Nú á dögum hafa útskurðarvélar smám saman orðið nauðsynleg verkfæri fyrir ýmsar atvinnugreinar. Með þróun og notkun CNC-tækni ásamt afkastamiklum breytilegum tíðnistýringum og servó-drifbúnaði í ýmsum framleiðslugreinum hafa CNC-útskurðarvélar orðið aðalútgáfa í útskurðariðnaði nútímans. Helsta gírkassakerfi CNC-grafvélar notar að mestu leyti þrepalausan breytilegan hraða. Ólífræn breytileg hraðakerfi eru aðallega af tveimur gerðum: breytileg tíðni spindlakerfi og servó-drif. Vegna mikillar hagkvæmni breytilegra tíðni-drifna eru þau mikið notuð í vélum. Spindlakerfið er mikilvægur þáttur í CNC-grafvél og afköst þess hafa mikil áhrif á heildarafköst CNC-grafvélar. Sem hjarta spindlakerfisins er tíðnibreytirinn ómissandi lykilþáttur. Þessi grein kynnir notkun Dongli Kechuang CT100 seríu tíðnibreytis í spindlakerfi CNC-grafvélar.
Kynning á rafmagnsstýringarreglunni fyrir CNC útskurðarvél
Samsetning rafmagnsstýringarkerfisins fyrir CNC leturgröftunarvél
Rafstýringarkerfi CNC-grafvélar samanstendur aðallega af þremur hlutum: tölulegu CNC-stýringarkerfi, staðsetningarkerfi fyrir spindla og snúningskerfi fyrir spindla. Hlutverk hvers hlutar eru sem hér segir:
CNC tölulegt stýrikerfi: Mynsturhönnun og uppsetning er framkvæmd með sérstökum útskurðarhugbúnaði sem er stilltur í tölvunni. Hönnunar- og uppsetningarupplýsingarnar eru sendar til stýringar útskurðarvélarinnar í gegnum tölvuna og stýringarnar breyta síðan þessum upplýsingum í púlsmerki sem geta knúið skrefmótora eða servómótora. Staðsetningarkerfið lýkur hönnunar- og uppsetningarmynsturlíkaninu með því að taka á móti púlsmerkjunum fyrir staðsetningu.
Servó staðsetningarkerfi: Þrjár ásar sem eru hornréttar hvor á aðra er hægt að nota til að ljúka þriggja ása staðsetningu í þrívíðu rúmi. Þess vegna taka þrjú sett af servó staðsetningarkerfum við púlsmerkjum frá CNC tölulegu stýrikerfinu til að framkvæma útskurð og verkfærastaðsetningu á X-, Y- og Z-ásunum, og þannig ljúka hvaða sýnishornslíkani sem er í þrívíðu rúmi.
Snælduvinnslukerfi: Servó-staðsetningarkerfið lýkur sýnatöku mynsturlíkans og samsvarandi útskurðarvinnu þarf að vera lokið á samsvarandi sýnatökustað til að ljúka uppsetningu CNC tölulegs stýrikerfis á útskornum hlutum. Þess vegna þarf snúning snældunnar á miklum hraða til að ljúka útskurðarvinnunni. Mismunandi útskurðarefni og mismunandi nákvæmni útskurðar krefjast sveigjanlegrar hraðastillingar í snúningskerfinu.
Kröfur um stjórnun tíðnibreytis fyrir spindlavinnslukerfi fyrir útskurðarvélar
Kröfur um afköst kerfisins fyrir tíðnibreyta
(1) Hraðasviðið er breitt og rekstrarhraðinn er almennt á bilinu 0-24000r/mín.
(2) Lítil hraðasveiflur innan alls hraðasviðsins;
(3) Lághraða togið er stórt, sem getur tryggt lághraða skurð;
(4) Reynið að halda hröðunar- og hraðaminnkunartímanum eins stuttum og mögulegt er.
Virknikröfur kerfisins fyrir tíðnibreyti
(1) Stjórnunarstillingin er valin sem V/F-stýring til að laga sig að stjórnunarkröfum um breitt hraðabil, veika segulmagnaðir eiginleika, góðan akstursstöðugleika o.s.frv.
