一、引言

加工效率與精度是金屬加工領(lǐng)域追求的永恒目標(biāo)。隨著數(shù)控技術(shù)、計算機技術(shù)、機床技術(shù)以及加工工藝技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的加工理念已不能滿足人們對加工速度、效率和精度的要求。在這樣的背景下，復(fù)合加工技術(shù)應(yīng)運而生。

隨著變頻器技術(shù)的不斷進步，變頻器已經(jīng)能達到類似伺服電機一樣的定位功能，可以很好的應(yīng)用在數(shù)控機床主軸定位及控制中。

二、控制要求

本文僅以英威騰變頻器在某機床廠車銑一體機現(xiàn)場調(diào)試的要求為例進行說明，如圖2所示，具體控制要求有如下：

?  客戶需求兩臺4千瓦變頻器一臺控制機床的主軸電機，主軸電機屬于高性能異步電機，額定轉(zhuǎn)速在7000轉(zhuǎn)。其中對變頻器及控制要求主要包括：

a)   低頻轉(zhuǎn)矩輸出較大，車銑加工對變頻器的扭矩輸出有很高的要求。

b)   閉環(huán)控制高速運行穩(wěn)定，該機床高速可達8000轉(zhuǎn)。

c)   定位準(zhǔn)確，具有伺服一樣精度的定位功能，實現(xiàn)主軸定位。

d)   零速保持狀態(tài)時穩(wěn)定不抖動又有較高的力矩輸出保證。

e)   極短的加減速時間保證機械的工作效率。

f)   在高速脈沖控制運作時，良好的抗干擾性能。

三、英威騰Goodrive35變頻器介紹

Goodrive35變頻器是深圳市英威騰電氣股份有限公司新開發(fā)的一款高性能閉環(huán)矢量變頻器，具有V/F，無PG矢量兩和帶PG矢量三種控制模式，其中在突加減載荷的情況下，速度波動非常輕微；可支持永磁同步電機、變頻器電機、直驅(qū)電機等，可以為用戶減少庫存，不再需要為不同的電機備用不同變頻器的庫存；具有準(zhǔn)確的電機參數(shù)自學(xué)習(xí)功能，支持旋轉(zhuǎn)自學(xué)習(xí)與靜態(tài)自學(xué)習(xí)，其中靜態(tài)自學(xué)習(xí)可以在電機無法脫開負(fù)載的場合準(zhǔn)確的學(xué)習(xí)電機的參數(shù)；具有先進的全程三相調(diào)制方式，使電機運行更平穩(wěn)，噪音更??；其他的特性參數(shù)、功能如下表所示：

四、系統(tǒng)接線及調(diào)試

整個系統(tǒng)是由CNC數(shù)控系統(tǒng)給變頻器運行命令和頻率給定的.Goodrive35系列變頻器在閉環(huán)矢量控制上性能優(yōu)異，。

4.1 系統(tǒng)調(diào)試

調(diào)試主要要解決幾個問題：

一.干擾是調(diào)試過程中遇到的最大問題。

二.是低頻力矩輸出能力。

三.高速運行時的速度穩(wěn)定性。

四.主軸定位精度

?  由于CNC數(shù)控系統(tǒng)通過高速脈沖控制變頻器的速度，電機主軸的運行速度很高，最高可以達到8000轉(zhuǎn)，在如此高的轉(zhuǎn)速下變頻器自身的干擾會影響高頻的脈沖指令，使脈沖控制受到影響，通過端子板的更新以及將GND端子外接PE消除干擾。

?  電機的高速響應(yīng)，客戶要求主軸電機在啟動和停車時能有很短的時間，設(shè)定是1秒鐘，從0速升到最高需求轉(zhuǎn)速或者從高速降為零速，為此速度環(huán)增益調(diào)節(jié)的比較大。

?  扭矩輸出，在車加工和銑加工過程中主要考驗變頻器的力矩輸出能力和穩(wěn)定性，通過電流環(huán)參數(shù)的調(diào)節(jié)和電機參數(shù)的調(diào)節(jié)可以使出力更大，滿足客戶的要求甚至極限情況的需求。

?  主軸定位精度，客戶通過多次主軸回零操作以及數(shù)控機床分度測試，檢驗變頻器的定位精度。

4.2變頻器參數(shù)設(shè)置

變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)見表1。

表1：  GD35參數(shù)設(shè)置情況表

本系統(tǒng)變頻器具有短路、過載、過壓、缺相、失速等多種保護和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運行。

五、結(jié)束語

車銑一體類機床是目前機床行業(yè)的先進機型又成車銑復(fù)合加工中心，在此類高端設(shè)備上的應(yīng)用成功體現(xiàn)了我們GD35變頻器已經(jīng)具備了變頻器產(chǎn)品非常高的控制和驅(qū)動性能。某些場合已經(jīng)可以代替伺服控制系統(tǒng)。