În prezent, mașinile de sculptat au devenit treptat instrumente profesionale esențiale pentru diverse industrii. Odată cu dezvoltarea și aplicarea tehnologiei CNC, combinată cu controlere de frecvență variabilă de înaltă performanță și echipamente de servo-acționare în diverse industrii de producție, mașinile de sculptat CNC au devenit configurația principală în industria de sculptat de astăzi. Principalul sistem de transmisie al mașinilor-unelte de gravat CNC adoptă în mare parte viteza variabilă continuă. Sistemele anorganice cu viteză variabilă includ în principal două tipuri: sisteme de ax cu frecvență variabilă și sisteme de servo-ax. Datorită rentabilității ridicate a acționărilor cu frecvență variabilă, acestea sunt utilizate pe scară largă în mașinile-unelte. Sistemul de ax este o componentă importantă a unei mașini de gravat CNC, iar performanța sa are un impact crucial asupra performanței generale a mașinii de gravat CNC. Fiind inima sistemului de ax, convertorul de frecvență este o componentă cheie indispensabilă. Acest articol prezintă aplicarea convertorului de frecvență din seria Dongli Kechuang CT100 în sistemul de acționare a axului mașinii de gravat CNC.
Introducere în principiul controlului electric al mașinii de sculptat CNC
Compoziția sistemului de control electric pentru mașina de gravat CNC
Sistemul de control electric al unei mașini de gravat CNC este alcătuit în principal din trei părți: sistemul de control numeric CNC, sistemul de poziționare a axului și sistemul de rotație a axului. Funcțiile fiecărei părți sunt următoarele:
Sistem de control numeric CNC: Proiectarea și amplasarea modelului se realizează prin intermediul unui software specializat de sculptură, configurat în computer. Informațiile de proiectare și amplasare sunt transmise către controlerul mașinii de sculptură prin intermediul computerului, iar apoi controlerul convertește aceste informații în semnale impulsive care pot acționa motoare pas cu pas sau servomotoare. Sistemul de poziționare completează modelul de proiectare și amplasare prin recepționarea semnalelor impulsive pentru poziționare.
Sistem de servopoziționare: Trei axe perpendiculare una pe cealaltă pot fi utilizate pentru a finaliza poziționarea pe trei axe în spațiul tridimensional. Prin urmare, cele trei seturi de sisteme de servopoziționare primesc semnale impulsive de la sistemul de control numeric CNC pentru a efectua sculptarea și poziționarea sculelor pe axele X, Y și Z, completând astfel orice model în spațiul tridimensional.
Sistem de prelucrare a axului: Sistemul de servopoziționare completează eșantionarea modelului de model, iar lucrarea de sculptură corespunzătoare trebuie finalizată la poziția de eșantionare corespunzătoare pentru a finaliza aspectul sistemului de control numeric CNC al pieselor sculptate. Prin urmare, este necesară rotația de mare viteză a axului pentru a finaliza lucrarea de sculptură. Diferitele materiale de sculptură și precizia diferențiată a sculpturii necesită ca sistemul de rotație să aibă o funcție flexibilă de reglare a vitezei.
Cerințe de control ale convertorului de frecvență pentru sistemul de prelucrare a axului mașinii de sculptat
Cerințe de performanță ale sistemului pentru convertizoarele de frecvență
(1) Gama de viteze este largă, iar viteza de funcționare este în general între 0-24000 r/min.
(2) Fluctuații mici de viteză în întregul interval de viteză;
(3) Cuplul mare la viteză mică, ceea ce poate asigura tăierea la viteză mică;
(4) Încercați să mențineți timpul de accelerare și decelerare cât mai scurt posibil.
Cerințe funcționale ale sistemului pentru convertorul de frecvență
(1) Modul de control este selectat ca control V/F pentru a se adapta cerințelor de control privind intervalul larg de viteză, proprietățile magnetice slabe, stabilitatea bună a deplasării etc.
