三菱變頻器應用於數控機床

目前，三菱變頻器的眾（zhòng）多優越性能，已（yǐ）經廣泛運用於各大機床行業，我公司應用配備三菱變頻器係列的數控機床以後，大大減少了變速傳動齒輪的對數，降低噪音，提高主軸精度，有較強的適應各類產品及各種不同材質加工時所需主軸速度配給的特（tè）性（xìng）。並（bìng）且可以方便實現數控（kòng），且其（qí）成本大大低於同類由直流調速組成的數控係統。
以下主要講述了三菱變頻器在數控機床中（zhōng）的應用，三菱變頻器因其性能優越被（bèi）廣泛地（dì）應用在現代工業領域中，特別是它的矢量（liàng）控製、直接轉矩控製等，為數控（kòng）機床的控製提供了傳動的最佳解決方案，從而提高了數控機床的整機性（xìng）能（néng）。
1  引言
隨（suí）著電力（lì）電子技（jì）術的發展，變頻器的無級調速（sù），軟啟動，恒轉矩輸出極大（dà）的滿足了機械加工設備對恒速度，恒（héng）轉矩的要（yào）求（qiú）。數控機床無級（jí）變速係統主要有變頻主軸係統和（hé）伺服主軸係統兩種（zhǒng），一般采用直流或交流主軸電機。通過傳動帶帶動主軸旋轉（zhuǎn），或通過傳動帶和主軸箱（xiāng）內的減速齒輪(以獲得更大的轉矩)帶動主軸旋轉。由於主軸電機調速（sù）範圍廣，又可（kě）無級（jí）調速（sù），使得主軸箱的（de）結構（gòu）大為簡化。目前由於變頻器的高性價比，所以變頻器在車床上使用（yòng）非常普遍。機床設備對電控係統的要求是:調速範圍寬(要求在100:1以上);速度控製精度高（gāo）(在（zài）整個調速範圍，起製動（dòng）及運行過程要（yào）求運行穩（wěn）定);定位準確(當下件（jiàn）快速進給後定（dìng）位時間短、定位行程小，從而可提（tí）高加（jiā）工效率)。
2  三菱變頻器的具體特性和（hé）參數設（shè）置
變頻調速器在機（jī）床行業應用必須有兩個重要考慮:選用無速度（dù）傳感器矢量（liàng）控製的產品，二（èr）是要設計在（zài）超速運轉以提高低速轉矩（jǔ）。
(1)選用三菱係列高性能變頻器，通過菜單（dān）參數的精心配置和頗費心思的選取（qǔ），能夠使電控係統用簡練的設（shè）計來（lái）實（shí）現靈活多（duō）樣，複雜而巧妙的控製。三菱（líng）變（biàn）頻器編程方式靈活，用（yòng）於數控機床（chuáng）電（diàn）控係統，具有（yǒu）以下獨特的優點:
l起動（dòng）、停止平穩，無級調速（sù），調速範圍大;
l工作可靠，能長期連續穩（wěn）定運行;
l操作簡單方便，維護量小;
l輸出特（tè）性能滿足數控機床電機的要求。
(2)采（cǎi）用先進的磁通矢量控製。由（yóu）於采用了精簡指令集計算機RISC微處理芯片，使之具有全新的在線自動調整功能，使電機在不影響啟動速度的情況下（xià）迅速得（dé）到調整，從（cóng）而在不安裝編碼（mǎ）器反饋PLG板低速運（yùn）行時，達到高精度運行和高轉矩輸出。
