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  一、引言  

   數(shù)字控制機(jī)床，簡(jiǎn)稱數(shù)控機(jī)床，是三十年來(lái)綜合應(yīng)用集機(jī)械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項(xiàng)技術(shù)為一體的機(jī)電一體化產(chǎn)品，在現(xiàn)代機(jī)床生產(chǎn)中，一般采用多電機(jī)拖動(dòng)，主軸和各進(jìn)給系統(tǒng)分別由各自的電機(jī)來(lái)拖動(dòng)。由于機(jī)床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機(jī)床執(zhí)行部件具有不同的運(yùn)動(dòng)速度，因此機(jī)床的主運(yùn)動(dòng)應(yīng)能進(jìn)行調(diào)速，主軸調(diào)速系統(tǒng)一般采用交流主軸系統(tǒng)，隨著變頻調(diào)速技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的主軸的交流拖動(dòng)，同樣能夠很好滿足需要。主驅(qū)動(dòng)電機(jī)通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過(guò)皮帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪（以獲得更大的轉(zhuǎn)矩）帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無(wú)級(jí)調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。

  在機(jī)械制造業(yè)中，用普通機(jī)床加工復(fù)雜的零部件或具有較高度的批量產(chǎn)品時(shí)，需要熟練的技術(shù)工人手工操作來(lái)完成，這種效率低下的傳統(tǒng)加工方式已無(wú)法滿足現(xiàn)代制造業(yè)的需求。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的加工中心和數(shù)控機(jī)床應(yīng)運(yùn)而生，逐漸成為主流的工具機(jī)床。  

  二、數(shù)控機(jī)床對(duì)應(yīng)用技術(shù)的要求  

      1、電機(jī)要求  

           通常要求用變頻電機(jī)，或者普通電機(jī)加風(fēng)扇以滿足電機(jī)在低頻的散熱要求、并且要求電機(jī)調(diào)速范圍廣。  

      2、變頻器的技術(shù)要求  

         1）要求低頻力矩大  

         選用矢量變頻器，低頻時(shí)（1～10hz）能出來(lái)150%額定轉(zhuǎn)矩。  

         2）轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快，穩(wěn)速精度高  

         選用矢量變頻器，能實(shí)現(xiàn)很好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)效果，依據(jù)負(fù)載的變化，通過(guò)輸出轉(zhuǎn)矩的變化很快做出響應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸速度的穩(wěn)定 

         3）減速停車速度快  

         通常數(shù)控機(jī)床的加減速時(shí)間都是比較短的，加速時(shí)間靠變頻器的性能保證，減速時(shí)間則依靠外加制動(dòng)電阻或制動(dòng)單元。  

         4）進(jìn)行電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)  

           選用矢量變頻器后，要達(dá)到很好的控制性能通常都需要對(duì)電機(jī)進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)，其目的是獲取準(zhǔn)確的電機(jī)內(nèi)部參數(shù)，以用于矢量控制計(jì)算。參數(shù)自學(xué)習(xí)所需要的電機(jī)銘牌參數(shù)有：電機(jī)額定功率、電機(jī)額定頻率、電機(jī)額定轉(zhuǎn)速、電機(jī)額定電壓、電機(jī)額定電流。有的變頻電機(jī)的銘牌上可能沒(méi)標(biāo)額定轉(zhuǎn)速值，可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)值估計(jì)一下額定轉(zhuǎn)速。在進(jìn)行參數(shù)自學(xué)習(xí)時(shí)，務(wù)必要在空載（電機(jī)軸上不接負(fù)載）的時(shí)候進(jìn)行。只有在空載的時(shí)候才能保證自學(xué)習(xí)出來(lái)的電機(jī)參數(shù)的準(zhǔn)確性。如果現(xiàn)場(chǎng)條件沒(méi)辦法進(jìn)行空載運(yùn)行，則可以通過(guò)靜止參數(shù)自學(xué)習(xí)或者也可以考慮用變頻器出廠的電機(jī)參數(shù)試運(yùn)行。  

         5）頻率指令和運(yùn)行指令  

         數(shù)控機(jī)床上使用的變頻器其頻率指令和運(yùn)行指令都來(lái)源于cnc控制器，一般給定的通道有兩種，一種是模擬量給定，另一種是多段速給定，或者兩者同時(shí)給定，以多段速優(yōu)先。模擬量給定以電壓型模擬量為主，也有電流型的。變頻器對(duì)這兩種類型的模擬量都可以采集。

  3、抗干擾問(wèn)題  

  變頻器在出廠的時(shí)候作了很好的抗干擾試驗(yàn)，具有很強(qiáng)的抗干擾能力，但變頻器同時(shí)也是一個(gè)干擾源，在使用中很難避免不對(duì)其它設(shè)備進(jìn)行干擾，在數(shù)控機(jī)床上容易被干擾的設(shè)備是cnc控制器。一旦cnc控制器受干擾后，系統(tǒng)將不能正常工作。特別是變頻器的頻率指令和運(yùn)行指令也可能會(huì)受到干擾，干擾嚴(yán)重的會(huì)造成頻率指令不穩(wěn)定，變頻器誤動(dòng)作等。解決此類問(wèn)題的辦法是在變頻器的輸出線上加磁環(huán)以減少高頻輻射。  

  三、數(shù)控機(jī)床專用變頻器的特點(diǎn)  

  數(shù)控機(jī)床專用變頻器采用先進(jìn)磁通控制技術(shù)，電機(jī)在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大，速度精度高，價(jià)格合理，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動(dòng)功能，確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行機(jī)制，以保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在高效率狀態(tài)，因此，采用數(shù)控機(jī)床專用變頻器代替主軸交流伺服系統(tǒng)，是機(jī)床行業(yè)的選擇。

    數(shù)控機(jī)床專用變頻器具有以下特點(diǎn)：  

  （1）采用先進(jìn)的磁通控制算法，實(shí)現(xiàn)了真正的無(wú)速度傳感器矢量控制，在控制性能上比傳統(tǒng)的v/f控制方式有很大的改善。  

  （2）起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大，0.5hz/150%,0hz/180%  

  （3）載波頻率范圍0～15khz；可根據(jù)溫度和負(fù)載的特性自適應(yīng)調(diào)整  

  （4）提供標(biāo)準(zhǔn)的0～10v模擬量接口，能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強(qiáng)  

  （5）過(guò)負(fù)載能力強(qiáng)，150%額定輸出電流一分鐘；  

（6）提供多功能的輸出端子信號(hào)，例如故障輸出信號(hào)，運(yùn)行中信號(hào)，速度到達(dá)等輸出信號(hào)，能夠很好的滿足系統(tǒng)對(duì)于主軸速度狀態(tài)的監(jiān)控

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