Tällä hetkellä veistokoneista on vähitellen tullut olennaisia ammattityökaluja eri teollisuudenaloilla. CNC-teknologian kehittämisen ja soveltamisen myötä yhdistettynä tehokkaisiin taajuussäätimiin ja servokäyttölaitteisiin eri tuotantoteollisuudessa CNC-veistokoneista on tullut nykypäivän veistoteollisuuden valtavirtakokoonpano. CNC-kaiverruskoneiden pääasiallinen voimansiirtojärjestelmä käyttää enimmäkseen portaatonta nopeudensäätöä. Epäorgaanisia nopeussäätöjärjestelmiä on pääasiassa kahdenlaisia: taajuusmuuttajakarajärjestelmiä ja servokarajärjestelmiä. Taajuusmuuttajien korkean kustannustehokkuuden vuoksi niitä käytetään laajalti työstökoneissa. Karajärjestelmä on tärkeä osa CNC-kaiverruskonetta, ja sen suorituskyvyllä on ratkaiseva vaikutus CNC-kaiverruskoneen kokonaissuorituskykyyn. Karajärjestelmän sydämenä taajuusmuuttaja on välttämätön avainkomponentti. Tässä artikkelissa esitellään Dongli Kechuang CT100 -sarjan taajuusmuuttajan käyttöä CNC-kaiverruskoneen karan käyttöjärjestelmässä.
Johdatus CNC-veistokoneen sähköiseen ohjausperiaatteeseen
CNC-kaiverruskoneen sähköisen ohjausjärjestelmän koostumus
CNC-kaiverruskoneen sähköinen ohjausjärjestelmä koostuu pääasiassa kolmesta osasta: CNC-numeerisesta ohjausjärjestelmästä, karan paikannusjärjestelmästä ja karan pyöritysjärjestelmästä. Kunkin osan toiminnot ovat seuraavat:
CNC-numeerinen ohjausjärjestelmä: Kuvioiden suunnittelu ja asettelu suoritetaan tietokoneelle konfiguroidulla erikoistuneella veisto-ohjelmistolla. Suunnittelu- ja asettelutiedot lähetetään tietokoneen kautta veistokoneen ohjaimelle, joka muuntaa nämä tiedot pulssisignaaleiksi, jotka voivat ohjata askelmoottoreita tai servomoottoreita. Paikannusjärjestelmä viimeistelee suunnittelu- ja asettelukuviomallin vastaanottamalla pulssisignaaleja paikannusta varten.
Servo-paikannusjärjestelmä: Kolmea toisiinsa nähden kohtisuorassa olevaa akselia voidaan käyttää kolmiulotteiseen paikannukseen. Siksi kolme servo-paikannusjärjestelmäsarjaa vastaanottaa pulssisignaaleja CNC-numeerisesta ohjausjärjestelmästä suorittaakseen veiston ja työkalun paikannuksen X-, Y- ja Z-akseleilla, jolloin mikä tahansa malli voidaan valmistaa kolmiulotteisessa tilassa.
Karan työstöjärjestelmä: Servo-paikannusjärjestelmä suorittaa kuviomallin näytteenoton, ja vastaava veistotyö on suoritettava vastaavassa näytteenottopaikassa, jotta veistettyjen kappaleiden CNC-numeerinen ohjausjärjestelmä voi asettaa valmiiksi. Siksi veistotyön suorittaminen edellyttää karan nopeaa pyörimistä. Erilaiset veistomateriaalit ja erilainen veistotarkkuus edellyttävät, että pyörivällä järjestelmällä on joustava nopeuden säätötoiminto.
Taajuusmuuttajan ohjausvaatimukset veistokoneen karan käsittelyjärjestelmässä
Taajuusmuuttajien järjestelmän suorituskykyvaatimukset
(1) Nopeusalue on laaja ja käyttönopeus on yleensä 0–24000 r/min.
(2) Pieniä nopeudenvaihteluita koko nopeusalueella;
(3) Hitaalla nopeudella vääntömomentti on suuri, mikä voi varmistaa hitaan leikkauksen;
(4) Pyri pitämään kiihdytys- ja hidastusajat mahdollisimman lyhyinä.
Taajuusmuuttajan järjestelmän toiminnalliset vaatimukset
(1) Ohjaustavaksi valitaan V/F-ohjaus, jotta se mukautuu laajan nopeusalueen, heikkojen magneettisten ominaisuuksien ja hyvän ajovakauden säätövaatimuksiin.
