機(jī)械行業(yè)對(duì)變頻器的要求一直很高。數(shù)控機(jī)床對(duì)變頻器的要求主要不在于其功能，而在于其基本性能要求，包括輸出扭矩、重載下的速度穩(wěn)定性、耐油污腐蝕、低頻零速下的扭矩保持等。
一、引言
高效、準(zhǔn)確是金屬加工領(lǐng)域追求的永恒目標(biāo)。由于數(shù)控技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、機(jī)床技術(shù)及加工工藝的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的加工思想已經(jīng)不能滿足人們對(duì)加工速度、效率和精度的要求。復(fù)合加工技術(shù)就是在這種背景下產(chǎn)生的。
隨著變頻器技術(shù)的不斷進(jìn)步，變頻器已經(jīng)能達(dá)到類似伺服電機(jī)一樣的定位功能，可以很好的應(yīng)用在數(shù)控機(jī)床主軸定位及控制中。
二、控制要求
本文僅以三科變頻器在某機(jī)床廠車銑一體機(jī)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試的要求為例進(jìn)行說(shuō)明，如圖2所示，具體控制要求有如下：
? 客戶需要兩臺(tái)4千瓦的變頻器和一臺(tái)主軸電機(jī)來(lái)控制機(jī)床。主軸電機(jī)是額定轉(zhuǎn)速為7000轉(zhuǎn)/分的高性能異步電機(jī)。對(duì)變頻器和控制的要求主要包括:
a) 低頻扭矩輸出大，所以車銑對(duì)變頻器扭矩輸出要求高。
b) 閉環(huán)控制高速運(yùn)行且穩(wěn)定，這臺(tái)設(shè)備能夠以8000轉(zhuǎn)的速度運(yùn)行。
c) 定位準(zhǔn)確，具有伺服一樣精度的定位功能，實(shí)現(xiàn)主軸定位。
d) 零速保持狀態(tài)時(shí)穩(wěn)定不抖動(dòng)又有較高的力矩輸出保證。
e) 極短的加減速時(shí)間保證機(jī)械的工作效率。
f) 在高速脈沖控制運(yùn)作時(shí)，良好的抗干擾性能。
三、三科SKI610數(shù)控機(jī)床變頻器介紹
SKI610是三科推出的數(shù)控車床專用變頻器，產(chǎn)品采用先進(jìn)的無(wú)速度傳感器矢量控制技術(shù)和轉(zhuǎn)矩控制技術(shù)，不僅具備高端變頻器同樣優(yōu)異的控制性能，同時(shí)結(jié)合國(guó)內(nèi)應(yīng)用特點(diǎn)，具備低頻大扭矩，過(guò)載能力強(qiáng)，良好的抗干擾能力，進(jìn)一步強(qiáng)化了環(huán)境和產(chǎn)品的可靠性，能夠更好滿足數(shù)控車床系統(tǒng)中的要求。
技術(shù)特點(diǎn)
⊙三種控制方式：無(wú)PG矢量控制(SVC)、V/F控制、轉(zhuǎn)矩控制;
⊙過(guò)載能力：110%額定電流長(zhǎng)期運(yùn)行，150%額定電流1分鐘，180%額定電流5秒鐘。
⊙輸出赫茲：0-3oooHZ
⊙抗干擾能力強(qiáng);
⊙減速停車速度快;
⊙轉(zhuǎn)矩速度響應(yīng)快，穩(wěn)速精度高
⊙自動(dòng)轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償，滿足各種加工要求
⊙啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩：無(wú)PG矢量控制：0.5Hz/150%(SVC);
⊙0.75KW～15kW各規(guī)格內(nèi)置制動(dòng)單元，如需快速停車，可直接連接制動(dòng)電阻;
⊙16段簡(jiǎn)易PLC、多段速控制及PID控制;
⊙支持多種頻率設(shè)定方式：數(shù)字設(shè)定、模擬量設(shè)定、PID設(shè)定、通訊設(shè)定等;
