七喜变频器在数控车床上的应用_传动机械_机械设备_行业资讯

一、概述:

数控车床又称CNC车床，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，具有广泛的加工工艺性能；可按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工，能加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂工件，是目前国内使用量最大，覆盖面最广的一种机床。

现代机床多采用多电机拖动，主轴和各进给系统分别由各自电机拖动。由于机床可加工不同产品，材质、刀具、工序、工位各个不同，要求机床的执行部件有不同的运动速度和作用力，因此，机床的主运动应能进行调速。

传统的数控车床主轴调速，一般采用电机带动减速箱来传动和调速，即所谓机械调速，这种传动方式有以下三种特点：

1、负载具有恒功率特性，由于齿轮箱的转矩跟速度成反比变化，所以，在齿轮箱变速时，如果不计齿轮箱的摩擦等因素造成的功率损耗，减速箱处于恒功率状态。

2、主轴速度变化一般是有级调速。齿轮箱的齿轮齿数固定，通过机械变换，只能产生有限几种速度，这些速度是跳跃、非连续的。

3、低速时过载能力强。传动系统在工作时的速度高于低速，由于齿轮箱的转矩跟速度成反比，造成低速时转矩远大于工作转矩，给传动系统带来很强的低速过载能力。

一般的机械传动基本结构如上图，这种传动的局限性很明显：

机械传动一般情况下不够平稳，制造精度不高时，振动和噪声较大；实现无级变速的机构较复杂，成本高。从上图也可看到，传动链较长，机构复杂、维修不方便。

随着电气传动技术，如变频调速技术的迅速发展和日趋完善，高速数控机床的主传动系统的机械结构得到极大的简化，基本上取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动，从而把机床主传动链的长度缩短为零，实现了机床的“零传动”。变频器通过调整频率和电压，简单地实现机床主轴无级调速，还可实现远距离操作，很容易实现自动控制。

二、数控车床对变频器的要求:

数控车床在加工一些工件时，特别是低速粗加工的重切削情况下，要求能在低速运行下输出较大的力矩，对变频器的要求就是低频力矩大。

机床加工工件，大多数要求选择最经济的加工速度，在此速度下加工时，才能发挥机床和刀具的最大效益。一方面，随着工件的大小、材料性质、要求的尺寸精度、表面粗糙度以及所用刀具的不同，最经济的切削速度亦不相同，另一方面，机床的快速进刀、快速退刀和对刀调整等辅助工作的调整也需要不同的运动速度，因此就必须保证机床能在不同的速度下工作，以适应不同的加工工艺，这就要求变频器有较宽的调速范围。一般较低的要求为：1：100，高的要求为1：1000或以上。速度精度的要求一般要求静差度小于5%，更高的要求为1%以下，如果速降过大，则加工的质量就会受到影响，如光洁度就不好。

保证机床运动平稳的前提下，实现以过渡过程时间最短为目标的最优加减速控制规律能使机床更好地满足高精度加工要求，特别是在高速加工中，加减速功能显得尤为重要。数控系统加减速控制功能是指数控系统有程序预读功能——能“预测”加工方向的未来变化并调整运动速度使之符合编程表面要求；在被加工表面形状（曲率）发生变化时及时采取改变进给速度等措施以避免过切；当刀具切入工件时，数控系统可以根据需要自动降低进给速率，因此，数控系统加减速控制功能可使工程师在编程进给速率时只需用最高加工速度，数控系统能自动根据工件轮廓调整实际速度，可大大节省加工时间。在cnc装置中，为了保证机床在起动或停止时不产生冲击、失步、超程或振荡，必须对进给电机的频率或电压进行加减速控制，即在机床加速起动时保证加在电机上的频率或电压逐渐增加，而当机床减速停止时保证加在电机上的频率或电压逐渐减小。这些应用要求变频器的加减速快，以应对速度的迅速变化。

综上撰述，数控机床对变频器要求：

1、调速范围宽，低频力矩大；

2、速度控制精度高；

3、加减速快，刹车效果好；

4、适应金属加工金属粉尘多、油雾大的环境。

三.七喜变频器机床专用系列在数控车床上的应用

七喜机床专用变频器用于驱动机床主轴，主轴转速一般工作在0~6000RPM，根据工艺要求实时改变转速。