Attualmente, le macchine per intaglio sono gradualmente diventate strumenti professionali essenziali per diversi settori. Con lo sviluppo e l'applicazione della tecnologia CNC, combinata con controller a frequenza variabile ad alte prestazioni e apparecchiature di servoazionamento in vari settori produttivi, le macchine per intaglio CNC sono diventate la configurazione principale nell'industria dell'intaglio odierna. Il sistema di trasmissione principale delle macchine utensili per incisione CNC adotta principalmente la velocità variabile continua. I sistemi a velocità variabile inorganici includono principalmente due tipologie: sistemi a mandrino a frequenza variabile e sistemi a servomandrino. Grazie all'elevata convenienza degli azionamenti a frequenza variabile, questi sono ampiamente utilizzati nelle macchine utensili. Il sistema a mandrino è un componente importante di una macchina per incisione CNC e le sue prestazioni hanno un impatto cruciale sulle prestazioni complessive della macchina. Essendo il cuore del sistema a mandrino, il convertitore di frequenza è un componente chiave indispensabile. Questo articolo introduce l'applicazione del convertitore di frequenza Dongli Kechuang serie CT100 nel sistema di azionamento del mandrino della macchina per incisione CNC.
Introduzione al principio di controllo elettrico della macchina per intaglio CNC
Composizione del sistema di controllo elettrico per macchina per incisione CNC
Il sistema di controllo elettrico di una macchina per incisione CNC è costituito principalmente da tre parti: sistema di controllo numerico CNC, sistema di posizionamento del mandrino e sistema di rotazione del mandrino. Le funzioni di ciascuna parte sono le seguenti:
Sistema di controllo numerico CNC: la progettazione e il layout del modello vengono eseguiti tramite un software di intaglio specializzato configurato nel computer. Le informazioni di progettazione e layout vengono trasmesse al controller della macchina per intaglio tramite il computer, che le converte in segnali a impulsi in grado di pilotare motori passo-passo o servomotori. Il sistema di posizionamento completa il modello di progettazione e layout del modello ricevendo i segnali a impulsi per il posizionamento.
Sistema di posizionamento servoassistito: tre assi perpendicolari tra loro possono essere utilizzati per completare il posizionamento a tre assi nello spazio tridimensionale. Pertanto, i tre set di sistemi di posizionamento servoassistito ricevono segnali a impulsi dal sistema di controllo numerico CNC per eseguire l'intaglio e il posizionamento dell'utensile sugli assi X, Y e Z, completando così qualsiasi modello campione nello spazio tridimensionale.
Sistema di lavorazione a mandrino: il sistema di posizionamento servoassistito completa il campionamento del modello del modello e il lavoro di intaglio corrispondente deve essere completato nella posizione di campionamento corrispondente per completare il layout del sistema di controllo numerico CNC degli oggetti intagliati. Pertanto, è necessaria una rotazione ad alta velocità del mandrino per completare il lavoro di intaglio. Diversi materiali di intaglio e una precisione di intaglio differenziata richiedono che il sistema di rotazione abbia una funzione di regolazione flessibile della velocità.
Requisiti di controllo del convertitore di frequenza per il sistema di lavorazione del mandrino della macchina per intaglio
Requisiti prestazionali del sistema per convertitori di frequenza
(1) La gamma di velocità è ampia e la velocità operativa è generalmente compresa tra 0 e 24000 giri/min.
(2) Piccole fluttuazioni di velocità nell'intero intervallo di velocità;
(3) La coppia a bassa velocità è elevata, il che può garantire un taglio a bassa velocità;
(4) Cercare di mantenere il tempo di accelerazione e decelerazione il più breve possibile.
Requisiti funzionali del sistema per il convertitore di frequenza
(1) La modalità di controllo è selezionata come controllo V/F per adattarsi ai requisiti di controllo di un'ampia gamma di velocità, proprietà magnetiche deboli, buona stabilità di guida, ecc.
