वर्तमान में, नक्काशी मशीनें धीरे-धीरे विभिन्न उद्योगों के लिए आवश्यक व्यावसायिक उपकरण बन गई हैं। विभिन्न उत्पादन उद्योगों में उच्च-प्रदर्शन चर आवृत्ति नियंत्रकों और सर्वो ड्राइव उपकरणों के साथ सीएनसी तकनीक के विकास और अनुप्रयोग के साथ, सीएनसी नक्काशी मशीनें आज के नक्काशी उद्योग में मुख्यधारा का विन्यास बन गई हैं। सीएनसी उत्कीर्णन मशीन टूल्स की मुख्य संचरण प्रणाली ज्यादातर स्टेपलेस परिवर्तनीय गति को अपनाती है। अकार्बनिक परिवर्तनीय गति प्रणालियों में मुख्य रूप से दो प्रकार शामिल हैं: परिवर्तनीय आवृत्ति स्पिंडल सिस्टम और सर्वो स्पिंडल सिस्टम। परिवर्तनीय आवृत्ति ड्राइव की उच्च लागत-प्रभावशीलता के कारण, इनका व्यापक रूप से मशीन टूल्स में उपयोग किया जाता है। स्पिंडल सिस्टम एक सीएनसी उत्कीर्णन मशीन का एक महत्वपूर्ण घटक है, और इसके प्रदर्शन का सीएनसी उत्कीर्णन मशीन के समग्र प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। स्पिंडल सिस्टम के दिल के रूप में, आवृत्ति कनवर्टर एक अनिवार्य प्रमुख घटक है। यह लेख सीएनसी उत्कीर्णन मशीन के स्पिंडल ड्राइव सिस्टम में डोंगली केचुआंग CT100 श्रृंखला आवृत्ति कनवर्टर के अनुप्रयोग का परिचय देता है।
सीएनसी नक्काशी मशीन के विद्युत नियंत्रण सिद्धांत का परिचय
सीएनसी उत्कीर्णन मशीन के लिए विद्युत नियंत्रण प्रणाली की संरचना
सीएनसी उत्कीर्णन मशीन की विद्युत नियंत्रण प्रणाली में मुख्यतः तीन भाग होते हैं: सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली, स्पिंडल पोजिशनिंग सिस्टम और स्पिंडल रोटेशन सिस्टम। प्रत्येक भाग के कार्य इस प्रकार हैं:
सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली: पैटर्न डिज़ाइन और लेआउट कंप्यूटर में कॉन्फ़िगर किए गए विशेष नक्काशी सॉफ़्टवेयर के माध्यम से किया जाता है। डिज़ाइन और लेआउट की जानकारी कंप्यूटर के माध्यम से नक्काशी मशीन नियंत्रक को प्रेषित की जाती है, और फिर नियंत्रक इस जानकारी को पल्स सिग्नल में परिवर्तित करता है जो स्टेपर मोटर्स या सर्वो मोटर्स को चला सकता है। पोजिशनिंग सिस्टम, पोजिशनिंग के लिए पल्स सिग्नल प्राप्त करके डिज़ाइन और लेआउट पैटर्न मॉडल को पूरा करता है।
सर्वो पोजिशनिंग सिस्टम: एक-दूसरे के लंबवत तीन अक्षों का उपयोग त्रि-आयामी अंतरिक्ष में त्रि-अक्षीय पोजिशनिंग को पूरा करने के लिए किया जा सकता है। इसलिए, सर्वो पोजिशनिंग सिस्टम के तीन सेट, X, Y और Z अक्षों पर नक्काशी और टूल पोजिशनिंग करने के लिए CNC संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली से पल्स सिग्नल प्राप्त करते हैं, इस प्रकार त्रि-आयामी अंतरिक्ष में किसी भी नमूना मॉडल को पूरा करते हैं।
स्पिंडल मशीनिंग प्रणाली: सर्वो पोजिशनिंग सिस्टम पैटर्न मॉडल सैंपलिंग को पूरा करता है, और नक्काशीदार वस्तुओं के सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली लेआउट को पूरा करने के लिए संबंधित सैंपलिंग स्थिति पर संबंधित नक्काशी कार्य पूरा करना आवश्यक है। इसलिए, नक्काशी कार्य को पूरा करने के लिए स्पिंडल के उच्च गति वाले घूर्णन की आवश्यकता होती है। विभिन्न नक्काशी सामग्री और विभेदित नक्काशी सटीकता के लिए घूर्णन प्रणाली में लचीले गति विनियमन कार्य की आवश्यकता होती है।
नक्काशी मशीन स्पिंडल प्रसंस्करण प्रणाली के लिए आवृत्ति कनवर्टर की नियंत्रण आवश्यकताएं
आवृत्ति कन्वर्टर्स के लिए सिस्टम की प्रदर्शन आवश्यकताएँ
(1) गति सीमा विस्तृत है, और ऑपरेटिंग गति आम तौर पर 0-24000r/मिनट के बीच है।
(2) संपूर्ण गति सीमा के भीतर छोटे गति में उतार-चढ़ाव;
(3) कम गति टोक़ बड़ा है, जो कम गति काटने सुनिश्चित कर सकते हैं;
(4) त्वरण और मंदी का समय यथासंभव कम रखने का प्रयास करें।
आवृत्ति कनवर्टर के लिए प्रणाली की कार्यात्मक आवश्यकताएं
(1) नियंत्रण मोड को व्यापक गति सीमा, कमजोर चुंबकीय गुणों, अच्छी ड्राइविंग स्थिरता आदि की नियंत्रण आवश्यकताओं के अनुकूल बनाने के लिए V/F नियंत्रण के रूप में चुना जाता है।
