一、引言  

   數字控制機床，簡稱數控機床，是三十年來綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體的機電一體化產品，在現代機床生產中，一般采用多電機拖動，主軸和各進給系統分別由各自的電機來拖動。由于機床加工范圍較廣，不同的工件，不同的工序，使用不同的刀具，要求機床執行部件具有不同的運動速度，因此機床的主運動應能進行調速，主軸調速系統一般采用交流主軸系統，隨著變頻調速技術的發展，數控機床的主軸的交流拖動，同樣能夠很好滿足需要。主驅動電機通過皮帶傳動帶動主軸旋轉，或通過皮帶傳動和主軸箱內的減速齒輪（以獲得更大的轉矩）帶動主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的結構大為簡化。

  在機械制造業中，用普通機床加工復雜的零部件或具有較高度的批量產品時，需要熟練的技術工人手工操作來完成，這種效率低下的傳統加工方式已無法滿足現代制造業的需求。隨著計算機技術的飛速發展，先進的加工中心和數控機床應運而生，逐漸成為主流的工具機床。  

  二、數控機床對應用技術的要求  

      1、電機要求  

           通常要求用變頻電機，或者普通電機加風扇以滿足電機在低頻的散熱要求、并且要求電機調速范圍廣。  

      2、變頻器的技術要求  

         1）要求低頻力矩大  

         選用矢量變頻器，低頻時（1～10hz）能出來150%額定轉矩。  

         2）轉矩動態響應速度快，穩速精度高  

         選用矢量變頻器，能實現很好的動態響應效果，依據負載的變化，通過輸出轉矩的變化很快做出響應，從而實現轉軸速度的穩定 

         3）減速停車速度快  

         通常數控機床的加減速時間都是比較短的，加速時間靠變頻器的性能保證，減速時間則依靠外加制動電阻或制動單元。  

         4）進行電機參數自學習  

           選用矢量變頻器后，要達到很好的控制性能通常都需要對電機進行參數自學習，其目的是獲取準確的電機內部參數，以用于矢量控制計算。參數自學習所需要的電機銘牌參數有：電機額定功率、電機額定頻率、電機額定轉速、電機額定電壓、電機額定電流。有的變頻電機的銘牌上可能沒標額定轉速值，可以根據經驗值估計一下額定轉速。在進行參數自學習時，務必要在空載（電機軸上不接負載）的時候進行。只有在空載的時候才能保證自學習出來的電機參數的準確性。如果現場條件沒辦法進行空載運行，則可以通過靜止參數自學習或者也可以考慮用變頻器出廠的電機參數試運行。  

         5）頻率指令和運行指令  

         數控機床上使用的變頻器其頻率指令和運行指令都來源于cnc控制器，一般給定的通道有兩種，一種是模擬量給定，另一種是多段速給定，或者兩者同時給定，以多段速優先。模擬量給定以電壓型模擬量為主，也有電流型的。變頻器對這兩種類型的模擬量都可以采集。

  3、抗干擾問題  

  變頻器在出廠的時候作了很好的抗干擾試驗，具有很強的抗干擾能力，但變頻器同時也是一個干擾源，在使用中很難避免不對其它設備進行干擾，在數控機床上容易被干擾的設備是cnc控制器。一旦cnc控制器受干擾后，系統將不能正常工作。特別是變頻器的頻率指令和運行指令也可能會受到干擾，干擾嚴重的會造成頻率指令不穩定，變頻器誤動作等。解決此類問題的辦法是在變頻器的輸出線上加磁環以減少高頻輻射。  

  三、數控機床專用變頻器的特點  

  數控機床專用變頻器采用先進磁通控制技術，電機在低速時轉矩大，速度精度高，價格合理，功能齊全，具有瞬停電處理及速度跟蹤再啟動功能，確保系統實現連續運行機制，以保證電機運轉在高效率狀態，因此，采用數控機床專用變頻器代替主軸交流伺服系統，是機床行業的選擇。

    數控機床專用變頻器具有以下特點：  

  （1）采用先進的磁通控制算法，實現了真正的無速度傳感器矢量控制，在控制性能上比傳統的v/f控制方式有很大的改善。  

  （2）起動轉矩大，0.5hz/150%,0hz/180%  

  （3）載波頻率范圍0～15khz；可根據溫度和負載的特性自適應調整  

  （4）提供標準的0～10v模擬量接口，能夠與大多數數控系統接口兼容，通用性強  

  （5）過負載能力強，150%額定輸出電流一分鐘；  

（6）提供多功能的輸出端子信號，例如故障輸出信號，運行中信號，速度到達等輸出信號，能夠很好的滿足系統對于主軸速度狀態的監控

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