(2) Controllo terminale di avvio e arresto, realizzando avvio e arresto a distanza e commutazione avanti/indietro;
(3) Frequenza operativa di impostazione analogica, in grado di accettare un'uscita di tensione 0-10VDC;
(4) L'intervallo di velocità è 0-2400 giri/min e la frequenza operativa del convertitore di frequenza viene convertita in 0-400 Hz (motore secondario ad alta velocità);
(5) Il tempo di accelerazione e decelerazione è breve, solitamente entro 3-5 secondi. A causa dell'elevata velocità di funzionamento, è necessario un convertitore di frequenza con unità di frenatura;
(6) È necessario un segnale di uscita di errore per garantire una protezione tempestiva del sistema in caso di guasto del mandrino; è necessario un segnale di ripristino dell'errore per garantire il ripristino remoto e il riavvio quando l'errore viene risolto.
Il metodo di avvio e arresto del convertitore di frequenza è di tipo "start-stop terminale", ovvero i terminali di ingresso digitali del sistema di controllo numerico CNC vengono utilizzati per inviare i comandi DI1/DI2 al convertitore di frequenza per ottenere l'avvio e l'arresto e la commutazione avanti/indietro del motore del mandrino. Considerando che in caso di guasto del sistema di emergenza potrebbe essere necessaria una frenata rapida per evitare danni meccanici, la funzione di arresto di emergenza viene implementata tramite DI3 come terminale. Il segnale di guasto del convertitore di frequenza viene emesso tramite il terminale del relè programmabile e il sistema riceve il segnale di guasto per evitare danni meccanici causati da un funzionamento errato in caso di guasto del convertitore di frequenza. Una volta eliminato il guasto, il blocco guasto può essere sbloccato tramite il terminale di reset. Il metodo di regolazione della velocità del sistema è la conversione da digitale ad analogico del sistema di controllo numerico. Il convertitore di frequenza riceve un segnale di tensione 0-10 V dal sistema di controllo numerico come segnale di frequenza e regola automaticamente la velocità di incisione.
Caratteristiche tecniche
◆ Autoapprendimento accurato dei parametri del motore: autoapprendimento accurato dei parametri del motore rotante o stazionario, debug facile, funzionamento semplice, che fornisce maggiore precisione di controllo e velocità di risposta
Controllo V/F vettorializzato: compensazione automatica della caduta di tensione dello statore e compensazione dello scorrimento, garantendo un'eccellente risposta dinamica della coppia elevata a bassa frequenza e della coppia anche in modalità di controllo VF
◆ Funzione di limitazione della corrente e della tensione del software: buona limitazione della tensione e della corrente, limitando efficacemente i parametri di controllo chiave per ridurre il rischio di guasto dell'inverter
◆ Modalità di frenata multiple: fornisce modalità di frenata multiple per garantire uno spegnimento del sistema stabile, preciso e rapido
◆ Forte adattabilità ambientale: elevato punto di surriscaldamento complessivo, progettazione indipendente del condotto dell'aria, trattamento di verniciatura a tre prove addensato, più adatto per occasioni con elevata polvere metallica e inquinamento da olio pesante nell'industria delle macchine utensili
◆ Funzione di riavvio con monitoraggio della velocità: consente un avvio fluido dei motori rotanti senza impatto
◆ Funzione di regolazione automatica della tensione: quando la tensione di rete cambia, può mantenere automaticamente una tensione di uscita costante
Protezione completa dai guasti: sovracorrente, sovratensione, sottotensione, sovratemperatura, perdita di fase, sovraccarico e altre funzioni di protezione
Conclusione
La parte di azionamento del mandrino di una macchina per incisione CNC può sembrare semplice, ma in realtà le prestazioni e la stabilità del convertitore di frequenza vengono rigorosamente testate a causa dell'elevata velocità ad alta frequenza, dell'elevata potenza in uscita a bassa frequenza e degli ambienti operativi difficili.