李躍軍 集美輕工業學校

摘要: 機床是工作母機的總稱，包括車床,銑床,模床,衝床,刨床等,由於加工材質的不同,需要不同的轉速,因此采用變頻調速的機會很多,zhuzhouchuandongjiegouyibancaiyongjiaoliudianjihesifudianji，tongguodaichuandongbayundongchuangeizhuzhou，congershizhuzhoudadaoyidingdezhuansu，laiwanchengqiexuejiagong。xianzaijingjixingshukongjichuangzhong，yibanshiyongbianpinqizuoweiqudongbujian。benwenzhenduishukongjichuangheputongjichuanggaizaozhongduizhuzhouchuandongbianpintiaosuxitongdeyingyongxuqiu
，tichulecaiyongluokeweierzidonghuadePowerFlex4型通用低壓變頻器的解決和實現方案。
關鍵詞: 羅克韋爾自動化；低壓變頻器
；數控機床；主軸；驅動
    一
、         簡介
    數控機床，簡稱NC（Numerical Control ）機床，它是綜合應用了計算機技術、自動控製、傳感技術、精密測量和機床設計等先進技術而發展起來的一種新型機床
，是集機械
、電氣
、液壓
、氣動、微電子等多項技術為一體的機電一體化產品，是機械製造設備中具有高精度
、高效率
、高自動化和高柔性化等優點的工作母機。
    數控機床一般由機、電兩部分構成
，其中電氣電子部分主要是由數控係統（CNC）、jingeisifuqudonghezhuzhoujingeiqudongxitongzucheng。zhuzhoushijichuanggouchengzhongyigezhongyaodebufen，duiyutigaojiagongxiaolv，kuodajiagongcailiaofanwei，tishengjiagongzhiliangdouyouzhehenzhongyaodezuoyong。chuantongdeputongjichuangdaduoshushibunengzidongbiansude，xuyaobiansushi，zhinengbajichuangtingzhi，ranhoushoudongbiansu。ershukongjichuangdezhuchuandongxitongdaduocaiyongwujibiansu。muqian，wujibiansuxitongzhuyaoyoubianpinzhuzhouxitonghesifuzhuzhouxitongliangzhong，yibancaiyongzhiliuhuojiaoliuzhuzhoudianji。tongguodaichuandongdaidongzhuzhouxuanzhuan，huotongguodaichuandonghezhuzhouxiangneidejiansuchilun(以獲得更大的轉矩)帶dai動dong主zhu軸zhou旋xuan轉zhuan。由you於yu主zhu軸zhou電dian機ji調tiao速su範fan圍wei廣guang，又you可ke無wu級ji調tiao速su，使shi得de主zhu軸zhou箱xiang的de結jie構gou大da為wei簡jian化hua。目mu前qian由you於yu變bian頻pin器qi的de高gao性xing價jia比bi，所suo以yi變bian頻pin器qi在zai經jing濟ji型xing數shu控kong機ji床chuang和he普pu通tong機ji床chuang的de數shu控kong化hua改gai造zao中zhong使shi用yong非fei常chang普pu遍bian。
    二、         產品特點
    Allen-Bradley品牌的PowerFlex 4交流變頻器在其緊湊的
、節省空間的設計中為用戶提供了功能強大的電動機速度控製它是PowerFlex變頻器係列中尺寸最小
、最經濟有效的一個成員。該變頻器可以提供的額定功率和電壓等級分別為0.2-3.7 kW(0.25-5 hp)和120V
、240V、480V,它是為滿足全OEM和最終用戶對於靈活性、節省空間和使用方便的要求而設計的。PowerFlex 4是機械工具如機床行業的主軸傳動應用場合進行速度控製的經濟有效的選擇。
    1．屬於緊湊迷你型產品，體積小，零間隙，節省安裝時間和空間。
    2．安裝方便
，靈活的防護外殼和安裝選項

，可直接卡裝於DIN導軌。
    3．無傳感器矢量控製性能符合各種類型應用場合的需求，特別是在低速轉矩上滿足機床主軸的需求
，5HZ時起動轉矩能夠達到150%以上。
    4．功能齊全，易於設定啟動，操作麵板的控製鍵和麵板上的電位計簡化了啟動過程, 啟動鍵和速度電位器上麵的狀態指示器可指示其狀態。
    5．集成麵板及通訊端口
，具有內置的RS485通信 ( DSI, 變頻器串行通訊協議) 。
    6．傑出的優秀的起動轉矩和加速性能, 電流精度和數字輸入響應時間,對轉矩變化快速響應
，高速模式可將響應時間提高至10mSec。
    7．提供多功能的輸出端子信號，如速度到達信號
，故障指示
，滿足係統對於主軸速度狀態的監控。
    8. Drive Explorer和Drive Executive軟件提供了一種簡單和直觀的方法以編程，監控和控製.
    9．  載波頻率最大可至16KHZ
，隻有變頻器運行時風扇才運行