⊙支持啟動(dòng)、停機(jī)直流制動(dòng);
⊙輸入、輸出端子均自由編程，用戶可根據(jù)需要組合出多種工作模式;
⊙具備跳躍頻率控制功能，避免機(jī)械共振，使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠;
⊙具備瞬時(shí)掉電不停機(jī)功能;
⊙具備休眠喚醒延時(shí)設(shè)置功能;
⊙具備過(guò)轉(zhuǎn)矩檢測(cè)功能;
⊙低噪音、自動(dòng)穩(wěn)壓、低頻大扭矩
⊙多種上限頻率設(shè)定源選擇;
⊙可以通過(guò)具備雙向移位功能的移位鍵 查看實(shí)時(shí)參數(shù);
⊙具備轉(zhuǎn)速追蹤再啟動(dòng)功能：實(shí)現(xiàn)對(duì)旋轉(zhuǎn)中的電機(jī)的無(wú)沖擊平滑啟動(dòng);
⊙QulCK/JOG功能：用戶可自由定義多功能快捷鍵,通過(guò)設(shè)定此參數(shù)可以快速瀏覽修改后與出廠缺省值不同的相關(guān)功能代碼;
⊙具備自動(dòng)電壓調(diào)整功能：當(dāng)電網(wǎng)電壓變化時(shí)，自動(dòng)保持輸出電壓恒定;
⊙具備振蕩抑制功能：有效解決大功率電機(jī)低頻振蕩問(wèn)題;
⊙提供多種故障保護(hù)功能：過(guò)流、過(guò)壓、欠壓、過(guò)溫、缺相、過(guò)載等保護(hù)功能
四、系統(tǒng)接線及調(diào)試
整個(gè)系統(tǒng)是由CNC數(shù)控系統(tǒng)給變頻器運(yùn)行命令和頻率給定的.三科SKI610數(shù)控機(jī)床變頻器在閉環(huán)矢量控制上性能優(yōu)異，。
4.1 系統(tǒng)調(diào)試
調(diào)試主要要解決幾個(gè)問(wèn)題：
（1）干擾是調(diào)試過(guò)程中遇到的最大問(wèn)題。
（2）是低頻力矩輸出能力。
（3）高速運(yùn)行時(shí)的速度穩(wěn)定性。
（4）主軸定位精度
? 由于CNC數(shù)控系統(tǒng)通過(guò)高速脈沖控制變頻器的速度，電機(jī)主軸的運(yùn)行速度很高，最高可以達(dá)到8000轉(zhuǎn)，在如此高的轉(zhuǎn)速下變頻器自身的干擾會(huì)影響高頻的脈沖指令，使脈沖控制受到影響，通過(guò)端子板的更新以及將GND端子外接PE消除干擾。
? 電機(jī)的高速響應(yīng)，客戶要求主軸電機(jī)在啟動(dòng)和停車時(shí)能有很短的時(shí)間，設(shè)定是1秒鐘，從0速升到最高需求轉(zhuǎn)速或者從高速降為零速，為此速度環(huán)增益調(diào)節(jié)的比較大。
? 扭矩輸出，在車加工和銑加工過(guò)程中主要考驗(yàn)變頻器的力矩輸出能力和穩(wěn)定性，通過(guò)電流環(huán)參數(shù)的調(diào)節(jié)和電機(jī)參數(shù)的調(diào)節(jié)可以使出力更大，滿足客戶的要求甚至極限情況的需求。
? 主軸定位精度，客戶通過(guò)多次主軸回零操作以及數(shù)控機(jī)床分度測(cè)試，檢驗(yàn)變頻器的定位精度。
4.2變頻器參數(shù)設(shè)置
變頻器部分關(guān)鍵參數(shù)。
SKI610參數(shù)設(shè)置情況表
本系統(tǒng)變頻器具有短路、過(guò)載、過(guò)壓、缺相、失速等多種保護(hù)和故障輸出功能，能有效保證系統(tǒng)安全高效的運(yùn)行。
五、結(jié)束語(yǔ)
車銑一體機(jī)是目前機(jī)床行業(yè)中與高級(jí)機(jī)型的車銑復(fù)合的加工中心，在這類高端設(shè)備上的應(yīng)用成功體現(xiàn)了我們SKI610數(shù)控機(jī)床變頻器已具備了極高的變頻產(chǎn)品控制與驅(qū)動(dòng)性能。伺服控制系統(tǒng)已能在某些場(chǎng)合使用。