(2) टर्मिनल नियंत्रण स्टार्ट स्टॉप, रिमोट स्टार्ट स्टॉप और फॉरवर्ड/रिवर्स स्विचिंग को साकार करना;
(3) एनालॉग सेटिंग ऑपरेटिंग आवृत्ति, 0-10VDC वोल्टेज आउटपुट स्वीकार करने में सक्षम;
(4) गति सीमा 0-2400r/मिनट है, और आवृत्ति कनवर्टर की ऑपरेटिंग आवृत्ति 0-400Hz (द्वितीयक उच्च गति मोटर) में परिवर्तित हो जाती है;
(5) त्वरण और मंदन का समय कम होता है, आमतौर पर 3-5 सेकंड के भीतर। उच्च परिचालन गति के कारण, ब्रेकिंग इकाई वाले आवृत्ति कनवर्टर की आवश्यकता होती है;
(6) स्पिंडल विफलता के मामले में सिस्टम की समय पर सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए गलती आउटपुट सिग्नल की आवश्यकता होती है; गलती हल होने पर रिमोट रीसेट और पुनरारंभ सुनिश्चित करने के लिए गलती रीसेट सिग्नल की आवश्यकता होती है।
आवृत्ति कनवर्टर की स्टार्ट-स्टॉप विधि टर्मिनल स्टार्ट-स्टॉप है, जिसका अर्थ है कि सीएनसी संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली के डिजिटल इनपुट टर्मिनलों का उपयोग आवृत्ति कनवर्टर को DI1/DI2 कमांड देने के लिए किया जाता है ताकि स्पिंडल मोटर का स्टार्ट-स्टॉप और फॉरवर्ड/रिवर्स स्विचिंग प्राप्त हो सके। यह देखते हुए कि यांत्रिक क्षति से बचने के लिए आपातकालीन सिस्टम विफलता की स्थिति में तेज़ ब्रेक लगाना आवश्यक हो सकता है, आपातकालीन स्टॉप फ़ंक्शन को टर्मिनल के रूप में DI3 के माध्यम से कार्यान्वित किया जाता है। आवृत्ति कनवर्टर का फॉल्ट सिग्नल प्रोग्रामेबल रिले टर्मिनल के माध्यम से आउटपुट होता है, और सिस्टम फॉल्ट सिग्नल प्राप्त करता है ताकि आवृत्ति कनवर्टर के विफल होने पर गलत संचालन से होने वाली यांत्रिक क्षति से बचा जा सके। फॉल्ट क्लियर होने के बाद, रीसेट टर्मिनल के माध्यम से फॉल्ट लॉक को हटाया जा सकता है। सिस्टम स्पीड रेगुलेशन विधि संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली का डिजिटल से एनालॉग रूपांतरण है। आवृत्ति कनवर्टर संख्यात्मक नियंत्रण प्रणाली से 0-10V वोल्टेज सिग्नल को आवृत्ति सिग्नल के रूप में प्राप्त करता है और स्वचालित रूप से नक्काशी की गति को समायोजित करता है।
तकनीकी सुविधाओं
◆ सटीक मोटर पैरामीटर स्व-शिक्षण: घूर्णन या स्थिर मोटर पैरामीटर का सटीक स्व-शिक्षण, आसान डिबगिंग, सरल संचालन, उच्च नियंत्रण सटीकता और प्रतिक्रिया गति प्रदान करना
वेक्टरीकृत V/F नियंत्रण: स्वचालित स्टेटर वोल्टेज ड्रॉप क्षतिपूर्ति और स्लिप क्षतिपूर्ति, VF नियंत्रण मोड में भी उत्कृष्ट निम्न-आवृत्ति उच्च टॉर्क और टॉर्क गतिशील प्रतिक्रिया सुनिश्चित करता है
◆ सॉफ्टवेयर करंट और वोल्टेज सीमित करने का कार्य: अच्छा वोल्टेज और करंट सीमित करना, इन्वर्टर विफलता के जोखिम को कम करने के लिए प्रमुख नियंत्रण मापदंडों को प्रभावी ढंग से सीमित करना
◆ मल्टीपल ब्रेकिंग मोड: स्थिर, सटीक और तेज़ सिस्टम शटडाउन सुनिश्चित करने के लिए मल्टीपल ब्रेकिंग मोड प्रदान करता है
◆ मजबूत पर्यावरण अनुकूलनशीलता: उच्च समग्र ओवरहीटिंग बिंदु, स्वतंत्र वायु वाहिनी डिजाइन, गाढ़ा तीन प्रूफ पेंट उपचार, मशीन टूल उद्योग में उच्च धातु पाउडर और भारी तेल प्रदूषण वाले अवसरों के लिए अधिक उपयुक्त
◆ स्पीड ट्रैकिंग पुनः आरंभ फ़ंक्शन: बिना किसी प्रभाव के घूर्णन मोटर्स की सुचारू शुरुआत प्राप्त करें
◆ स्वचालित वोल्टेज समायोजन फ़ंक्शन: जब ग्रिड वोल्टेज बदलता है, तो यह स्वचालित रूप से एक स्थिर आउटपुट वोल्टेज बनाए रख सकता है
व्यापक दोष संरक्षण: अतिधारा, अतिवोल्टेज, अल्पवोल्टेज, अतितापमान, चरण हानि, अधिभार और अन्य सुरक्षा कार्य
निष्कर्ष
सीएनसी उत्कीर्णन मशीन का स्पिंडल ड्राइव हिस्सा सरल लग सकता है, लेकिन वास्तव में, उच्च आवृत्ति गति, बड़े निम्न आवृत्ति आउटपुट और कठोर ऑपरेटिंग वातावरण के कारण आवृत्ति कनवर्टर के प्रदर्शन और स्थिरता का कठोर परीक्षण किया जाता है।