(2) Ræsistöðvun með stýringu á tengistöð, sem gerir kleift að ræsa og stöðva fjarstýringu og skipta áfram/aftur á bak;
(3) Analog stilling á rekstrartíðni, fær um að taka við 0-10VDC spennuútgangi;
(4) Hraðasviðið er 0-2400r/mín. og rekstrartíðni tíðnibreytisins er breytt í 0-400Hz (aukahraði mótor);
(5) Hröðunar- og hraðaminnkunartíminn er stuttur, venjulega innan 3-5 sekúndna. Vegna mikils rekstrarhraða er tíðnibreytir með hemlunareiningu nauðsynlegur;
(6) Þarf að senda út bilunarmerki til að tryggja tímanlega vörn kerfisins ef spindillinn bilar; Núllstillingarmerki fyrir bilun er nauðsynlegt til að tryggja fjarstýrða endurstillingu og endurræsingu þegar bilunin er leyst.
Ræsi- og stöðvunaraðferð tíðnibreytisins er ræsi- og stöðvunaraðferð á tengipunkti, sem þýðir að stafrænu inntakstengi CNC tölustýrikerfisins eru notaðir til að gefa DI1/DI2 skipanir til tíðnibreytisins til að ná ræsi- og stöðvunarrofi og áfram/aftur á bak rofa á snúningsmótornum. Þar sem hraðbremsun gæti verið nauðsynleg ef neyðarbilun verður í kerfinu til að forðast vélræna skemmdir, er neyðarstöðvunaraðgerðin framkvæmd í gegnum DI3 sem tengipunkt. Bilunarmerki tíðnibreytisins er sent út í gegnum forritanlegan rofatengi og kerfið tekur við bilunarmerkinu til að forðast vélræna skemmdir af völdum misnotkunar þegar tíðnibreytirinn bilar. Eftir að bilunin hefur verið leyst er hægt að losa bilunarlásinn í gegnum endurstillingartengi. Hraðastillingaraðferð kerfisins er stafræn í hliðræna umbreytingu tölustýrikerfisins. Tíðnibreytirinn tekur við 0-10V spennumerki frá tölustýrikerfinu sem tíðnimerki og stillir sjálfkrafa skurðarhraðann.
Tæknilegir eiginleikar
◆ Nákvæmt sjálfnám mótorbreyta: Nákvæmt sjálfnám á snúnings- eða kyrrstæðum mótorbreytum, auðveld kembiforritun, einföld aðgerð, sem veitir meiri nákvæmni stjórnunar og svörunarhraða
Vektorstýrð V/F stjórnun: sjálfvirk spennufallsbætur fyrir stator og slip-bætur, sem tryggir framúrskarandi lágtíðni hás tog og kraftmikið togviðbrögð, jafnvel í VF stjórnunarham.
◆ Hugbúnaðarstraum- og spennutakmörkunarvirkni: Góð spennu- og straumtakmörkun, sem takmarkar á áhrifaríkan hátt lykilstýringarbreytur til að draga úr hættu á bilun í inverter.
◆ Margfeldi hemlunarstillingar: Býður upp á marga hemlunarstillingar til að tryggja stöðuga, nákvæma og hraða lokun kerfisins
◆ Sterk aðlögunarhæfni að umhverfinu: hátt yfirhitunarmark, sjálfstæð hönnun loftrásar, þykknuð þriggja sönnunar málningarmeðferð, hentugra fyrir tilefni með mikilli málmdufts- og þungolíumengun í vélaverkfæraiðnaðinum.
◆ Hraðamælingar endurræsingarvirkni: ná mjúkri ræsingu snúningsmótora án höggs
◆ Sjálfvirk spennustilling: Þegar spenna netsins breytist getur það sjálfkrafa viðhaldið stöðugri útgangsspennu
Alhliða bilunarvörn: ofstraumur, ofspenna, undirspenna, ofhiti, fasatap, ofhleðsla og aðrar verndaraðgerðir
Niðurstaða
Snúningshluti CNC-grafaravélar kann að virðast einfaldur, en í raun eru afköst og stöðugleiki tíðnibreytisins stranglega prófaðir vegna mikils hátíðnihraða, mikillar lágtíðniútgangs og erfiðs rekstrarumhverfis.