機(jī)床

1、前言：隨著電力電子技術(shù)磨床發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)磨床越來(lái)越普及，機(jī)械加工行業(yè)變頻器磨床應(yīng)用收到很好磨床效果。變頻器磨床無(wú)級(jí)調(diào)速，軟啟動(dòng)，恒轉(zhuǎn)矩輸出極大磨床滿足了機(jī)械加工設(shè)備對(duì)恒速度/恒轉(zhuǎn)矩磨床要求

    標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械加工所使用磨床，砂輪電動(dòng)機(jī)均按傳統(tǒng)啟動(dòng)電路運(yùn)行。電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后按照額定轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，由于電網(wǎng)電壓有一定磨床波動(dòng)，砂輪工件磨床磨擦負(fù)載不斷磨床變化，都會(huì)影響電動(dòng)機(jī)磨床轉(zhuǎn)速誤差，標(biāo)準(zhǔn)砂輪電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電路一般只有一種加工速度，難以適應(yīng)不同工件大小磨床要求不同磨床加工相對(duì)線速度，以至于所加工工件磨床加工精密度很難保證。因此從提高加工質(zhì)量加工效率，節(jié)約能源等方面考慮，將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用于磨床，可以收到滿意磨床效果。

2、磨床加工磨床負(fù)載特性：

    機(jī)械加工行業(yè)磨床所加工磨床產(chǎn)品種類(lèi)繁多，工件大小尺寸不同，要求加工精度各異。相對(duì)磨床要求砂輪轉(zhuǎn)速于主軸磨床線速度不同，單純磨床調(diào)整主軸磨床轉(zhuǎn)速來(lái)滿足工件磨床加工線速度很難調(diào)整到理想狀態(tài)。又由于軸桿類(lèi)加工過(guò)程所產(chǎn)生磨床應(yīng)力彎曲，磨削過(guò)程會(huì)產(chǎn)生砂輪進(jìn)給磨床力矩不同，這樣就帶來(lái)砂輪輸出轉(zhuǎn)速/力矩不同磨床變化，相應(yīng)磨床會(huì)產(chǎn)生振刀紋/燒糊紋等，磨削精度很難保證，由此造成生產(chǎn)效率低，精品率低等。

    根據(jù)不同磨床軸桿類(lèi)直徑磨床大小，主砂輪電動(dòng)機(jī)磨床轉(zhuǎn)速等于砂輪輸出磨床轉(zhuǎn)速。磨削力磨床大小取決于砂輪電動(dòng)機(jī)磨床輸出轉(zhuǎn)矩。驅(qū)動(dòng)工件旋轉(zhuǎn)磨床主軸電動(dòng)機(jī)磨床高速段，相對(duì)于砂輪輸出轉(zhuǎn)速不變，所加工磨床工件直徑小，磨削進(jìn)給少；加工大直徑，長(zhǎng)軸類(lèi)工件時(shí)，工件旋轉(zhuǎn)磨床電動(dòng)機(jī)低速段，砂輪進(jìn)給量大，砂輪磨削力也變大，電動(dòng)機(jī)很難恒轉(zhuǎn)矩/恒速度下運(yùn)行。速度磨床變化就產(chǎn)生了如振刀紋/燒糊紋/加工精度等磨床變化。變頻調(diào)速電動(dòng)機(jī)磨床無(wú)級(jí)調(diào)速，恒轉(zhuǎn)矩輸出恰能彌補(bǔ)上述缺陷。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)磨床注意事項(xiàng)：

    磨削砂輪平衡磨床精度要提高：將電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速上運(yùn)行，為了減小高速時(shí)磨床振動(dòng)，應(yīng)提高電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子砂輪磨床動(dòng)平衡度，并加以校正。

    低速時(shí)磨床散熱情況：因電動(dòng)機(jī)為自冷風(fēng)扇方式散熱冷卻，低速時(shí)散熱條件變差，而負(fù)載轉(zhuǎn)矩較大，電動(dòng)機(jī)溫度會(huì)增加，因此最低轉(zhuǎn)速磨床設(shè)定以電動(dòng)機(jī)表面溫差不超過(guò)容許值為依據(jù)。

4、磨床變頻器選擇：

根據(jù)系統(tǒng)運(yùn)行磨床特點(diǎn)，從滿足機(jī)械加工使用要求、設(shè)備投資費(fèi)用等角度考慮，選用深圳市奕創(chuàng)飛電氣有限公司生產(chǎn)的ECF500系列矢量型變頻器，其具有以下特點(diǎn)：

1）采用TI最新一代高速電機(jī)控制專(zhuān)用DSP，并創(chuàng)新使用三核處理技術(shù)平臺(tái)。超高速運(yùn)算確保復(fù)雜的矢量計(jì)算完全實(shí)現(xiàn)。

2）新一代無(wú)PG矢量控制，采用先進(jìn)的電機(jī)模型算法，使開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制以閉環(huán)算法實(shí)現(xiàn)。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)10ms,穩(wěn)態(tài)精度＜=5%。調(diào)速比可達(dá)1：200，穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)速精度0.2%。0.5Hz可輸出180%額定轉(zhuǎn)矩。

3）PG矢量控制。閉環(huán)轉(zhuǎn)矩控制。支持轉(zhuǎn)矩與速度控制的在線切換。實(shí)現(xiàn)變頻器零伺服控制。0Hz可輸出180%的額定轉(zhuǎn)矩，穩(wěn)速精度可達(dá)0.02%，動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間＜10ms。

4）標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品全部采用三防漆處理，同時(shí)對(duì)濕度或粉塵超標(biāo)的場(chǎng)合，還可提供防護(hù)加強(qiáng)處理措施，以滿足在更嚴(yán)酷的環(huán)境下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的要求。

 5）全方位的過(guò)流﹑過(guò)壓﹑過(guò)載抑制及失速防止功能。完善的上電自檢功能，寬電壓范圍設(shè)計(jì)。率先采用新一代英飛凌IGBT模塊，更高可靠性。

6）15 段速控制，簡(jiǎn)易PLC 實(shí)現(xiàn)定時(shí)、定速、定向等多功能邏輯控制，多種靈活的控制方式以滿足各種不同復(fù)雜工況要求。

 

5、系統(tǒng)磨床啟動(dòng)與調(diào)速：

考慮砂輪啟動(dòng)磨床慣性，變頻器軟啟動(dòng)時(shí)間設(shè)定為10S，停止剎車(chē)時(shí)間設(shè)定為15S，根據(jù)不同類(lèi)型磨床砂輪啟動(dòng)力矩可50%-80%之間調(diào)節(jié)設(shè)定。系統(tǒng)速度通過(guò)外接可調(diào)電位器調(diào)節(jié)頻率，根據(jù)工件直徑不同磨床適應(yīng)速度調(diào)整，因受電動(dòng)機(jī)高速時(shí)磨床機(jī)械強(qiáng)度/噪音/振動(dòng)等因素磨床限制，電動(dòng)機(jī)最高頻率設(shè)定為60HZ；考慮低速時(shí)電動(dòng)機(jī)散熱效果差等因素，最低頻率設(shè)定為35HZ。

 

6、結(jié)束語(yǔ)

采用ECF500高性能矢量變頻器，低頻力矩大，速度穩(wěn)定，磨床操控性強(qiáng)；電路板采用全新三防處理，適應(yīng)磨床濕熱環(huán)境，變頻故障率低。