中達電通股份有限公司AMD產品處 王浩

 

摘  要：本文主要介紹台達VE變頻器在數控加工中心上的使用情況。

關鍵詞：數控加工中心 定位 VE變頻器台達 脈衝給定

 

    數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)是(shi)現(xian)代(dai)製(zhi)造(zao)業(ye)的(de)關(guan)鍵(jian)裝(zhuang)備(bei)

，一(yi)個(ge)國(guo)家(jia)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)產(chan)量(liang)和(he)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)在(zai)某(mou)種(zhong)程(cheng)度(du)上(shang)就(jiu)代(dai)表(biao)這(zhe)個(ge)國(guo)家(jia)的(de)製(zhi)造(zao)業(ye)水(shui)平(ping)和(he)競(jing)爭(zheng)力(li)。我(wo)國(guo)數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)技(ji)術(shu)水(shui)平(ping)
、性能和質量與國外產品比較還有很大差距。高性能加工中心和功能部件大多數依靠進口。加工中心是數控技術的集中體現，市場活躍、需求旺盛，成為當前和未來數控機床市場爭奪的前沿。

    加jia工gong中zhong心xin是shi備bei有you刀dao庫ku並bing能neng自zi動dong更geng換huan刀dao具ju，對dui工gong件jian進jin行xing多duo工gong序xu加jia工gong的de數shu字zi控kong製zhi機ji床chuang。工gong件jian經jing一yi次ci裝zhuang夾jia後hou
，數shu字zi控kong製zhi係xi統tong能neng控kong製zhi機ji床chuang按an不bu同tong工gong序xu
，自zi動dong選xuan擇ze和he更geng換huan刀dao具ju，自zi動dong改gai變bian機ji床chuang主zhu軸zhou轉zhuan速su、進jin給gei量liang和he刀dao具ju相xiang對dui工gong件jian的de運yun動dong軌gui跡ji及ji其qi他ta輔fu助zhu機ji能neng
，依yi次ci完wan成cheng工gong件jian幾ji個ge麵mian上shang多duo工gong序xu的de加jia工gong。加jia工gong中zhong心xin由you於yu工gong序xu的de集ji中zhong和he自zi動dong換huan刀dao，減jian少shao了le工gong件jian的de裝zhuang夾jia、測量和機床調整等時間，使機床的切削時間達到機床開動時間的8O％左右(普通機床僅為15～20％)
；同時也減少了工序之間的工件周轉、搬運和存放時間
，縮短了生產周期

，具有明顯的經濟效益。加工中心適用於零件形狀比較複雜
、精度要求較高、產品更換頻繁的中小批量生產。 第一台加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首先研製成功的。它在數控臥式鏜銑床的基礎上增加了自動換刀裝置，從而實現了工件一次裝夾後即可進行銑削
、鑽削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。二十世紀70年nian代dai以yi來lai，加jia工gong中zhong心xin得de到dao迅xun速su發fa展zhan
，出chu現xian了le可ke換huan主zhu軸zhou箱xiang加jia工gong中zhong心xin，它ta備bei有you多duo個ge可ke以yi自zi動dong更geng換huan的de裝zhuang有you刀dao具ju的de多duo軸zhou主zhu軸zhou箱xiang
，能neng對dui工gong件jian同tong時shi進jin行xing多duo孔kong加jia工gong。這zhe種zhong多duo工gong序xu集ji中zhong加jia工gong的de形xing式shi也ye擴kuo展zhan到dao了le其qi他ta類lei型xing數shu控kong機ji床chuang，例li如ru車che削xue中zhong心xin，它ta是shi在zai數shu控kong車che床chuang上shang配pei置zhi多duo個ge自zi動dong換huan刀dao裝zhuang置zhi，能neng控kong製zhi三san個ge以yi上shang的de坐zuo標biao
，除chu車che削xue外wai，主zhu軸zhou可ke以yi停ting轉zhuan或huo分fen度du，而er由you刀dao具ju旋xuan轉zhuan進jin行xing銑xi削xue、鑽削、鉸jiao孔kong和he攻gong絲si等deng工gong序xu，適shi於yu加jia工gong複fu雜za的de旋xuan轉zhuan體ti零ling件jian。加jia工gong中zhong心xin按an主zhu軸zhou的de布bu置zhi方fang式shi分fen為wei立li式shi和he臥wo式shi兩liang類lei。臥wo式shi加jia工gong中zhong心xin一yi般ban具ju有you分fen度du轉zhuan台tai或huo數shu控kong轉zhuan台tai，可ke加jia工gong工gong件jian的de各ge個ge側ce麵mian


