摘要：數(shù)控雕刻機(jī)逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專業(yè)工具。主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的重要組成部件，其性能對(duì)數(shù)控雕刻機(jī)整機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關(guān)鍵部件。本文介紹了英威騰電氣股份有限公司開發(fā)的Goodrive300系列變頻器在雕銑機(jī)上的應(yīng)用。
 
關(guān)鍵詞：Goodrive300    英威騰    變頻器    雕銑機(jī)   
一、引言
    目前，數(shù)控雕刻機(jī)逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專業(yè)工具。隨著CNC數(shù)控技術(shù)配合高性能的變頻控制器和伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備在各生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展應(yīng)用，數(shù)控雕刻機(jī)日益成為當(dāng)今雕刻行業(yè)的主流配置。
    主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的重要組成部件，其性能對(duì)數(shù)控雕刻機(jī)整機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關(guān)鍵部件。

二、雕銑機(jī)的結(jié)構(gòu)及原理
 

當(dāng)今主流數(shù)控雕刻機(jī)是由計(jì)算機(jī)、雕刻機(jī)控制器、雕刻機(jī)、主體三部分組成，其工作原理是通過計(jì)算機(jī)內(nèi)配置的專用雕刻軟件進(jìn)行圖樣設(shè)計(jì)和排版，經(jīng)由計(jì)算機(jī)把設(shè)計(jì)與排版的信息傳送至雕刻機(jī)控制器中，再由控制器把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)，控制雕刻機(jī)主體上X、Y、Z三軸的雕刻走刀定位。同時(shí)，控制器啟動(dòng)變頻器，帶動(dòng)主軸電機(jī)的雕刻頭高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)固定于主機(jī)工作臺(tái)上的加工材料進(jìn)行切削、鉆銑，即可雕刻出在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實(shí)現(xiàn)雕刻自動(dòng)化作業(yè)，按照不同的加工材質(zhì)和工藝要求，可以搭配不同的專用配置刀具。

三、雕銑機(jī)主軸電機(jī)變頻調(diào)速的性能需求
1、全速度范圍內(nèi)速度波動(dòng)小、電流波動(dòng)小；
2、低速力矩大，可以保證低轉(zhuǎn)速切削；
3、加減速的時(shí)間盡量短；
4、低頻轉(zhuǎn)矩特性好，最低的加工轉(zhuǎn)速可以在300r/min以下。
英威騰公司高性能矢量型變頻器（Goodrive300）以高級(jí)開環(huán)矢量控制模式及矢量化優(yōu)異V/F控制模式等獨(dú)特超強(qiáng)的性能，滿足了主軸要求調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度高、過載能力強(qiáng)、低速力矩大、加減速時(shí)間短等方面的性能特點(diǎn)，迅速贏得雕刻機(jī)廠商高度贊揚(yáng)。

四、工況及變頻使用情況
    數(shù)控雕刻機(jī)要求主軸系統(tǒng)采用無級(jí)變速，目前多采用變頻器驅(qū)動(dòng)異步交流電機(jī)來實(shí)現(xiàn)。主軸電機(jī)多采用兩極高速無刷水冷電機(jī)，噪音小、切割力度大。運(yùn)行轉(zhuǎn)速一般在0～24000r/min，對(duì)應(yīng)的變頻器運(yùn)行頻率為0～400Hz。其對(duì)變頻性能要求高，功能要求卻極其簡單。
1. 現(xiàn)場設(shè)備情況

設(shè)備名稱	雕銑機(jī)	設(shè)備型號(hào)	5520	配用電機(jī)	主軸電機(jī)
電機(jī)型號(hào)	SDK105-242/3.2	額定功率	3.2KW	額定轉(zhuǎn)速	24000日/min
額定電壓	380V	額定電流	6.3A	額定頻率	400Hz
控制方式	端子控制	頻率給定方式	模擬量給定（0-10V）	開關(guān)量輸出	故障信號(hào)輸出（繼電器常閉信號(hào)）

2.配置情況
變頻器：Goodrive300-004G-4     制動(dòng)電阻：150Ω/150W
3.接線方式見下接線圖

五、使用效果
通過現(xiàn)場調(diào)試達(dá)到以下效果：
1、 電機(jī)啟停時(shí)間均可達(dá)到0.5秒；（某進(jìn)口品牌啟停時(shí)間均在1秒以上）
基于英威騰Goodrive300系列變頻器優(yōu)異控制性能，擁有良好的控制效果，以滿足雕銑機(jī)瞬起瞬停苛刻要求，可大大提高雕銑工件效率。

2、 制動(dòng)效果顯著，可達(dá)到瞬間抱死無抖動(dòng)效果；（某進(jìn)口品牌停機(jī)后電主軸有抖動(dòng)現(xiàn)象）
由于英威騰Goodrive300系列變頻器優(yōu)異的減速停車控制性能，滿足瞬停無抖動(dòng)要求，有效防止雕銑機(jī)劃傷工件，保證產(chǎn)品質(zhì)量工藝。
3、低頻轉(zhuǎn)矩大；
Goodrive300系列變頻器優(yōu)異低頻特性（0.25Hz可達(dá)到150%額定轉(zhuǎn)矩），可滿足雕銑機(jī)低頻鉆孔等工藝需求，調(diào)頻范圍寬。
4、 電機(jī)噪聲明顯降低，電機(jī)聲音很小，非常穩(wěn)定；
全程三相調(diào)制技術(shù)，控制更穩(wěn)定，噪聲更低。
5、運(yùn)行電流低，變頻運(yùn)行電流在1.2A左右；
優(yōu)異的控制性能，電流更穩(wěn)定。
6、 體積更小，結(jié)構(gòu)細(xì)致，外觀精美；
采用半書本結(jié)構(gòu)，安裝空間更小；采用英威騰青灰色，富有質(zhì)感、科技感，外觀更美觀。
7、 安裝、調(diào)試更便捷；
采用插拔式I/O板，接線便捷；鍵盤具有參數(shù)拷貝下載功能，大大降低調(diào)試工作量。

六、結(jié)束語
    英威騰Goodrive300系列高性能開環(huán)矢量型變頻器在雕銑機(jī)主軸電機(jī)上的應(yīng)用效果完全超出的客戶預(yù)期效果，更是優(yōu)于某進(jìn)口品牌，并且擁有極高性價(jià)比，獲得客戶高度贊揚(yáng)，為民族企業(yè)替代進(jìn)口產(chǎn)品又立一豐碑，同時(shí)體現(xiàn)了國產(chǎn)品牌控制技術(shù)并不遜于進(jìn)口品牌甚至更優(yōu)于進(jìn)口品牌的理念，在業(yè)內(nèi)樹立良好品牌形象。

（深圳市英威騰電氣股份有限公司    侯瑞星）