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    變頻器在連桿鉆鉸螺紋孔數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用

    2013年09月22日 10:06點擊:1305作者:默認(rèn)來源:>>進(jìn)入該公司展臺

      【中國機(jī)床商務(wù)網(wǎng)】導(dǎo)讀:隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及制造技術(shù)的進(jìn)步,社會對產(chǎn)品多樣化的需求越來越強(qiáng)烈,產(chǎn)品的更新?lián)Q代周期也越來越短,中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加,從而對制造設(shè)備提出了更高的要求。為滿足市場的需要,要求制造設(shè)備具有率、高質(zhì)量及低成本的性能,數(shù)控機(jī)床作為一種自動化的加工設(shè)備而被廣泛采用。隨著汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展,針對汽車由軸、凸輪軸的加工機(jī)床也是多種多樣。本文介紹了安川變頻器在連桿鉆鉸螺紋孔數(shù)控機(jī)床上的應(yīng)用。
      
      1連桿鉆鉸螺紋孔數(shù)控機(jī)床簡介
      
      連桿鉆鉸螺紋孔機(jī)床(以下簡稱機(jī)床)是采用德國西門子SINUMERIK802Dsl控制機(jī)及伺服驅(qū)動系統(tǒng),是天津夏利生產(chǎn)線上的一臺加工曲軸連桿的數(shù)控機(jī)床。根據(jù)此控制系統(tǒng)特點,zui多可以對6根軸進(jìn)行數(shù)字化控制。這6根軸可以zui多配置為5個NC軸和1個PLC軸。5個NC軸中zui多可配置2個軸為主軸。根據(jù)該機(jī)床的加工和節(jié)拍要求,需要1個卡具伺服軸和4個伺服進(jìn)給軸,再加上4根主軸。明顯的,NC配置4個主軸是不可能的,而且主軸都是要求在高速旋轉(zhuǎn)下運行,于是將4根主軸均設(shè)計成變頻主軸,只要求單方向旋轉(zhuǎn)(正轉(zhuǎn))。床身上的坐標(biāo)單元可實現(xiàn)X、Z1、Z2、Z3、Z4軸5個方向的運動,其中x軸為卡具軸,Z1軸帶主軸SP1,Z2軸帶主軸SP2,Z3軸帶主軸SP3,Z4軸帶主軸SP4。SPl、SP2分別由1臺變頻器帶1臺變頻電動機(jī)控制,SP3、SP4分別由1臺變頻器帶兩臺變頻電動機(jī)控制,它們與系統(tǒng)的連接參看圖1。

      
      2主軸變頻控制的基本原理
      
      由異步電動機(jī)理論可知,主軸電動機(jī)的轉(zhuǎn)速公式為:


      
      其中:p為電動機(jī)的極對數(shù),s為轉(zhuǎn)差率,f為供電電源的頻率;n為電動機(jī)的轉(zhuǎn)速。從上式可看出,電動機(jī)轉(zhuǎn)速與頻率成正比,改變頻率即可以平滑地調(diào)節(jié)電動機(jī)轉(zhuǎn)速。而對于變頻器而言,其頻率的調(diào)節(jié)范圍是很寬的,可在0~400Hz甚至更高頻率之間任意調(diào)節(jié)。
      
      锪孔主軸電動機(jī)型號為YVPl32S1-50-A,功率為5.5kW,其對應(yīng)的變頻器型號為CIMR—G7A451B,功率為5.5kW。鉆孔主軸電動機(jī)型號為YVPl12M一50-A,功率為4kW,臺份為2臺,用一臺變頻器來控制,因此變頻器的頻率應(yīng)大于兩臺變頻電動機(jī)的頻率之和,即對應(yīng)的變頻器型號為CIMR—G7A4011,功率為11kW。同理,鉸孔主軸電動機(jī)型號為YVPll2M一50-A,功率為4kW,臺份為2臺,對應(yīng)的變頻器型號為CIMR—G7A401l,功率為11kW。各主軸要求轉(zhuǎn)速有所不同,因此可以通過輸入變頻器的頻率來控制主軸的轉(zhuǎn)速。
      
      3模擬主軸的控制
      
      對于SINUMERIK802Dsl可以利用MCPA模塊產(chǎn)生模擬給定信號直接連接模擬主軸。首先,MCPA提供的模擬電壓是直接供給變頻器的,而轉(zhuǎn)速指令則分別由繼電器KA20、KA21、KA22、KA23的通斷來控制,即KA20閉合,模擬電壓一給,則SPl軸以正轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn),依此類推,具體見圖2的PLC程序。此程序只給出SPI軸,其他主軸同理。

      
      變頻器與數(shù)控裝置的通常包括:(1)數(shù)控裝置到變頻器的正反轉(zhuǎn)信號;(2)數(shù)控裝置到變頻器的速度或頻率信號;(3)變頻器到數(shù)控裝置的故障等狀態(tài)信號。因此所有關(guān)于對變頻器的操作和反饋均可在數(shù)控面板上進(jìn)行編程和顯示。當(dāng)選定了哪根主軸旋轉(zhuǎn),只要按下操作面板上的主軸正轉(zhuǎn)按鈕,即模擬電壓給定了,該主軸就按照點動轉(zhuǎn)速開始正轉(zhuǎn)。
      
      4安川變頻器參數(shù)的設(shè)置
      
      4.1自學(xué)習(xí)參數(shù)
      
      T1-01=0→旋轉(zhuǎn)型自學(xué)習(xí);T1—02→電動機(jī)額定輸出功率;T1-03→電動機(jī)額定電壓;T1-04→電動機(jī)額定電流;T1-05→50電動機(jī)基頻;T1-06→電動機(jī)極數(shù);T1-07→電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速。
      
      4.2基本參數(shù)
      
      A1-01=2參數(shù)存取級別;A1-02=2開環(huán)控制模式;b1-01=頻率指令;b1-02=1運行指令;b1-03=0停止方法;C1-01=10加速時間;C1-02=10減速時間;E1-01=380輸入電壓;E1-04=173zui高頻率;E1-05=380zui大電壓;E1-06=33基頻;E1-13=380基電壓;E2-01=22.6電動機(jī)額定電流;E2-11=ll電動機(jī)額定功率;L1-01=1電動機(jī)保護(hù)功能選擇;L3-04=0減速中防止失速。
      
      4.3特殊功能參數(shù)
      
      L6-01=1;L6-02=100%過力矩;L6-03=0.1;L6-04=1。
      
      參數(shù)設(shè)定的情況下,主軸力矩達(dá)到極限值時,變頻器主軸過力矩的輸出信號會送給系統(tǒng),此時,在PLC中將此信號給置位輸出,再由此輸出給對應(yīng)的伺服軸進(jìn)給保持,可復(fù)位消除,然后調(diào)整。H1—01→端子S3功能(外部故障);H1—02→端子S4功能(故障復(fù)位)。
      
      變頻器中的一些特殊參數(shù)和輸出端子,能很好地保護(hù)機(jī)床,使得機(jī)床的安全性能有較大的提高,因此這些參數(shù)的設(shè)定、端子的連接以及它們在PLC中的編制是非常必要的。PLC程序見圖3。

      
      5結(jié)語
      
      該機(jī)床使用變頻主軸后,大大降低了產(chǎn)品成本,并且提高了機(jī)床加工的安全性能,在保證工件良好加工精度的同時,也提高了生產(chǎn)效率。

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