Saat ini, mesin ukir secara bertahap telah menjadi peralatan profesional yang penting untuk berbagai industri. Dengan pengembangan dan penerapan teknologi CNC yang dikombinasikan dengan pengontrol frekuensi variabel berkinerja tinggi dan peralatan penggerak servo di berbagai industri produksi, mesin ukir CNC telah menjadi konfigurasi utama dalam industri ukir saat ini. Sistem transmisi utama peralatan mesin ukir CNC sebagian besar mengadopsi kecepatan variabel stepless. Sistem kecepatan variabel anorganik terutama mencakup dua jenis: sistem spindel frekuensi variabel dan sistem spindel servo. Karena efektivitas biaya yang tinggi dari penggerak frekuensi variabel, mereka banyak digunakan dalam peralatan mesin. Sistem spindel merupakan komponen penting dari mesin ukir CNC, dan kinerjanya memiliki dampak penting pada kinerja keseluruhan mesin ukir CNC. Sebagai jantung dari sistem spindel, konverter frekuensi merupakan komponen kunci yang sangat diperlukan. Artikel ini memperkenalkan penerapan konverter frekuensi seri Dongli Kechuang CT100 dalam sistem penggerak spindel mesin ukir CNC.
Pengantar Prinsip Kontrol Listrik Mesin Ukir CNC
Komposisi sistem kontrol listrik untuk mesin ukiran CNC
Sistem kontrol kelistrikan mesin ukiran CNC terutama terdiri dari tiga bagian: sistem kontrol numerik CNC, sistem pemosisian spindel, dan sistem rotasi spindel. Fungsi masing-masing bagian adalah sebagai berikut:
Sistem kontrol numerik CNC: Desain dan tata letak pola dilakukan melalui perangkat lunak ukiran khusus yang dikonfigurasi di komputer. Informasi desain dan tata letak dikirimkan ke pengontrol mesin ukiran melalui komputer, kemudian pengontrol mengubah informasi ini menjadi sinyal pulsa yang dapat menggerakkan motor stepper atau motor servo. Sistem pemosisian melengkapi model pola desain dan tata letak dengan menerima sinyal pulsa untuk pemosisian.
Sistem pemosisian servo: Tiga sumbu yang saling tegak lurus dapat digunakan untuk menyelesaikan pemosisian tiga sumbu dalam ruang tiga dimensi. Oleh karena itu, ketiga set sistem pemosisian servo menerima sinyal pulsa dari sistem kontrol numerik CNC untuk melakukan pengukiran dan pemosisian pahat pada sumbu X, Y, dan Z, sehingga menyelesaikan setiap model sampel dalam ruang tiga dimensi.
Sistem pemesinan spindel: Sistem pemosisian servo menyelesaikan pengambilan sampel model pola, dan pekerjaan ukiran yang sesuai perlu diselesaikan pada posisi pengambilan sampel yang sesuai untuk menyelesaikan tata letak sistem kontrol numerik CNC dari benda yang diukir. Oleh karena itu, putaran spindel berkecepatan tinggi diperlukan untuk menyelesaikan pekerjaan ukiran. Material ukiran yang berbeda dan akurasi ukiran yang berbeda mengharuskan sistem putar memiliki fungsi pengaturan kecepatan yang fleksibel.
Persyaratan kontrol konverter frekuensi untuk sistem pemrosesan spindel mesin ukir
Persyaratan kinerja sistem untuk konverter frekuensi
(1) Rentang kecepatannya lebar, dan kecepatan operasi umumnya antara 0-24000r/menit.
(2) Fluktuasi kecepatan kecil dalam seluruh rentang kecepatan;
(3) Torsi kecepatan rendah besar, yang dapat memastikan pemotongan kecepatan rendah;
(4) Usahakan agar waktu percepatan dan perlambatan dibuat sesingkat mungkin.
Persyaratan fungsional sistem untuk konverter frekuensi
(1) Mode kontrol dipilih sebagai kontrol V/F untuk beradaptasi dengan persyaratan kontrol rentang kecepatan lebar, sifat magnetik lemah, stabilitas berkendara yang baik, dll.
