zhuǎn)啟動 | ---- |
| F06.03 | 6 | 緊急停車 | ---- |
| F06.04 | 7 | 故障復位 | ---- |
| F07.03 | 2 | 故障輸出 | ---- |
深圳市東力科創(chuàng)技術(shù)有限公司CT100變頻器以DSP控制系統(tǒng)為平臺，采用國內(nèi)技術(shù)***的無PG矢量控制技術(shù)，并配合多種保護方式，可應(yīng)用于異步電機，提供優(yōu)異的驅(qū)動性能。產(chǎn)品在風道設(shè)計，硬件配置，軟件功能方面都極大的提升了客戶易用性及環(huán)境適應(yīng)性。
技術(shù)特點
◆ 準確的電機參數(shù)自學習：準確的旋轉(zhuǎn)或靜止的電機參數(shù)自學習，調(diào)試方便，操作簡單，提供更高的控制精度和響應(yīng)速度
◆ 矢量化的V/F控制：自動定子壓降補償和轉(zhuǎn)差補償，保證VF控制模式下也可有優(yōu)異的低頻大轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)矩動態(tài)響應(yīng)
◆ 軟件限流限壓功能：良好的電壓、電流限制，有效進行關(guān)鍵控制參數(shù)限幅以降低變頻器的故障風險
◆ 多種制動模式：提供多種制動方式，保證系統(tǒng)停機穩(wěn)準快
◆ 環(huán)境適應(yīng)性強：較高的整機過溫點，獨立的風道設(shè)計，加厚三防漆處理，更適合在機床行業(yè)金屬粉末多，油污重的場合
◆ 轉(zhuǎn)速追蹤再起動功能：實現(xiàn)對旋轉(zhuǎn)中的電機的無沖擊平滑起動
◆ 自動電壓調(diào)整功能：當電網(wǎng)電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒
◆ 全面的故障保護：過流、過壓、欠壓、過溫、缺相、過載等保護功能
結(jié)束語
數(shù)控雕刻機主軸驅(qū)動部分看似簡單，實際控制卻因高頻轉(zhuǎn)速高、低頻出力大、使用環(huán)境惡劣等要求對變頻器的性能和穩(wěn)定性有著嚴苛的考驗。CT100系列變頻器是深圳市東力科創(chuàng)技術(shù)有限公司新開發(fā)的高性能開環(huán)矢量變頻器，起卓越的性能和豐富的功能使其在數(shù)控雕刻機上得到了非常好的應(yīng)用。
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