，減小電機的電
磁噪音達到靜音運行。
    10．過負載能力強，150%額定輸出電流超過一分鍾，200%額定輸出電流超過3秒鍾。
    三、         應用效果
    數(shu)控(kong)機(ji)床(chuang)的(de)主(zhu)軸(zhou)傳(chuan)動(dong)結(jie)構(gou)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)交(jiao)流(liu)電(dian)機(ji)和(he)伺(si)服(fu)電(dian)機(ji)，采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)或(huo)以(yi)消(xiao)除(chu)直(zhi)流(liu)電(dian)機(ji)電(dian)刷(shua)維(wei)護(hu)和(he)高(gao)速(su)限(xian)製(zhi)，通(tong)過(guo)帶(dai)傳(chuan)動(dong)把(ba)運(yun)動(dong)傳(chuan)給(gei)主(zhu)軸(zhou)
，進(jin)而(er)使(shi)主(zhu)軸(zhou)達(da)到(dao)一(yi)定(ding)的(de)轉(zhuan)速(su)來(lai)實(shi)現(xian)無(wu)級(ji)調(tiao)速(su)
，同(tong)時(shi)利(li)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)的(de)速(su)度(du)一(yi)致(zhi)信(xin)號(hao)（SU）來確認電動機達到了指令速度後，再進刀切削加工，從而提高了效率和加工質量。

    1．由於有了更高的主軸速度，可以實現對鋁
、銅等軟工件的高效率切削及
高精度的精加工
    2．由於不需要維護電刷和離合器

，對主軸電動機的選擇和安裝更靈活。
    3．由於采用了全封閉電機
，環境適應性更好。
    4．可以實現恒線速切削，根據刀具的位置使主軸速度連續變化，提高車削
盤類零件的表麵質量。
    5．容易實現高速度恒功率運轉，提高切削性能和加工質量。
    但(dan)在(zai)應(ying)用(yong)設(she)計(ji)時(shi)需(xu)要(yao)注(zhu)意(yi)一(yi)些(xie)問(wen)題(ti)，由(you)於(yu)速(su)度(du)可(ke)調(tiao)整(zheng)範(fan)圍(wei)很(hen)大(da)
，在(zai)做(zuo)普(pu)通(tong)機(ji)床(chuang)改(gai)造(zao)時(shi)需(xu)注(zhu)意(yi)考(kao)慮(lv)與(yu)機(ji)械(xie)部(bu)件(jian)匹(pi)套(tao)
，以(yi)防(fang)止(zhi)機(ji)械(xie)諧(xie)振(zhen)和(he)在(zai)需(xu)要(yao)足(zu)夠(gou)大(da)轉(zhuan)矩(ju)的(de)低(di)頻(pin)振(zhen)動(dong)。由(you)於(yu)矢(shi)量(liang)控(kong)製(zhi)需(xu)要(yao)提(ti)供(gong)電(dian)機(ji)參(can)數(shu)（阻抗）

，bianpinqitigongdianjicanshuzizhengdinggongneng
，tongguomianbanyunxingjian
，bianpinqihuizidongyunxing。zidongyunxingguochengzhong，chulejisuanchudianjicanshuyiwai，hainenggoujiancechukongzaidianliu，zhejigecanshuduiyushiliangkongzhinenggoubiaoxianchujiaogaodexingnengfeichangzhongyao

，zhegeguochenghuichixushijimiaozhongshijian。zaizhixingzizhengdinggongnengqian，yidingyaoquerendianjiceshifoumeiyourenhelianjie，baokuojiansupidai。
    一、         結束語
    現代金屬切削機床設備離不開主軸等交流調速控製,包括車床、銑床、磨床、刨床等各類普通機床與數控機床,由於加工材質的不同,需要不同的轉速,因此采用變頻調速的機會很多,但是選用一般VF控製或空間矢量控製的效果不好,這是因為低速轉矩不足的主要原因。通用變頻器要想順利的使用在機床行業必須有兩個重要考慮：一是選用無速度傳感器矢量控製的產品，二是要設計在超速運轉以提高低速轉矩.



作者簡介： 李躍軍
，男
，80年3月出生
，助理講師、技師
，浙江大學電子商務（信電方向）畢業
，現從事機電一體化理論與實踐教學工作。
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