；也可作多個坐標的聯合運動
，以便加工複雜的空間曲麵。立式加工中心一般不帶轉台，僅作頂麵加工。此外，還有帶立
、臥wo兩liang個ge主zhu軸zhou的de複fu合he式shi加jia工gong中zhong心xin，和he主zhu軸zhou能neng調tiao整zheng成cheng臥wo軸zhou或huo立li軸zhou的de立li臥wo可ke調tiao式shi加jia工gong中zhong心xin
，它ta們men能neng對dui工gong件jian進jin行xing五wu個ge麵mian的de加jia工gong。加jia工gong中zhong心xin的de自zi動dong換huan刀dao裝zhuang置zhi由you存cun放fang刀dao具ju的de刀dao庫ku和he換huan刀dao機ji構gou組zu成cheng。刀dao庫ku種zhong類lei很hen多duo
，常chang見jian的de有you盤pan式shi和he鏈lian式shi兩liang類lei。鏈lian式shi刀dao庫ku存cun放fang刀dao具ju的de容rong量liang較jiao大da。換huan刀dao機ji構gou在zai機ji床chuang主zhu軸zhou與yu刀dao庫ku之zhi間jian交jiao換huan刀dao具ju，常chang見jian的de為wei機ji械xie手shou；也ye有you不bu帶dai機ji械xie手shou而er由you主zhu軸zhou直zhi接jie與yu刀dao庫ku交jiao換huan刀dao具ju的de，稱cheng無wu臂bi式shi換huan刀dao裝zhuang置zhi。為wei了le進jin一yi步bu縮suo短duan非fei切qie削xue時shi間jian，有you的de加jia工gong中zhong心xin配pei有you兩liang個ge自zi動dong交jiao換huan工gong件jian的de托tuo板ban。一yi個ge裝zhuang著zhe工gong件jian在zai工gong作zuo台tai上shang加jia工gong
，另ling一yi個ge則ze在zai工gong作zuo台tai外wai裝zhuang卸xie工gong件jian。機ji床chuang完wan成cheng加jia工gong循xun環huan後hou自zi動dong交jiao換huan托tuo板ban
，使shi裝zhuang卸xie工gong件jian與yu切qie削xue加jia工gong的de時shi間jian相xiang重zhong合he。

 

    主軸驅動係統是數控機床的大功率執行機構，其功能是接受數控係統(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令
，驅動主軸進行切削加工。主軸的驅動可以使用交流變頻或交流伺服2種控製方式，一般的交流變頻主軸能夠無級變速但不能準停，需要另外裝設主軸位置傳感器，配合CNC係統PMC (指數控係統內置PLC)的邏輯程序來完成準停速度控製和定位停止；交流伺服主軸本身即具有準停功能，其自身的軸控PLC信號可直接連接至CNC係統的PMC
，配合簡捷的PMC邏luo輯ji程cheng序xu即ji可ke完wan成cheng準zhun停ting定ding位wei控kong製zhi，且qie後hou者zhe的de控kong製zhi精jing度du遠yuan遠yuan高gao於yu前qian者zhe

，所suo以yi目mu前qian大da多duo數shu加jia工gong中zhong心xin的de主zhu軸zhou驅qu動dong係xi統tong采cai取qu交jiao流liu伺si服fu主zhu軸zhou。參can考kao交jiao流liu伺si服fu主zhu軸zhou的de功gong能neng
，台tai達da公gong司si開kai發fa出chu新xin一yi代dai的de交jiao流liu變bian頻pin驅qu動dong器qi――VE變頻器

，除了功能和性能完全能夠和交流伺服媲美，而且還具有通用性強以及價格上的優勢，通過多次測試深得客戶的認可與喜愛。

（1）VE係xi列lie變bian頻pin器qi功gong能neng和he性xing能neng的de數shu控kong特te性xing。項xiang目mu客ke戶hu為wei數shu控kong加jia工gong中zhong心xin知zhi名ming企qi業ye。結jie合he客ke戶hu的de要yao求qiu以yi及ji加jia工gong中zhong心xin的de特te性xing，台tai達da專zhuan門men為wei數shu控kong加jia工gong中zhong心xin開kai發fa的de高gao性xing能neng變bian頻pin器qi----VE係列變頻器功能和性能是非常適合使用在數控加工中心上的：

    ・通過外部I/O點能夠實現快速單點定位，有專門參數調整定位時的特性曲線以及定位時間
，定為實現方便；

    ・通過專用參數調整達到快速加減速的實現；

    ・全新的PDFF控製，使增益的調整更加簡單方便

，易於掌握
；

    ・接受模擬量信號和脈衝信號，對上位機的支持更加全麵。

（2）測試加工中心配置：

    ・數控係統：台灣新代數控係統SYNTEC 9401；

    ・主軸規格：無錫博華電機8kw/最大頻率600hz-12000rpm/6P/380V/450hz/25A
，編碼器+5V/GND/+A/-A/+B/-B/+Z/-Z/512ppr；

    ・變頻器規格：075V43A-2+EMV-PG01L
，軟件版本9.98測試版
，製動電阻1500W/75ohm。

（1）變頻器電氣設計：參見圖1。

圖1 變頻器配線圖

（1）將電機參數設置到變頻器，作電機動態自整定。要想將VE係列變頻器的高性能發揮出來，準確的電機參數是基礎。首先將基本參數填入到變頻器相關位置：