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机床

目前，雕刻机逐渐成为各行业生产的必备专业工具，随着CNC数控技术配合高性能的变频控制器和伺服驱动设备在各生产行业的发展应用，数控雕刻机日益成为当今雕刻行业的主流配置。数控雕刻机床的主传动系统大多采用无极变速。无机变速系统主要有变频主轴系统和伺服主轴系统两种，由于变频器的高性价比，所以变频器在机床上使用非常普遍。主轴系统是数控雕刻机的重要组成部件，其性能对数控雕刻机整机的性能有着至关重要的影响。变频器作为主轴系统中的心脏，更是不可或缺的关键部件。本文介绍东力科创CT100系列变频器在数控雕刻机主轴拖动系统上的应用。

所属分类：

轻工业

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商品名称: 机床
商品编号: 1123164965062725632

东力科创CT100变频器在数控雕刻机上的应用

引言

数控雕刻机电控原理介绍

数控雕刻机电控系统组成

数控雕刻机电控系统主要由CNC数控系统、主轴定位系统、主轴旋转系统三部分组成。各部分功能如下：

CNC数控系统：通过计算机内配置的专用雕刻软件进行图样设计和排版，经由计算机把设计与排版的信息传送至雕刻机控制器中，再由控制器把这些信息转化成能驱动步进电机或伺服电机的脉冲信号，定位系统通过接受脉冲信号完成定位的方式完成设计和排版图样模型。

伺服定位系统：三维空间内使用彼此相互垂直的三轴即可完成三轴定位，因此三套伺服定位系统分别接受来自CNC数控系统的脉冲信号，进行X、Y、Z三轴的雕刻走刀定位，即可完成三维空间内的任意图样模型。

主轴加工系统：伺服定位系统完成了图样模型定样，在对应的定样位置需要完成相应的雕刻工作才能完成CNC数控系统排版的雕刻物品。因此要求主轴高速旋转已完成雕刻工作。不同的雕刻材质、差异化的雕刻精度同时要求旋转系统要有灵活的调速功能。

数控雕刻机电控样图

雕刻机主轴加工系统对变频器的控制要求

系统对变频器的性能要求

（1）调速范围宽，运行转速一般在0~24000r/min。

（2）全速度范围内速度波动小；

（3）低速力矩大，可以保证低转速切削；

（4）加减速的时间尽量短。

系统对变频器的功能要求

（1）控制方式选择为V/F控制以适应调速范围宽弱磁性能好驱动稳定性佳的控制要求

（2）端子控制启停，实现远程启停和正反转切换；

（3）模拟量设定运行频率，可接受0～10VDC电压输出；

（4）调速范围在0~24000r/min，换算变频器的运行频率为0～400Hz（二级高速电机）；

（5）加速和减速时间短，一般在3~5s，因运行的转速比较高，所以需要带制动单元的变频器；

（6）需要故障输出信号以保证主轴故障时系统及时作出保护；需要故障复位信号以保证故障解除时可远程复位再启动。

东力科创CT100变频解决方案

控制方案

方案说明

变频器的启停方式为端子启停，即通过CNC数控系统数字量输入端子给变频器DI1/DI2命令实现主轴电机的正反转启停及正反转切换。考虑到系统紧急故障时可能需要快速刹车以避免机械损坏，通过DI3为端子实现急停功能。变频器故障信号通过可编程继电器端子输出，在变频器故障时系统接收故障信号以避免误动作导致的机械损害。故障清除后可通过复位端子解除故障锁定。系统调速方式为数控系统数模转换，变频器接收数控系统给出的0~10V电压信号做频率信号给定，自动调整雕刻速度。

由于数控雕刻机需要急起急停，此过程会产生较大的能量回馈，因此需要加装制动电阻。CT100系列变频器45kw以下内置制动单元，制动电阻可直接接入。

具体工况

电机	额定电压	额定电流	额定转速	额定频率	额定功率
主轴电机	380V	12.3A	24000rpm	400HZ	5.5KW

参数设置

功能码	设定值	功能描述	备注
F00.00	0	控制模式选择	VF控制模式
F00.01	1	起停控制模式	端子起停模式
F00.02	2	频率给定模式	模拟量AI1给定频率
F00.06	400	最大频率	----
F00.07	400	运行频率的上限	----
F00.14	5S	加速时间	可适当调整
F00.15	5S	减速时间	可适当调整
F01.02	----	额定功率	一定要按照电机铭牌进行设置以保证自学习出来的参数正确。
F01.03	----	额定频率	----
F01.04	----	额定转速	----
F01.05	----	额定电压	----
F01.06	----	额定电流	----
F06.01	1	正转启动	----
F06.02	2	反转启动	----
F06.03	6	紧急停车	----
F06.04	7	故障复位	----
F07.03	2	故障输出	----