1引言
數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平高低及其在金屬切削加工機(jī)床產(chǎn)量和總擁有量的百分比,，是衡量一個(gè)國(guó)家國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)制造整體水平的重要標(biāo)志之一,。數(shù)控車(chē)床是數(shù)控機(jī)床的主要品種之一,，它在數(shù)控機(jī)床中占有非常重要的位置,，幾十年來(lái)一直受到世界各國(guó)的普遍重視,，并得到了迅速的發(fā)展,。主軸是車(chē)床構(gòu)成中一個(gè)重要的部分,，對(duì)于提高加工效率,，擴(kuò)大加工材料范圍，提升加工質(zhì)量都有著很重要的作用,。經(jīng)濟(jì)型數(shù)控車(chē)床大多數(shù)是不能自動(dòng)變速的,，需要變速時(shí)，只能把機(jī)床停止,，然后手動(dòng)變速,。而全功能數(shù)控車(chē)床的主傳動(dòng)系統(tǒng)大多采用無(wú)級(jí)變速。無(wú)級(jí)變速系統(tǒng)主要有伺服主軸系統(tǒng)和直流主軸系統(tǒng)兩種,，一般采用直流或交流主軸電機(jī),。通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)，或通過(guò)皮帶傳動(dòng)和主軸箱內(nèi)的減速齒輪(以獲得更大的轉(zhuǎn)矩)帶動(dòng)主軸旋轉(zhuǎn)。由于主軸電機(jī)調(diào)速范圍廣,，又可無(wú)級(jí)調(diào)速,，使得主軸箱的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。本文主要介紹易驅(qū)ED3800系列變頻器在數(shù)控機(jī)床上的優(yōu)越性,。
2數(shù)控車(chē)床的功能要求,、主要參數(shù)及對(duì)變頻器功能需求
數(shù)控車(chē)床的功能需求：
1.控制方式選用開(kāi)環(huán)矢量控制；
2.外部端子兩線控制,，正轉(zhuǎn)X1,、反轉(zhuǎn)X2；
3.頻率給定為0~10V模擬量給定AI1,；
4.能保證300r／min速度下正常切削,，低速力矩要求較大；
5.加減時(shí)間根據(jù)客戶(hù)要求,，一般0.4－3S,需要制動(dòng)單元變頻器,；
6.需要故障信號(hào)輸出。
主要的參數(shù)和性能指標(biāo)：
（1）3.0kW數(shù)控車(chē)床
電動(dòng)機(jī)參數(shù)：額定功率：3.0kW,，額定頻率：50Hz,，額定電壓：380V，額定電流：7.8A,，額定轉(zhuǎn)速：970r/min
機(jī)械傳動(dòng)比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實(shí)際測(cè)試性能指標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運(yùn)行頻率15Hz左右）的進(jìn)刀性能及速度
（2）5.5kW數(shù)控車(chē)床
電動(dòng)機(jī)參數(shù)：額定功率：5.5kW,，額定頻率：50Hz, 額定電壓：380V，額定電流：13A,，額定轉(zhuǎn)速：1400r/min
機(jī)械傳動(dòng)比：1：1.5
加工材料：45#鋼
實(shí)際測(cè)試性能指標(biāo)：主軸轉(zhuǎn)速：200r/min（變頻器運(yùn)行頻率9～10Hz）和主軸轉(zhuǎn)速：450r/min（變頻器運(yùn)行頻率22Hz左右）的進(jìn)刀性能及速度
3 ED3800系列變頻器在數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用
ED3800系列變頻器采用先進(jìn)磁通控制技術(shù),，電機(jī)在低速時(shí)轉(zhuǎn)矩大，速度精度高,，價(jià)格合理,，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動(dòng)功能,，確保系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)運(yùn)行機(jī)制,，以保證電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最高效率狀態(tài)，因此,，采用ED3800高性能變頻器代替主軸交流伺服系統(tǒng),，是機(jī)床行業(yè)最佳的選擇。
（1）ED3800變頻器特點(diǎn)的介紹
輸出頻率范圍:0-600HZ
速度控制方式,；無(wú)PG矢量控制,，V/F控制
指令通道方式：操作控制、端子控制,、遠(yuǎn)程操作控制
頻率給定方式：數(shù)字鍵盤(pán)給定,、模擬量給定（電流,、電壓信號(hào)）、遠(yuǎn)程通訊給定,、多段速給定,、PID閉環(huán)給定等
起動(dòng)轉(zhuǎn)矩大：0.5Hz/150% (SVC) 滿(mǎn)足機(jī)床主軸在低速情況下的加工需求；
載波頻率范圍：1.0K～15.0KHz
速度控制精度：±0.5%最高速度 (SVC)
自動(dòng)電壓調(diào)整（AVR）：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí),，能自動(dòng)保持輸出電壓恒定
自動(dòng)限流：能限制電機(jī)電流的最大值,，從而可靠地保護(hù)變頻器和電機(jī)
擺頻控制：多種三角波頻率曲線，滿(mǎn)足紡織行業(yè)的個(gè)性化需求
