三菱變頻器應用於數控機（jī）床

目前，三菱變頻器的眾（zhòng）多優越性能，已經廣泛運用於各大機床行業（yè），我公司應用配備三菱變（biàn）頻器係列的數控（kòng）機床（chuáng）以後，大大（dà）減少了變速（sù）傳動齒（chǐ）輪的對數（shù），降（jiàng）低噪音，提（tí）高主軸（zhóu）精（jīng）度，有（yǒu）較強的適應各類產品及各（gè）種不同材（cái）質加工時所需主軸速度（dù）配給的特性。並且可以方便實現數控，且其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的應用，三菱變頻器（qì）因其性能優越被廣泛地（dì）應用在現代（dài）工業（yè）領域（yù）中，特別是它的矢量（liàng）控製、直接轉矩控製等，為數控機床的控製提（tí）供了傳動的（de）最佳解決方案，從而（ér）提高（gāo）了數控機床的整機性能。
1  引言
隨著電（diàn）力電子技術的發展，變頻器的無級調速，軟啟（qǐ）動，恒轉矩輸出極大的滿足了機械加工設備對恒速度，恒（héng）轉矩的（de）要求。數控機（jī）床無級變速係統主要有變（biàn）頻主軸係統和伺服主軸係統兩種（zhǒng），一般采用直流或交流主（zhǔ）軸（zhóu）電機。通過（guò）傳動帶帶動主軸旋轉（zhuǎn），或通過傳動帶和主（zhǔ）軸箱內（nèi）的減速齒輪（lún）(以獲得更大的轉（zhuǎn）矩)帶動主軸旋轉。由於主軸電機調速範圍廣，又可無級調速，使得主軸箱的結構大（dà）為簡化。目前由於變（biàn）頻器的高性價比，所以變頻器在車床上使用非常普遍。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（shàng）);速（sù）度控製精度高（gāo）(在整個調速範圍，起製動及運（yùn）行過程要求運行穩定（dìng）);定位準確(當下件快速進給後定位時間短、定位行程小，從而可提（tí）高加（jiā）工效率)。
2  三菱變（biàn）頻器的具體特性和參數設置
變頻調速器在機床行業應用必須有兩個重要考慮:選用無速度傳感器（qì）矢量控製（zhì）的產品，二是要設計在超速運（yùn）轉以提高低速轉（zhuǎn）矩。
(1)選用（yòng）三菱係列（liè）高性能變頻器，通（tōng）過菜單參數的精心配置和頗費心思（sī）的選取，能夠使電控係統用（yòng）簡練的（de）設計來實現靈活多樣，複雜而巧妙（miào）的控製。三菱變頻（pín）器編程方式靈活，用於數控機床電控係統，具有以下（xià）獨特的優點:
l起動、停止平穩（wěn），無級調速，調速範圍大;
l工作可靠，能長期連續穩定（dìng）運行;
l操作簡單方便，維護量小;
l輸出特性能滿足數控機床電機的要求。
(2)采用先進的磁通矢量控製（zhì）。由於采用（yòng）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（néng），使電機在（zài）不影響啟動速度的情況下迅速得到調整（zhěng），從而在不安裝（zhuāng）編碼（mǎ）器（qì）反饋PLG板低速運行時（shí），達到高精度運行和（hé）高轉矩（jǔ）輸出。
(3)具（jù）有多段速度選擇功（gōng）能:三菱變頻器外部端子調速可分（fèn）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，進行無級調速。而（ér）多段速則（zé）采用外部（bù）輸（shū）入（rù）端（duān）子SD、STF、STR、RL、RM、RH，進行三段速調速。它有高速RH、中速RM、低速（sù）RL、第二加/減速時間選擇RT、漏型公（gōng）共輸入端SD等端子（zǐ），SD是輸入公共端，STF是啟動（dòng）正轉信號，STR是啟動反轉信號。通過參數設置可以把變頻器為（wéi）低速運行（háng），中速（sù）運行，高速運行。可以通過PLC的（de）輸出點直接控製輸入端子的ON/OFF狀態來實現變頻器速度的上升、下（xià）降和精確停車。每檔速度的大小可由變頻（pín）器功能預置來設定,也可以通過模擬（nǐ）量調速，三菱變頻器的多段（duàn）速調速比模擬量調速（sù）有較（jiào）高（gāo）優先級。我公司數控（kòng）車床用0～10V DC模擬電壓作為給定量，進（jìn）行開（kāi）環調速。
(4) 運用了三菱首創“柔性脈寬調製”(Soft-PWM)開關方（fāng）式，實現更低噪音運行，並能減少對外射頻幹擾，有利於鄰（lín）近的PLC、旋轉編碼器的可靠（kào）運行。
(5)調速範圍:1:120(0.5Hz-60Hz運（yùn）行時)，采（cǎi）用自動調整後，可以在不同品牌的電（diàn）機上實現高精度運行。11kW以下的（de）規格型號內置製（zhì）動單元（yuán），外配製動電阻即可實行直流製動(能耗製動)，實現快速（sù）停車。
(6)主要調試參數
參數號PR     設定值     用途
Pr-0     6%     電機轉矩調整
Pr-1     100.00Hz     上限頻率
Pr-2     0Hz     下限（xiàn）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     直流製動頻率
Pr-11     0.5S     直（zhí）流製動時間
Pr-14     0     適用負荷選擇
Pr-17     0     MRS動作選擇（zé）
Pr-79     0     操作模式選擇
Pr-903     50     頻率設定電壓增益
電機參數根據不同數控（kòng）機床的電機（jī）銘牌（pái）輸入，進（jìn）行完整調諧。矢（shǐ）量參數為出廠默認值即可。
3  係統設（shè）計的注意事項
(1)低速時的散（sàn）熱情況:因電動機為自冷（lěng）風扇方式散熱冷卻，低速時散熱條件變差，而負載轉矩較大，電（diàn）動機溫度會增加，因此最（zuì）低轉速的設定以電動機表麵溫（wēn）差不超（chāo）過容（róng）許值（zhí）為依（yī）據。
(2)變頻調速時因變頻（pín）器輸出含有高次諧（xié）波，會在電（diàn）動機中產生電磁噪音，因此（cǐ）輸出端要安裝零相雜訊濾波器，可降低輔射幹擾及感（gǎn）應雜訊。     
(3) 變頻器的重要參數設定項目如最高頻率，失（shī）速等主（zhǔ）要參數必須鎖定。嚴防無關人員修改後發生事（shì）故。
(4)在機床行業的應用中,起動時的抖動問題是（shì）一項重（chóng）要的性能指（zhǐ）標，所以（yǐ）我（wǒ）們必須通過良好的（de）參數設定，防（fáng）止機床抖動問（wèn）題發生。
4  結（jié）束語
在現代化人機接口係統中,三菱係列變頻器還可（kě）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（biàn）化，三菱變頻器的使（shǐ）用效果都是非常明（míng）顯的，完全（quán）能夠滿足數控（kòng）機床的需求。