(3)具有多（duō）段速度選擇功能:三菱變頻器外部端子調速可分為模擬量調速和多段速調速。模擬量調速可用電壓DC 0-10V或電流DC 4-20mA，進行（háng）無級（jí）調速。而多段速（sù）則（zé）采用（yòng）外部輸入端子SD、STF、STR、RL、RM、RH，進行三段速調速。它有高速RH、中速RM、低速RL、第二加/減速（sù）時間選擇RT、漏型公共輸入端（duān）SD等端子，SD是（shì）輸入公（gōng）共端，STF是啟動正轉（zhuǎn）信號，STR是啟（qǐ）動反轉信號。通過參數設置可以把變頻器為低速運行（háng），中速運行，高速運行。可以通過PLC的輸出點直接控製輸入端子（zǐ）的ON/OFF狀態來實現（xiàn）變頻器速度的上升、下降和精（jīng）確停車。每檔速度（dù）的大小可由變頻器功能預置（zhì）來設（shè）定,也可以通過模（mó）擬量調速，三菱變頻器的多（duō）段速（sù）調速比模擬量調速有較高優先級。我公司數控車（chē）床用0～10V DC模擬電壓作為給定（dìng）量，進行開環調速。
(4) 運用了三菱首（shǒu）創“柔性脈寬調製”(Soft-PWM)開關方式，實現更低噪音運行，並能減少對外射頻幹擾（rǎo），有利於鄰近的PLC、旋轉編碼（mǎ）器的可（kě）靠運行。
(5)調速範圍:1:120(0.5Hz-60Hz運行時)，采用（yòng）自動調整後，可以在不同品牌的電機上實現高精度運（yùn）行。11kW以下（xià）的規格型號內置製動單元，外配製動電阻即可實行直流製動(能耗製動)，實現快速停車。
(6)主要調試參數
參數號PR     設（shè）定值     用途
Pr-0     6%     電機（jī）轉矩調整（zhěng）
Pr-1     100.00Hz     上限頻率
Pr-2     0Hz     下限頻率
Pr-7     2.0~3.0S     加速時間
Pr-8     2.0~3.0S     減速時間
Pr-10     3Hz     直（zhí）流製動頻率
Pr-11     0.5S     直（zhí）流製動時間
Pr-14     0     適（shì）用負荷（hé）選擇
Pr-17     0     MRS動（dòng）作選擇
Pr-79     0     操作模式選擇（zé）
Pr-903     50     頻率（lǜ）設定電壓增益
電（diàn）機參（cān）數根據不同數控機床的電機銘牌輸入，進行完整調諧。矢量參數為出（chū）廠默認值即可。
3  係統設計的注意事項
(1)低速（sù）時的散熱情況:因電動機（jī）為自（zì）冷風扇方式散（sàn）熱冷卻，低速時散（sàn）熱條件變差，而負載轉（zhuǎn）矩較大，電動機溫（wēn）度會增加（jiā），因此最（zuì）低轉速（sù）的設定以（yǐ）電動機表麵溫差不超過容許值（zhí）為依據。
(2)變頻調速時因變頻（pín）器輸出含有高次（cì）諧波，會在電動機中產生電磁噪（zào）音，因此（cǐ）輸出（chū）端要安裝零相雜訊濾（lǜ）波器，可降低輔射幹擾及感應雜（zá）訊。     
(3) 變頻器的重要參數設定項目如最高頻率，失速等主要參數必須鎖定。嚴防無（wú）關人員修改後發（fā）生事故（gù）。
(4)在機床行（háng）業的應（yīng）用中,起動時的抖動問題是（shì）一項（xiàng）重要的性能指（zhǐ）標，所以我們必須通過良好的參數設定，防止機床抖動問題發生。
4  結（jié）束語
在現代化人機接口係統中（zhōng）,三菱（líng）係列變頻器還可以通過PU通訊接口和計算機及多台變頻器進行連接，實施數控機床聯網，極（jí）大方便了數控機床網絡化的發展。通過實踐證明，無論從空載電流，低速力矩，還是速度的變化，三（sān）菱（líng）變頻器的使（shǐ）用效果（guǒ）都是非（fēi）常明（míng）顯的，完全能夠（gòu）滿足數控機（jī）床的需求。