一．引言

    數字控制機床，簡(jiǎn)稱(chēng)數控機床（NC ， Numerical Control）,是三十年來(lái)綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動(dòng)、微電子和信息等多項技術(shù)為一體的機電一體化產(chǎn)品，在現代機床生產(chǎn)中，一般采用多電機拖動(dòng)，主軸和各進(jìn)給系統分別由各自的電機來(lái)拖動(dòng)。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(dòng)速度，因此機床的主運動(dòng)應能進(jìn)行無(wú)極調速，主軸調速系統一般采用交流主軸系統，隨著(zhù)變頻調速技術(shù)的發(fā)展，數控機床的主軸的交流拖動(dòng)，同樣能夠很好滿(mǎn)足需要。主驅動(dòng)電機通過(guò)皮帶傳動(dòng)帶動(dòng)主軸旋轉，或通過(guò)皮帶傳動(dòng)和主軸箱內的減速齒輪（以獲得更大的轉矩）帶動(dòng)主軸旋轉。由于主軸電機調速范圍廣，又可無(wú)級調速，使得主軸箱的結構大為簡(jiǎn)化。

    二． 數控機床的技術(shù)要求

    1、對電機要求

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

    2、對變頻器的技術(shù)要求

    （1）要求低頻力矩大

    低頻時(shí)（1～10Hz）能出來(lái)150%額定轉矩。

    （2）可靠性高

    變頻器故障率低，運行穩定可靠

    （3）轉矩動(dòng)態(tài)響應速度快，穩速精度高

    能實(shí)現很好的動(dòng)態(tài)響應效果，依據負載的變化，通過(guò)輸出轉矩的變化很快做出響 應，從而實(shí)現轉軸速度的穩定.

    （4）減速停車(chē)速度快

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

    3、電磁兼容問(wèn)題

    數控機床為工業(yè)應用環(huán)境，不但要求變頻器自身抗干擾能力強，而且不能干擾外圍控制設備。由變頻器工作原理可知，變頻器輸出含有一定的諧波成份，在使用中如果處理不當會(huì )對其它設備產(chǎn)生干擾，在數控機床上最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(huì )受到干擾，干擾嚴重的會(huì )造成頻率指令不穩定，變頻器誤動(dòng)作等。解決此類(lèi)問(wèn)題的辦法是在變頻器出廠(chǎng)時(shí)須經(jīng)過(guò)嚴格的EMC測試，采用EMC測試合格的變頻器產(chǎn)品。

    三．系統構成

    CNC數控系統構成如下圖：

          

    配置：

    變頻器： ALPHA6000-37R5GB

    制動(dòng)電阻：80Ω/750W

    7.5KW調速電機

    四． 接線(xiàn)及變頻器系統設定

    1．變頻器接線(xiàn)原理圖

            

    2．變頻器參數設定：

    P0.01 =2 端子AI1為模擬輸入

    P0.04=1 外部端子控制

    P0.07=150（最高輸出頻率）

    P3.03=14（外部故障停機）

    P3.17=2 （速度到達）

    P3.14=19（故障輸出）

    P2.06=6 （載波頻率）

    P9.00=100 （轉差頻率補償增益）

    P3.01=1 （X1正轉）

    P3.02=2 （X2反轉）

    P3.04=6 （X4復位）

    五．ALPHA6000系列變頻器的特點(diǎn)

    ALPHA6000系列變頻器.低率輸出轉矩大，速度精度高，價(jià)格合理，功能齊全，質(zhì)量穩定可靠，是機床設備配套的理想選擇。ALPHA6000系列變頻器具有以下特點(diǎn):

    （1）電機控制專(zhuān)用CPU，空間矢量PWM控制，超靜音穩定運行。

    （2）低頻力矩特性好，低速額定轉矩輸出運行穩定。.

    （3）通過(guò)EMC測試，抗干擾能力強。

    （4）先進(jìn)的自動(dòng)轉矩補償功能設計，負載適應能力強。

    （5）對輸出電流實(shí)時(shí)檢控，具有很好的動(dòng)態(tài)響應能力。

    （6）功能完善，多達40種保護及報警功能。

    六．使用效果

    經(jīng)過(guò)沈陽(yáng)機床廠(chǎng)批量試用ALPHA6000系列變頻器，經(jīng)其質(zhì)檢部門(mén)全面測試，用戶(hù)使用證明配用ALPHA6000變頻器能完全能夠滿(mǎn)足機床主軸控制的要求，低轉速運行輸出轉矩平穩，能滿(mǎn)足不同零件的加工需要，完全可以取代傳統的滾動(dòng)軸承主軸結構，并且此主軸結構簡(jiǎn)單、緊湊、可以實(shí)現真正的無(wú)級調速。此主軸的轉速由外部模擬量信號來(lái)控制輸出頻率，在不同的加工工藝（如；粗加工、精加工等）需要不同的轉速，此時(shí)可由數控系統輸出不同的模擬量電壓信號給變頻器，實(shí)現不同的轉速，同時(shí)啟停信號也由數控系統控制，提高了自動(dòng)化程度、延長(cháng)了刀具的使用壽命。目前ALPHA6000變頻器已大量在沈陽(yáng)機床配用，用戶(hù)反映極佳，故障率幾乎為零。

    七. 結束語(yǔ)

    通過(guò)ALPHA6000系列變頻在數控機床主軸上的成功應用，改變了以往依賴(lài)進(jìn)口產(chǎn)品的局面，大大地降低了產(chǎn)品成本。ALPHA6000系列變頻器以其獨特的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比，在數控機床上得以迅速推廣使用。