Станки с ЧПУ

Применение инвертора KERUN в станках с ЧПУ
-- Пример серии ACD320

1. Требования к станкам с ЧПУ к технологии применения

1.1. Требования к двигателю
Обычно для обеспечения отвода тепла от двигателя на низких частотах требуется использование инверторных-двигателей или стандартных двигателей с дополнительными охлаждающими вентиляторами. Также необходим широкий диапазон регулирования скорости двигателя.

1.2. Технические требования к инвертору

Высокий крутящий момент при низкой-частоте
Выберите векторный преобразователь, способный выдавать 150 % номинального крутящего момента на низких частотах (1–10 Гц).

Быстрый динамический отклик крутящего момента, точность стабильности на высоких скоростях
Выберите векторный инвертор, чтобы добиться превосходного динамического отклика. Он быстро реагирует на изменения нагрузки посредством регулировки выходного крутящего момента, тем самым стабилизируя скорость шпинделя.

Быстрое замедление и остановка
Время разгона и торможения станков с ЧПУ обычно невелико. Время разгона зависит от производительности преобразователя, а время замедления зависит от добавленных извне тормозных резисторов или тормозных блоков.

Выполните автоматическую-настройку параметров двигателя.
После выбора векторного инвертора для достижения оптимальных характеристик управления обычно требуется автоматическая-настройка параметров двигателя. Целью является получение точных внутренних параметров двигателя для расчетов векторного управления. Параметры паспортной таблички двигателя, необходимые для автоматической-настройки: номинальная мощность двигателя, номинальная частота двигателя, номинальная скорость двигателя, номинальное напряжение двигателя, номинальный ток двигателя. На паспортных табличках некоторых инверторных-двигателей может не быть указана номинальная скорость; это можно оценить на основе опыта. Убедитесь, что автоматическая-настройка выполняется в условиях холостого-нагрузки (вал двигателя отсоединен от нагрузки), чтобы гарантировать точность полученных параметров.
Если условия на-площадке не позволяют работать без-холостого хода, рассмотрите возможность пробной эксплуатации с использованием заводских параметров двигателя инвертора-по умолчанию.

Команда частоты и команда запуска
Для инверторов, используемых на станках с ЧПУ, и команда частоты, и команда запуска исходят от контроллера ЧПУ. Обычно существует два канала управления: аналоговый вход и установка многоступенчатой-скорости, или оба одновременно, при этом много-ступенчатая скорость имеет приоритет. Аналоговый вход в основном относится к типу-напряжения, хотя существует также-тип тока. Инвертор может работать с обоими типами.

1.3. Проблемы защиты от-помех
Инверторы проходят строгие испытания на защиту от-помех на заводе и обладают высокой защитой от-помех. Однако сами инверторы также являются источниками помех, и избежать помех другому оборудованию во время использования сложно. На станках с ЧПУ наиболее уязвим контроллер ЧПУ. При вмешательстве в работу контроллера ЧПУ система может работать неправильно. В частности, это может повлиять на команду частоты инвертора и команду запуска, что потенциально может привести к нестабильности команд частоты или ошибочной работе инвертора в серьезных случаях. Решение состоит в том, чтобы добавить ферритовые сердечники на выходные кабели инвертора, чтобы уменьшить высокочастотное-излучение. Как правило, импортные системы ЧПУ обладают более сильной защитой от-помех.

2. Отладка серии ACD320 на станках:

1) Проводка

Рисунок 1-1 Расположение инвертора в шкафу и упрощенная схема подключения

2) Параметры

3. Некоторые неисправности, вызванные факторами качества, отличными от-инвертора:

Несоответствие фактической скорости шпинделя и заданной скорости.
Поскольку команда частоты инвертора поступает из аналогового сигнала системы 0–10 В или 4–20 мА, если существует отклонение между заданной скоростью и отображаемой скоростью, его можно исправить, отрегулировав соответствие между максимальной частотой и значением аналогового входа. Обычно сначала калибруют высокую скорость, а затем регулируют низкую скорость.

Недостаточная точность скорости шпинделя.
Обычно вызвано большими погрешностями в параметрах двигателя. Для получения точных параметров необходима динамическая авто-настройка двигателя.

Недостаточная мощность резания во время обработки.
Вызвано большими погрешностями в параметрах двигателя. Для получения точных параметров необходима динамическая авто-настройка двигателя.

Ошибка перегрузки по току во время ускорения или работы.
Ускоряющая перегрузка по току часто возникает из-за слишком короткого времени ускорения. Это также может быть вызвано значительными отклонениями параметров двигателя, требующими динамической автоматической-настройки для получения точных параметров.

Ошибка перенапряжения во время замедления/остановки.
Одной из причин является слишком короткое время замедления. Другая возможность — неправильная конфигурация тормозного резистора или обрыв цепи в контуре тормозного резистора. Отрегулируйте время замедления или настройте подходящий тормозной резистор.

Аномальный шум шпинделя в определенном диапазоне частот во время работы?
Обычно это вызвано механическим резонансом. Его можно устранить, установив диапазон скачка частоты или изменив механическую конструкцию.

Система ЧПУ не может нормально управлять инвертором?
Сначала определите, кроется ли причина в самом инверторе или в системе. Об этом можно судить, попытавшись управлять с помощью клавиатуры или напрямую подав сигналы на клеммы управления.

4. Заключение
Для двигателя шпинделя токарных станков с ЧПУ использование бездатчикового векторного управления с частотно-регулируемым приводом дает следующие существенные преимущества: существенно снижает затраты на техническое обслуживание, даже позволяя работать без обслуживания-; обеспечивает высокоэффективную резку и высокую точность обработки; обеспечивает надежный выходной крутящий момент как на низких, так и на высоких скоростях. Инвертор серии ACD320, обладающий уникальными характеристиками (низкий пусковой ток, плавное регулирование скорости, широкий диапазон скоростей, энергосбережение и защита окружающей среды, стабильная работа, высокая точность, высокий крутящий момент на низких-частотах, комплексные функции защиты, высокая надежность, простота эксплуатации и обслуживания и т. д.) и превосходным соотношением цены и качества-, быстро завоевывает популярность в станках с ЧПУ.

После внедрения инвертора на станках с ЧПУ механические компоненты, такие как муфты и шестерни для изменения скорости, устраняются, что делает обслуживание более удобным. Использование инвертора обеспечивает многоступенчатое управление скоростью и постоянную скорость обработки поверхности. Станок может подавать материал в соответствии с командными сигналами, что сокращает циклы обработки и повышает эффективность производства. Станок демонстрирует хорошую воспроизводимость скорости, обеспечивая стабильное качество продукции. Он также легко достигает высокой-скорости, что позволяет эффективно обрабатывать мягкие материалы, такие как алюминий.

Меры предосторожности:

Из-за широкого регулируемого диапазона скоростей инвертора рассмотрите возможность согласования с механическими компонентами для предотвращения резонанса. Меры могут включать изменение механических свойств или использование скачка частоты, чтобы избежать точек резонанса.

Необходимо установить тормозные блоки и тормозные резисторы, чтобы сократить время торможения при переключении с высокой-на-низкой скорости и предотвратить перегрузки по току торможения (не связанные с качеством преобразователя).

Номинальная мощность тормозного резистора определяется частотой замедления и должна выбираться исходя из наиболее требовательного режима работы.