沈陽數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比，是衡量一個國家國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一。沈陽鑫谷盛泰設(shè)備有限公司數(shù)控車床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置，幾十年來一直受到世界各國的普遍重視，并得到了迅速的發(fā)展。主軸是車床構(gòu)成中一個重要的部分，對于提高加工效率，擴(kuò)大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量都有著很重要的作用。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車床大多數(shù)是不能自動變速的，需要變速時，只能把機(jī)床停止，然后手動變速。而全功能數(shù)控車床的主傳動系統(tǒng)大多采用無級變速。無級變速系統(tǒng)主要有伺服主軸系統(tǒng)和直流主軸系統(tǒng)兩種，一般采用直流或交流主軸電機(jī)。通過皮帶傳動帶動主軸旋轉(zhuǎn)，或通過皮帶傳動和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣，又可無級調(diào)速，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡化。本文主要介紹易驅(qū)ED3800系列變頻器在數(shù)控機(jī)床上的優(yōu)越性。
2數(shù)控車床的功能要求、主要參數(shù)及對變頻器功能需求
數(shù)控車床的功能需求：
1.控制方式選用開環(huán)矢量控制；
2.外部端子兩線控制，正轉(zhuǎn)X1、反轉(zhuǎn)X2；
3.頻率給定為0~10V模擬量給定AI1；
4.能保證300r／min速度下正常切削，低速力矩要求較大；
5.加減時間根據(jù)客戶要求，一般0.4－3S,需要制動單元變頻器；
6.需要故障信號輸出。
主要的參數(shù)和性能指標(biāo)：
（1）3.0kW數(shù)控車床
電動機(jī)參數(shù)：額定功率：3.0kW，額定頻率：50Hz，額定電壓：380V，額定電流：7.8A，額定轉(zhuǎn)速：970r/min
機(jī)械傳動比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實際測試性能指標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運(yùn)行頻率15Hz左右）的進(jìn)刀性能及速度
（2）5.5kW數(shù)控車床
電動機(jī)參數(shù)：額定功率：5.5kW，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：13A，額定轉(zhuǎn)速：1400r/min
機(jī)械傳動比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實際測試性能指標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運(yùn)行頻率9～10Hz）和主軸轉(zhuǎn)速：450r/min（變頻器運(yùn)行頻率22Hz左右）的進(jìn)刀性能及速度
3 ED3800系列變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用
ED3800系列變頻器采用先進(jìn)磁通控制技術(shù)，電機(jī)在低速時轉(zhuǎn)矩大，速度精度高，價格合理，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動功能，確保系統(tǒng)實現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行機(jī)制，以保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最高效率狀態(tài)，因此，采用ED3800高性能變頻器代替主軸交流伺服系統(tǒng)，是機(jī)床行業(yè)最佳的選擇。
（1）ED3800變頻器特點的介紹
輸出頻率范圍:0-600HZ
速度控制方式；無PG矢量控制，V/F控制
指令通道方式：操作控制、端子控制、遠(yuǎn)程操作控制
頻率給定方式：數(shù)字鍵盤給定、模擬量給定（電流、電壓信號）、遠(yuǎn)程通訊給定、多段速給定、PID閉環(huán)給定等
起動轉(zhuǎn)矩大：0.5Hz/150% (SVC) 滿足機(jī)床主軸在低速情況下的加工需求；
載波頻率范圍：1.0K～15.0KHz
速度控制精度：±0.5%最高速度 (SVC)