所有的輸入,、輸出端子皆為可編程的,，方便用戶(hù)的使用開(kāi)環(huán)轉(zhuǎn)矩控制：可實(shí)現(xiàn)真正的張力控制
全系列獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)
（2）調(diào)試環(huán)境以及接線、調(diào)試方法
客戶(hù)選配電機(jī)為3.0kW/50Hz/380V,，選用變頻器型號(hào)為ED3800-4T0040M,，制動(dòng)電阻400W/150歐姆。
變頻器AI1/GND端子提供與數(shù)控系統(tǒng)速度模擬量,，AI1接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號(hào),，GND接負(fù)信號(hào)，信號(hào)為0～10V模擬電壓信號(hào),，控制主軸轉(zhuǎn)速,。X1/X2/COM可以設(shè)定為變頻器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號(hào)端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號(hào)或者反轉(zhuǎn)信號(hào),，來(lái)驅(qū)動(dòng)中間繼電器，中間繼電器的常開(kāi)接點(diǎn)接入變頻器的正反轉(zhuǎn),。參數(shù)設(shè)置如下：
F1.14和F1.15為加速時(shí)間和減速時(shí)間,，根據(jù)客戶(hù)的要求，F(xiàn)1.14=2S,，F(xiàn)1.15=0.4S,；
F7.00設(shè)定為1正轉(zhuǎn)，F(xiàn)7.02設(shè)定為2反轉(zhuǎn),；
F3.01到F3.05按照電機(jī)銘牌設(shè)置,，F(xiàn)3.11選2參數(shù)自學(xué)習(xí)。
F1.12上限操作頻率選擇,，對(duì)應(yīng)于模擬信號(hào)10V輸入時(shí)變頻器的輸出頻率,，由于是在0～2000rpm范圍內(nèi)調(diào)速，將機(jī)械減速比折算進(jìn)去以后,，此參數(shù)需要設(shè)置66.7Hz,；
F1.01參數(shù)為運(yùn)行命令通道選擇設(shè)置為2端子運(yùn)行。
F1.02參數(shù)為頻率來(lái)源設(shè)定,，設(shè)置為3外部端子0-10V信號(hào)控制,；
（3）調(diào)試結(jié)果
主軸電機(jī)采用ED3800高性能變頻器驅(qū)動(dòng),，滿(mǎn)足加工要求，延長(zhǎng)刀具的使用壽命,。由于采用的領(lǐng)先的磁通算法,，即使在低轉(zhuǎn)速（低頻）運(yùn)行下也能平穩(wěn)輸出100%的轉(zhuǎn)矩，以滿(mǎn)足不同零件的加工需要,，完全可以取代傳統(tǒng)的滾動(dòng)軸承主軸結(jié)構(gòu),，并且此主軸結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊,、可以實(shí)現(xiàn)真正的無(wú)級(jí)調(diào)速,。此主軸的轉(zhuǎn)速由外部模擬量信號(hào)來(lái)控制輸出頻率，在不同的加工工藝（如,；粗加工,、精加工等）需要不同的轉(zhuǎn)速，此時(shí)可由數(shù)控系統(tǒng)輸出不同的模擬量電壓信號(hào)給變頻器,，實(shí)現(xiàn)不同的轉(zhuǎn)速,，同時(shí)啟停信號(hào)也由數(shù)控系統(tǒng)控制，提高自動(dòng)化程度,！
（4）系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
1.最大頻率加,、減速時(shí)間可達(dá)到0.1s；
2.采用電流矢量控制技術(shù)0.5Hz運(yùn)行時(shí)啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩能夠達(dá)到150%額定力矩平穩(wěn)輸出,，完全滿(mǎn)足數(shù)控車(chē)床的低,；
3.電機(jī)參數(shù)自動(dòng)辨識(shí)功能，靜態(tài)識(shí)別電機(jī)參數(shù),，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性和精確性,；
4.調(diào)速范圍0～600Hz完全滿(mǎn)足數(shù)控車(chē)床的高頻要求；
5.自動(dòng)跟蹤負(fù)載的變化自動(dòng)限定輸出電流,，使其不超過(guò)允許的最電流值,。即使負(fù)載突變、快速加減速,，變頻器也不發(fā)生過(guò)流,、短路等故障，實(shí)現(xiàn)變頻器配置的高性能,、高可靠性,；
6.高速停機(jī)時(shí)響應(yīng)快速穩(wěn)定；
7.變頻器與電機(jī)同功率使用,，一般無(wú)需放大變頻器的容量,。
4結(jié)束語(yǔ)
數(shù)控機(jī)床主軸一般交流伺服系統(tǒng)、進(jìn)口品牌矢量控制變頻器以及變頻專(zhuān)用電機(jī),，購(gòu)置費(fèi)用很高,；易驅(qū)ED3800系列變頻器以其獨(dú)特的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比,，在數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用上迅速崛起，為機(jī)床行業(yè)的客戶(hù)降低約一倍的成本費(fèi)用,，而且可靠性高,為客戶(hù)創(chuàng)造更多的效益,。
參考文獻(xiàn)
[1]易驅(qū)變頻器ED3800系列使用說(shuō)明書(shū)．深圳市易驅(qū)電氣有限公司．
[2]數(shù)控機(jī)床使用說(shuō)明書(shū)．