臺達(dá)VE系列變頻器在數(shù)控加工中心上的應(yīng)用
發(fā)布時間:2019-08-02 10:15:34來源:
臺達(dá)VE系列變頻器在數(shù)控加工中心上的應(yīng)用
1 引言
數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代制造業(yè)的關(guān)鍵裝備,一個國家數(shù)控機(jī)床的產(chǎn)量和技術(shù)水平在某種程度上就代表這個國家的制造業(yè)水平和競爭力。我國數(shù)控機(jī)床的技術(shù)水平、性能和質(zhì)量與國外產(chǎn)品比較還有很大差距。高性能加工中心和功能部件大多數(shù)依靠進(jìn)口。加工中心是數(shù)控技術(shù)的集中體現(xiàn),市場活躍、需求旺盛,成為當(dāng)前和未來數(shù)控機(jī)床市場爭奪的前沿。
加工中心是備有刀庫并能自動更換刀具,對工件進(jìn)行多工序加工的數(shù)字控制機(jī)床。工件經(jīng)一次裝夾后,數(shù)字控制系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同工序,自動選擇和更換刀具,自動改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動軌跡及其他輔助機(jī)能,依次完成工件幾個面上多工序的加工。加工中心由于工序的集中和自動換刀,減少了工件的裝夾、測量和機(jī)床調(diào)整等時間,使機(jī)床的切削時間達(dá)到機(jī)床開動時間的8O%左右(普通機(jī)床僅為15~20%);同時也減少了工序之間的工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時間,縮短了生產(chǎn)周期,具有明顯的經(jīng)濟(jì)效益。加工中心適用于零件形狀比較復(fù)雜、精度要求較高、產(chǎn)品更換頻繁的中小批量生產(chǎn)。 第一臺加工中心是1958年由美國卡尼-特雷克公司首先研制成功的。它在數(shù)控臥式鏜銑床的基礎(chǔ)上增加了自動換刀裝置,從而實現(xiàn)了工件一次裝夾后即可進(jìn)行銑削、鉆削、鏜削、鉸削和攻絲等多種工序的集中加工。二十世紀(jì)70年代以來,加工中心得到迅速發(fā)展,出現(xiàn)了可換主軸箱加工中心,它備有多個可以自動更換的裝有刀具的多軸主軸箱,能對工件同時進(jìn)行多孔加工。這種多工序集中加工的形式也擴(kuò)展到了其他類型數(shù)控機(jī)床,例如車削中心,它是在數(shù)控車床上配置多個自動換刀裝置,能控制三個以上的坐標(biāo),除車削外,主軸可以停轉(zhuǎn)或分度,而由刀具旋轉(zhuǎn)進(jìn)行銑削、鉆削、鉸孔和攻絲等工序,適于加工復(fù)雜的旋轉(zhuǎn)體零件。加工中心按主軸的布置方式分為立式和臥式兩類。臥式加工中心一般具有分度轉(zhuǎn)臺或數(shù)控轉(zhuǎn)臺,可加工工件的各個側(cè)面;也可作多個坐標(biāo)的聯(lián)合運(yùn)動,以便加工復(fù)雜的空間曲面。立式加工中心一般不帶轉(zhuǎn)臺,僅作頂面加工。此外,還有帶立、臥兩個主軸的復(fù)合式加工中心,和主軸能調(diào)整成臥軸或立軸的立臥可調(diào)式加工中心,它們能對工件進(jìn)行五個面的加工。加工中心的自動換刀裝置由存放刀具的刀庫和換刀機(jī)構(gòu)組成。刀庫種類很多,常見的有盤式和鏈?zhǔn)絻深悺f準(zhǔn)降稁齑娣诺毒叩娜萘枯^大。換刀機(jī)構(gòu)在機(jī)床主軸與刀庫之間交換刀具,常見的為機(jī)械手;也有不帶機(jī)械手而由主軸直接與刀庫交換刀具的,稱無臂式換刀裝置。為了進(jìn)一步縮短非切削時間,有的加工中心配有兩個自動交換工件的托板。一個裝著工件在工作臺上加工,另一個則在工作臺外裝卸工件。機(jī)床完成加工循環(huán)后自動交換托板,使裝卸工件與切削加工的時間相重合。
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2 數(shù)控機(jī)床主軸驅(qū)動
主軸驅(qū)動系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的大功率執(zhí)行機(jī)構(gòu),其功能是接受數(shù)控系統(tǒng)(CNC)的S碼速度指令及M碼輔助功能指令,驅(qū)動主軸進(jìn)行切削加工。主軸的驅(qū)動可以使用交流變頻或交流伺服2種控制方式,一般的交流變頻主軸能夠無級變速但不能準(zhǔn)停,需要另外裝設(shè)主軸位置傳感器,配合CNC系統(tǒng)PMC (指數(shù)控系統(tǒng)內(nèi)置PLC)的邏輯程序來完成準(zhǔn)停速度控制和定位停止;交流伺服主軸本身即具有準(zhǔn)停功能,其自身的軸控PLC信號可直接連接至CNC系統(tǒng)的PMC,配合簡捷的PMC邏輯程序即可完成準(zhǔn)停定位控制,且后者的控制精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于前者,所以目前大多數(shù)加工中心的主軸驅(qū)動系統(tǒng)采取交流伺服主軸。參考交流伺服主軸的功能,臺達(dá)公司開發(fā)出新一代的交流變頻驅(qū)動器
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