自動電壓調(diào)整（AVR）：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時，能自動保持輸出電壓恒定
自動限流：能限制電機(jī)電流的最大值，從而可靠地保護(hù)變頻器和電機(jī)
擺頻控制：多種三角波頻率曲線，滿足紡織行業(yè)的個性化需求
所有的輸入、輸出端子皆為可編程的，方便用戶的使用開環(huán)轉(zhuǎn)矩控制：可實現(xiàn)真正的張力控制
全系列獨立風(fēng)道設(shè)計
（2）調(diào)試環(huán)境以及接線、調(diào)試方法
客戶選配電機(jī)為3.0kW/50Hz/380V，選用變頻器型號為ED3800-4T0040M，制動電阻400W/150歐姆。
變頻器AI1/GND端子提供與數(shù)控系統(tǒng)速度模擬量，AI1接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號，GND接負(fù)信號，信號為0～10V模擬電壓信號，控制主軸轉(zhuǎn)速。X1/X2/COM可以設(shè)定為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號或者反轉(zhuǎn)信號，來驅(qū)動中間繼電器，中間繼電器的常開接點接入變頻器的正反轉(zhuǎn)。參數(shù)設(shè)置如下：
F1.14和F1.15為加速時間和減速時間，根據(jù)客戶的要求，F(xiàn)1.14=2S，F(xiàn)1.15=0.4S；
F7.00設(shè)定為1正轉(zhuǎn)，F(xiàn)7.02設(shè)定為2反轉(zhuǎn)；
F3.01到F3.05按照電機(jī)銘牌設(shè)置，F(xiàn)3.11選2參數(shù)自學(xué)習(xí)。
F1.12上限操作頻率選擇，對應(yīng)于模擬信號10V輸入時變頻器的輸出頻率，由于是在0～2000rpm范圍內(nèi)調(diào)速，將機(jī)械減速比折算進(jìn)去以后，此參數(shù)需要設(shè)置66.7Hz；
F1.01參數(shù)為運(yùn)行命令通道選擇設(shè)置為2端子運(yùn)行。
F1.02參數(shù)為頻率來源設(shè)定，設(shè)置為3外部端子0-10V信號控制；
（3）調(diào)試結(jié)果
主軸電機(jī)采用ED3800高性能變頻器驅(qū)動，滿足加工要求，延長刀具的使用壽命。由于采用的領(lǐng)先的磁通算法，即使在低轉(zhuǎn)速（低頻）運(yùn)行下也能平穩(wěn)輸出100%的轉(zhuǎn)矩，以滿足不同零件的加工需要，完全可以取代傳統(tǒng)的滾動軸承主軸結(jié)構(gòu)，并且此主軸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可以實現(xiàn)真正的無級調(diào)速。此主軸的轉(zhuǎn)速由外部模擬量信號來控制輸出頻率，在不同的加工工藝（如；粗加工、精加工等）需要不同的轉(zhuǎn)速，此時可由數(shù)控系統(tǒng)輸出不同的模擬量電壓信號給變頻器，實現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速，同時啟停信號也由數(shù)控系統(tǒng)控制，提高自動化程度！
（4）系統(tǒng)優(yōu)勢
1.最大頻率加、減速時間可達(dá)到0.1s；
2.采用電流矢量控制技術(shù)0.5Hz運(yùn)行時啟動轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到150%額定力矩平穩(wěn)輸出，完全滿足數(shù)控車床的低；
3.電機(jī)參數(shù)自動辨識功能，靜態(tài)識別電機(jī)參數(shù)，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性；
4.調(diào)速范圍0～600Hz完全滿足數(shù)控車床的高頻要求；
5.自動跟蹤負(fù)載的變化自動限定輸出電流，使其不超過允許的最電流值。即使負(fù)載突變、快速加減速，變頻器也不發(fā)生過流、短路等故障，實現(xiàn)變頻器配置的高性能、高可靠性；
6.高速停機(jī)時響應(yīng)快速穩(wěn)定；
7.變頻器與電機(jī)同功率使用，一般無需放大變頻器的容量。
4結(jié)束語
數(shù)控機(jī)床主軸一般交流伺服系統(tǒng)、進(jìn)口品牌矢量控制變頻器以及變頻專用電機(jī)，購置費用很高；易驅(qū)ED3800系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性價比，在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用上迅速崛起，為機(jī)床行業(yè)的客戶降低約一倍的成本費用，而且可靠性高,為客戶創(chuàng)造更多的效益。