(2) Päätelaitteen ohjaus käynnistys- ja pysäytystoiminnolla, joka mahdollistaa etäkäynnistyksen ja eteen-/taaksekytkentätoiminnon;
(3) Analoginen asetuskäyttötaajuus, pystyy hyväksymään 0–10 VDC:n jännitelähdön;
(4) Nopeusalue on 0–2400 r/min ja taajuusmuuttajan toimintataajuus muunnetaan arvoon 0–400 Hz (toissijainen suurnopeusmoottori);
(5) Kiihdytys- ja hidastusaika on lyhyt, yleensä 3–5 sekuntia. Suuren käyttönopeuden vuoksi tarvitaan jarruyksiköllä varustettu taajuusmuuttaja.
(6) Tarvitaan vikasignaali järjestelmän oikea-aikaisen suojauksen varmistamiseksi karan vikaantumisen sattuessa; Vian kuittaussignaali tarvitaan etäkuittauksen ja uudelleenkäynnistyksen varmistamiseksi, kun vika on korjattu.
Taajuusmuuttajan käynnistys-pysäytysmenetelmä on riviliitinkäynnistys-pysäytys, mikä tarkoittaa, että CNC-numeerisen ohjausjärjestelmän digitaalisia tuloliittimiä käytetään antamaan DI1/DI2-komentoja taajuusmuuttajalle karamoottorin käynnistys-pysäytyksen ja eteen-/taaksepäin kytkennän aikaansaamiseksi. Koska hätätilanteessa järjestelmävian välttämiseksi saatetaan tarvita nopeaa jarrutusta mekaanisten vaurioiden välttämiseksi, hätäpysäytystoiminto on toteutettu DI3-liittimen kautta. Taajuusmuuttajan vikasignaali lähetetään ohjelmoitavan releliittimen kautta, ja järjestelmä vastaanottaa vikasignaalin, jotta vältetään taajuusmuuttajan virheellisestä toiminnasta johtuvat mekaaniset vauriot vikaantuessa. Kun vika on korjattu, vikalukko voidaan vapauttaa nollausliittimen kautta. Järjestelmän nopeuden säätömenetelmä on numeerisen ohjausjärjestelmän digitaali-analogiamuunnos. Taajuusmuuttaja vastaanottaa numeeriselta ohjausjärjestelmältä 0-10 V:n jännitesignaalin taajuussignaalina ja säätää automaattisesti leikkuunopeutta.
Tekniset ominaisuudet
◆ Tarkka moottoriparametrien itseoppiminen: Pyörivien tai paikallaan olevien moottoriparametrien tarkka itseoppiminen, helppo virheenkorjaus, yksinkertainen käyttö, mikä parantaa ohjaustarkkuutta ja vasteaikaa
Vektorisoitu V/F-ohjaus: automaattinen staattorin jännitehäviön kompensointi ja luistamisen kompensointi, mikä varmistaa erinomaisen matalataajuisen suuren vääntömomentin ja vääntömomentin dynamiikan vasteen myös VF-ohjaustilassa
◆ Ohjelmiston virran ja jännitteen rajoitustoiminto: Hyvä jännite- ja virtarajoitus, joka rajoittaa tehokkaasti tärkeimpiä ohjausparametreja ja vähentää invertterin vikaantumisriskiä
◆ Useita jarrutustiloja: Tarjoaa useita jarrutustiloja vakaan, tarkan ja nopean järjestelmän sammutuksen varmistamiseksi
◆ Vahva ympäristösopeutumiskyky: korkea yleinen ylikuumenemispiste, itsenäinen ilmakanavan suunnittelu, sakeutettu kolmikerroksinen maalikäsittely, sopii paremmin työstökoneteollisuuden tilanteisiin, joissa on paljon metallijauhetta ja raskasöljysaasteita
◆ Nopeuden seuranta uudelleenkäynnistystoiminto: pyörivien moottoreiden tasainen käynnistys ilman iskuja
◆ Automaattinen jännitteen säätötoiminto: Kun verkkojännite muuttuu, se voi automaattisesti ylläpitää vakiolähtöjännitettä
Kattava vikasuojaus: ylivirta, ylijännite, alijännite, ylilämpötila, vaihehäviö, ylikuormitus ja muut suojaustoiminnot
Johtopäätös
CNC-kaiverruskoneen karan käyttöosa saattaa vaikuttaa yksinkertaiselta, mutta todellisuudessa taajuusmuuttajan suorituskykyä ja vakautta testataan tiukasti suuren suurtaajuusnopeuden, suuren matalataajuisen lähtötehon ja ankarien käyttöympäristöjen vuoksi.