ES800在大型立式數控車床上的應用

詳細說明

　　CNC(數控機床)是計算機數字控制機床(Computer numerical control)的簡稱，是一種由程序控制的自動化機床。該控制系統能夠邏輯地處理具有控制編碼或其他符號指令規定的程序，通過計算機將其譯碼，從而使機床執行規定好了的動作，通過刀具切削將毛坯料加工成半成品成品零件。位置控制時通過CNC發出脈沖串指令，變頻器根據接收多少脈沖行走多少距離。實現準確的定位，以便后續工序（鉆孔，切割）能夠準確無誤的進行。

　　大型數控車床對變頻器的要求

　　1）要求低頻力矩大

　　選用矢量變頻器，低頻時（1～10Hz）

　　能出來150%額定轉矩。

　　2）轉矩動態響應速度快，穩速精度高

　　選用矢量變頻器，能實現很好的動態

　　響應效果，依據負載的變化，通過輸

　　出轉矩的變化很快做出響應，從而實

　　現轉軸速度的穩定。

　　3）減速停車速度快

　　通常數控機床的加減速時間都是比

　　較短的，加速時間靠變頻器的性能保

　　證，減速時間則依靠外加制動電阻

　　或制動單元。

　　4）主軸定位準確

　　根據CNC發出的脈沖指令，能夠準確無誤的停機，并始終使能。

　　5）頻率指令及運行指令

　　數控車床上使用的變頻器其頻率指令和運行指令都來源于CNC控制器，一般給定的通道有兩種，一種是模擬量給定，另外一種是多段速給定，模擬量給定以電壓類型為主，變頻器在定位時需要從速度控制模式切換到位置控制模式。

　　控制要求

　　以山東某大型機床廠使用現場的要求為例進行說明，具體要求有如下：

　　1、客戶提供的電機參數見表。

　　電機個數額定功率額定電壓額定電流額定頻率編碼器線數額定轉速

　　1臺37KW380V72A15HZ1024440

　　變頻器需控制主軸電機的啟?？刂?，通過CNC給出的脈沖串指令進行位置控制，通過模式選擇開關進行速度模式及位置模式的切換。給變頻器控制命令有：正轉啟動，反轉啟動，模擬量頻率給定，及位置控制脈沖串給定。輸出有變頻器故障報警及變頻器就緒等命令。

　　2、位置控制與速度控制切換

　　3、CNC脈沖給定輸出

　　4、位置控制后電機使能

　　5、位置控制精度在0.01mm以內

　　系統原理及控制實現

　　采用伺服電機加旋轉編碼器控制主軸電機，要求有位置控制及主軸定位。ES800變頻器是一款可驅動高速電機和電主軸、變頻電機、交流伺服電機、各種同步電機、普通異步電機，具有轉矩、速度、位置控制能力。有很好轉矩和速度控制性能，保證機械運轉平穩、響應迅速，轉矩脈動小的要求。該變頻器具有以下技術特點：

　　A、啟動頻率/啟動轉矩在0Hz/200%

　　B、過載能力：150%額定電流60s，180%額定電流10s，200%額定電流1s

　　C、調速比：1：1000

　　D、速度控制精度：±0.02%最高速度 響應時間＜10ms

　　E、內置C3濾波器，防干擾能力更強

　　F、有定長控制功能

　　G、位置控制精度：±1個脈沖

　　控制實現：變頻器需要控制一臺伺服電機，根據端子切換速度控制模式和位置控制模式，根據CNC輸出的模擬量來進行速度控制，最快運行50HZ，根據CNC輸出的脈沖串來進行位置控制，脈沖串有方向控制，變頻器根據脈沖準確的停到設定的位置并電機使能。外圍抱閘進行抱死后進行下道工序。