ES800在大型立式数控车床上的应用

详细说明

　　CNC(数控机床)是计算机数字控制机床(Computer numerical control)的简称，是一种由程序控制的自动化机床。该控制系统能够逻辑地处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过计算机将其译码，从而使机床执行规定好了的动作，通过刀具切削将毛坯料加工成半成品成品零件。位置控制时通过CNC发出脉冲串指令，变频器根据接收多少脉冲行走多少距离。实现准确的定位，以便后续工序（钻孔，切割）能够准确无误的进行。

　　大型数控车床对变频器的要求

　　1）要求低频力矩大

　　选用矢量变频器，低频时（1～10Hz）

　　能出来150%额定转矩。

　　2）转矩动态响应速度快，稳速精度高

　　选用矢量变频器，能实现很好的动态

　　响应效果，依据负载的变化，通过输

　　出转矩的变化很快做出响应，从而实

　　现转轴速度的稳定。

　　3）减速停车速度快

　　通常数控机床的加减速时间都是比

　　较短的，加速时间靠变频器的性能保

　　证，减速时间则依靠外加制动电阻

　　或制动单元。

　　4）主轴定位准确

　　根据CNC发出的脉冲指令，能够准确无误的停机，并始终使能。

　　5）频率指令及运行指令

　　数控车床上使用的变频器其频率指令和运行指令都来源于CNC控制器，一般给定的通道有两种，一种是模拟量给定，另外一种是多段速给定，模拟量给定以电压类型为主，变频器在定位时需要从速度控制模式切换到位置控制模式。

　　控制要求

　　以山东某大型机床厂使用现场的要求为例进行说明，具体要求有如下：

　　1、客户提供的电机参数见表。

　　电机个数额定功率额定电压额定电流额定频率编码器线数额定转速

　　1台37KW380V72A15HZ1024440

　　变频器需控制主轴电机的启停控制，通过CNC给出的脉冲串指令进行位置控制，通过模式选择开关进行速度模式及位置模式的切换。给变频器控制命令有：正转启动，反转启动，模拟量频率给定，及位置控制脉冲串给定。输出有变频器故障报警及变频器就绪等命令。

　　2、位置控制与速度控制切换

　　3、CNC脉冲给定输出

　　4、位置控制后电机使能

　　5、位置控制精度在0.01mm以内

　　系统原理及控制实现

　　采用伺服电机加旋转编码器控制主轴电机，要求有位置控制及主轴定位。ES800变频器是一款可驱动高速电机和电主轴、变频电机、交流伺服电机、各种同步电机、普通异步电机，具有转矩、速度、位置控制能力。有很好转矩和速度控制性能，保证机械运转平稳、响应迅速，转矩脉动小的要求。该变频器具有以下技术特点：

　　A、启动频率/启动转矩在0Hz/200%

　　B、过载能力：150%额定电流60s，180%额定电流10s，200%额定电流1s

　　C、调速比：1：1000

　　D、速度控制精度：±0.02%最高速度 响应时间＜10ms

　　E、内置C3滤波器，防干扰能力更强

　　F、有定长控制功能

　　G、位置控制精度：±1个脉冲

　　控制实现：变频器需要控制一台伺服电机，根据端子切换速度控制模式和位置控制模式，根据CNC输出的模拟量来进行速度控制，最快运行50HZ，根据CNC输出的脉冲串来进行位置控制，脉冲串有方向控制，变频器根据脉冲准确的停到设定的位置并电机使能。外围抱闸进行抱死后进行下道工序。