(2) Kontrol terminal mulai berhenti, mewujudkan mulai berhenti jarak jauh dan peralihan maju/mundur;
(3) Frekuensi operasi pengaturan analog, mampu menerima keluaran tegangan 0-10VDC;
(4) Rentang kecepatan 0-2400r/menit, dan frekuensi operasi konverter frekuensi diubah menjadi 0-400Hz (motor kecepatan tinggi sekunder);
(5) Waktu akselerasi dan deselerasi singkat, biasanya dalam 3-5 detik. Karena kecepatan operasi yang tinggi, diperlukan konverter frekuensi dengan unit pengereman;
(6) Perlu sinyal keluaran kesalahan untuk memastikan perlindungan sistem tepat waktu jika terjadi kegagalan spindel; Sinyal pengaturan ulang kesalahan diperlukan untuk memastikan pengaturan ulang dan mulai ulang jarak jauh saat kesalahan teratasi.
Metode mulai berhenti dari konverter frekuensi adalah terminal mulai berhenti, yang berarti bahwa terminal input digital dari sistem kontrol numerik CNC digunakan untuk memberikan perintah DI1/DI2 ke konverter frekuensi untuk mencapai mulai berhenti dan pengalihan maju/mundur dari motor spindel. Mempertimbangkan bahwa pengereman cepat mungkin diperlukan jika terjadi kegagalan sistem darurat untuk menghindari kerusakan mekanis, fungsi berhenti darurat diimplementasikan melalui DI3 sebagai terminal. Sinyal kesalahan dari konverter frekuensi dikeluarkan melalui terminal relai yang dapat diprogram, dan sistem menerima sinyal kesalahan untuk menghindari kerusakan mekanis yang disebabkan oleh kesalahan operasi ketika konverter frekuensi gagal. Setelah kesalahan diatasi, kunci kesalahan dapat dilepaskan melalui terminal reset. Metode pengaturan kecepatan sistem adalah konversi digital ke analog dari sistem kontrol numerik. Konverter frekuensi menerima sinyal tegangan 0-10V dari sistem kontrol numerik sebagai sinyal frekuensi dan secara otomatis menyesuaikan kecepatan ukiran.
Fitur Teknis
◆ Pembelajaran mandiri parameter motor yang akurat: Pembelajaran mandiri yang akurat dari parameter motor berputar atau stasioner, debugging mudah, pengoperasian sederhana, memberikan akurasi kontrol dan kecepatan respons yang lebih tinggi
Kontrol V/F vektorisasi: kompensasi penurunan tegangan stator otomatis dan kompensasi slip, memastikan respons dinamis torsi tinggi frekuensi rendah yang sangat baik dan respons dinamis torsi bahkan dalam mode kontrol VF
◆ Fungsi pembatasan arus dan tegangan perangkat lunak: Pembatasan tegangan dan arus yang baik, secara efektif membatasi parameter kontrol utama untuk mengurangi risiko kegagalan inverter
◆ Beberapa mode pengereman: Menyediakan beberapa mode pengereman untuk memastikan penghentian sistem yang stabil, akurat, dan cepat
◆ Kemampuan beradaptasi lingkungan yang kuat: titik panas berlebih secara keseluruhan yang tinggi, desain saluran udara independen, perawatan cat tiga bukti yang menebal, lebih cocok untuk acara-acara dengan polusi bubuk logam dan minyak berat yang tinggi di industri peralatan mesin
◆ Fungsi restart pelacakan kecepatan: mencapai permulaan motor yang berputar dengan mulus tanpa benturan
◆ Fungsi penyesuaian tegangan otomatis: Ketika tegangan jaringan berubah, secara otomatis dapat mempertahankan tegangan keluaran yang konstan
Perlindungan kesalahan komprehensif: arus lebih, tegangan lebih, tegangan kurang, suhu lebih, kehilangan fase, kelebihan beban, dan fungsi perlindungan lainnya
Kesimpulan
Bagian penggerak spindel pada mesin ukiran CNC mungkin tampak sederhana, tetapi pada kenyataannya, kinerja dan stabilitas konverter frekuensi diuji secara ketat karena kecepatan frekuensi tinggi, keluaran frekuensi rendah yang besar, dan lingkungan pengoperasian yang keras.