(2) Pornire-oprire control terminal, realizând pornire-oprire de la distanță și comutare înainte/înapoi;
(3) Frecvență de funcționare cu setare analogică, capabilă să accepte ieșire de tensiune 0-10 V CC;
(4) Intervalul de viteză este 0-2400 r/min, iar frecvența de funcționare a convertorului de frecvență este convertită la 0-400 Hz (motor secundar de mare viteză);
(5) Timpul de accelerare și decelerare este scurt, de obicei în 3-5 secunde. Datorită vitezei mari de funcționare, este necesar un convertor de frecvență cu unitate de frânare;
(6) Este necesar un semnal de ieșire pentru defecțiune pentru a asigura protecția la timp a sistemului în caz de defecțiune a axului; Este necesar un semnal de resetare a defecțiunii pentru a asigura resetarea de la distanță și repornirea după rezolvarea defecțiunii.
Metoda de pornire-oprire a convertorului de frecvență este pornirea-oprire prin terminal, ceea ce înseamnă că terminalele de intrare digitale ale sistemului de control numeric CNC sunt utilizate pentru a transmite comenzile DI1/DI2 convertorului de frecvență pentru a realiza oprirea-pornire și comutarea înainte/înapoi a motorului axului. Având în vedere că poate fi necesară o frânare rapidă în cazul unei defecțiuni de urgență a sistemului pentru a evita deteriorarea mecanică, funcția de oprire de urgență este implementată prin intermediul terminalului DI3. Semnalul de eroare al convertorului de frecvență este transmis prin terminalul releului programabil, iar sistemul primește semnalul de eroare pentru a evita deteriorarea mecanică cauzată de funcționarea defectuoasă atunci când convertorul de frecvență se defectează. După remedierea defecțiunii, blocarea erorii poate fi eliberată prin terminalul de resetare. Metoda de reglare a vitezei sistemului este conversia digital-analogică a sistemului de control numeric. Convertorul de frecvență primește un semnal de tensiune 0-10V de la sistemul de control numeric ca semnal de frecvență și ajustează automat viteza de prelucrare.
Caracteristici tehnice
◆ Autoînvățare precisă a parametrilor motorului: Autoînvățare precisă a parametrilor motorului rotativ sau staționar, depanare ușoară, operare simplă, oferind o precizie de control și o viteză de răspuns mai mari
Control V/F vectorizat: compensare automată a căderii de tensiune a statorului și compensare a alunecării, asigurând un cuplu ridicat excelent la frecvență joasă și un răspuns dinamic al cuplului chiar și în modul de control VF
◆ Funcție software de limitare a curentului și tensiunii: Limitare bună a tensiunii și curentului, limitând eficient parametrii cheie de control pentru a reduce riscul de defecțiune a invertorului
◆ Moduri multiple de frânare: Oferă moduri multiple de frânare pentru a asigura o oprire stabilă, precisă și rapidă a sistemului
◆ Adaptabilitate puternică la mediu: punct de supraîncălzire general ridicat, design independent al conductei de aer, tratament de vopsea îngroșat cu trei rezistențe, mai potrivit pentru situații cu poluare ridicată cu pulberi metalice și uleiuri grele în industria mașinilor-unelte
◆ Funcție de repornire cu urmărire a vitezei: obțineți o pornire lină a motoarelor rotative, fără impact
◆ Funcție de reglare automată a tensiunii: Când tensiunea rețelei se modifică, aceasta poate menține automat o tensiune de ieșire constantă
Protecție completă la defecțiuni: supracurent, supratensiune, subtensiune, supratemperatură, pierdere de fază, suprasarcină și alte funcții de protecție
Concluzie
Partea de acționare a axului unei mașini de gravat CNC poate părea simplă, dar în realitate, performanța și stabilitatea convertorului de frecvență sunt testate riguros datorită vitezei mari de înaltă frecvență, a puterii mari de joasă frecvență și a mediilor dure de operare.