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一 、引言
數(shù)控機(jī)床主要是通過主軸對(duì)卡盤或頂尖帶動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的復(fù)合機(jī)械設(shè)備，是電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)齒輪箱來傳動(dòng)和調(diào)速的。在機(jī)械加工過程中，需要經(jīng)常對(duì)主軸的旋轉(zhuǎn)有不同的運(yùn)行速度要求，操作人員通過手柄組合的多個(gè)位置來控制離合器的分與合，得到齒輪的多種組合，從而得到多檔的轉(zhuǎn)速，操作不方便，維修量也比較大，實(shí)踐證明，調(diào)速用的電磁離合器損壞率較高。
原有機(jī)床的主軸傳動(dòng)的這一特點(diǎn)已經(jīng)不能適應(yīng)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展對(duì)數(shù)控機(jī)床的需求，目前，數(shù)控機(jī)床配套使用數(shù)控機(jī)床變頻器對(duì)主軸進(jìn)行調(diào)速控制越來越普遍和實(shí)用。
二、設(shè)備改造方案構(gòu)成
整個(gè)電氣系統(tǒng)由數(shù)控機(jī)床CNC、變頻器、時(shí)間繼電器、制動(dòng)組件等組成。接線圖如下圖所示：
（1） 交流電源通過斷路器連接至主電路的電源端子(R、S、T)。變頻器輸出端子(U、V、W)按正確相序連接主軸電動(dòng)機(jī)。當(dāng)運(yùn)行命令和電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向不一致時(shí)，可在U、V、W三相中任意更改兩相接線，或?qū)⒖刂齐娐范俗覨WD/REV調(diào)換一下。
（2） 頻率給定命令由CNC以0-10V(或-10V~10V)的形式給定，從變頻器的AI1和GND接入。電機(jī)的轉(zhuǎn)向和運(yùn)行控制由變頻器數(shù)字輸入端口(DI)的狀態(tài)決定。
（3） 當(dāng)數(shù)字端子D1與端子COM接通時(shí)，端子D1上為高電平，電機(jī)正轉(zhuǎn)；當(dāng)數(shù)字端子D2與端子COM接通時(shí)，端子D2上為高電平，電機(jī)反轉(zhuǎn)；當(dāng)數(shù)字端子D1和端子D2均不與端子COM接通時(shí)，端子D1和端子D2上均為低電平，電機(jī)停止。端子D1與端子COM之間的接通或斷開、端子D2與端子COM接通之間的接通或斷開，由兩對(duì)繼電器觸點(diǎn)控制，這兩個(gè)繼電器可由數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)出的主軸正轉(zhuǎn)和主軸反轉(zhuǎn)指令控制。同時(shí)，變頻器的兩路數(shù)字輸出端口分別設(shè)置為：TIA和TIC（功能設(shè)置為：運(yùn)行輸出）；T2A和T2C（功能設(shè)置為：故障輸出）。
三、改造后設(shè)備運(yùn)行優(yōu)點(diǎn)
(1)主軸變頻調(diào)速的范圍很寬，SKI600矢量重載變頻器能在0-300Hz范圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，能充分滿足主軸對(duì)調(diào)速范圍的要求。
(2)數(shù)控機(jī)床配套使用變頻器可以簡化齒輪箱等原有復(fù)雜的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，而且操作簡單，維修方便。
(3)變頻器具有的電壓、電流模擬輸入端口，數(shù)控機(jī)床的控制信號(hào)可以很好地與變頻器配合使用。
(4)變頻器在低頻下可以提供150％負(fù)載轉(zhuǎn)矩的能力，符合機(jī)床主軸電機(jī)具有較硬機(jī)械特性的要求，能夠提供150％的過載保護(hù)(60s)，使機(jī)床在低速時(shí)具有強(qiáng)大過載能力。
(5)數(shù)控機(jī)床變頻器有效提升了數(shù)控機(jī)床機(jī)床的產(chǎn)品加工精度與產(chǎn)品生產(chǎn)效率。這對(duì)提升產(chǎn)品的產(chǎn)量質(zhì)量成本的降低與自動(dòng)化程度的和維修量的減少有關(guān)鍵作用。
