一、概述
隨著CNC數(shù)控技術(shù)配合高性能的變頻控制器和伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備在各生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，數(shù)控雕刻機(jī)日益成為當(dāng)今雕刻行業(yè)的主流配置。
主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的重要組成部件，其性能對數(shù)控雕刻機(jī)整機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關(guān)鍵部件。本文主要介紹的是變頻器在數(shù)控雕刻機(jī)主軸拖動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用。
二、工作原理
主流數(shù)控雕刻機(jī)是由計(jì)算機(jī)、雕刻機(jī)控制器、雕刻機(jī)主體三部分組成，其工作原理是通過計(jì)算機(jī)內(nèi)配置的專用雕刻軟件進(jìn)行圖樣設(shè)計(jì)和排版，經(jīng)由計(jì)算機(jī)把設(shè)計(jì)與排版的信息傳送至雕刻機(jī)控制器中，再由控制器把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)，控制雕刻機(jī)主體上X、Y、Z三軸的雕刻走刀定位。同時(shí)，控制器啟動(dòng)變頻器，帶動(dòng)主軸電機(jī)的雕刻頭高速旋轉(zhuǎn)，對固定于主機(jī)工作臺(tái)上的加工材料進(jìn)行切削、鉆銑，即可雕刻出在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實(shí)現(xiàn)雕刻自動(dòng)化作業(yè)，按照不同的加工材質(zhì)和工藝要求，可以搭配不同的專用配置刀具。
雕刻機(jī)原理圖
三、系統(tǒng)配置
主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的重要組成部件，其性能對數(shù)控雕刻機(jī)整機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。
6000E系列小功率變頻器以其獨(dú)特超強(qiáng)的性能和優(yōu)越的性價(jià)比，滿足了主軸要求調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度高、過載能力強(qiáng)、低速力矩大、加減速時(shí)間短等方面的性能特點(diǎn)，在國內(nèi)雕刻機(jī)市場占有較大的市場份額。
雕刻機(jī)供電系統(tǒng)有單相220V和三相380V。大多數(shù)機(jī)型采用單相220V供電。變頻器的頻率源采用的是數(shù)控系統(tǒng)輸出的0~10V模擬信號(hào)，對應(yīng)運(yùn)行頻率為0~400Hz。此方式可以對主軸實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速，根據(jù)不同的雕刻對象或者雕刻工藝，實(shí)時(shí)改變主軸切削轉(zhuǎn)速。廣泛應(yīng)用于要求雕刻工藝較高、較精細(xì)的中高端雕刻機(jī)。
變頻器的安裝接線簡圖如下：
變頻器接受控制器輸出的0~10V模擬量信號(hào)，此電壓值與變頻器里參數(shù)設(shè)置的調(diào)速頻率范圍對應(yīng)成正比。X1為變頻器正轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)控制器發(fā)出正轉(zhuǎn)信號(hào)，則控制器上的輸出繼電器動(dòng)作，繼電器的常開觸點(diǎn)吸合，提供信號(hào)給變頻器。L1、L2為變頻器的電源輸入，若變頻器選擇三相輸入，則連接在R、S、T端子上即可。TA/TB/TC為變頻器繼電器輸出，通常選擇變頻器故障報(bào)警輸出，接入雕刻機(jī)控制器或者外部故障指示回路。
四、系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)
1：0-650Hz的頻率輸出范圍，調(diào)速范圍廣
2：±20%的寬電壓設(shè)計(jì)，滿足電壓波動(dòng)較大的應(yīng)用場合
3：動(dòng)態(tài)轉(zhuǎn)矩電流控制，快速響應(yīng)負(fù)載變化
4：可設(shè)定8段速，滿足多段速要求較多場合
5：結(jié)構(gòu)緊湊，節(jié)省安裝空間
6：通過嚴(yán)格EMC測試，抗干擾能力強(qiáng)