在经济型数控车床上应用三科变频器可有效提升企业竞争力

一、数控机床简介

一个国家的数控机床技术是整体国家工业水平的体现，而从金属切削加工机床产量和数量来看，则是体现了国家国民经济发展和工业制造整体水准。数控机床中的数控车床在数控机床中占有非常重要的位置，多年来一向是各国普遍的关注点。主轴是车床构成中一个重要的部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用。经济型数控车床大多数是不能自动变速的，需要变速时，只能把机床停止，然后手动变速。而全功能数控车床的主传动系统大多采用无级变速。无级变速系统主要有伺服主轴系统和直流主轴系统两种，一般采用直流或交流主轴电机。通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。由于主轴电机调速范围广，又可无级调速，使得主轴箱的结构大为简化。

二、数控车床的主要参数及对变频器功能需求

1、主要的参数和性能指标：

（1）3.0kW数控车床

电动机参数：额定功率：3.0kW，额定频率：50Hz，额定电压：380V，额定电流：7.8A，额定转速：970r/min

机械传动比：1：1.5

加工材料：45#钢

实际测试性能指标：主轴转速：200r/min(变频器运行频率15Hz左右)的进刀性能及速度

（2）5.5kW数控车床

电动机参数：额定功率：5.5kW，额定频率：50Hz，额定电压：380V，额定电流：13A，额定转速：1400r/min

机械传动比：1：1.5

加工材料：45#钢

实际测试性能指标：主轴转速：200r/min(变频器运行频率9～10Hz)和主轴转速：450r/min(变频器运行频率22Hz左右)的进刀性能及速度

2、SKI610系列数控机床变频器

SKI610系列数控机床变频器采用先进磁通控制技术，电机在低速时转矩大，速度精度高，价格合理，功能齐全，具有瞬停电处理及速度跟踪再启动功能，确保系统实现连续运行机制，以保证电机运转在最高效率状态，因此，采用SKI610系列数控机床变频器代替主轴交流伺服系统，是机床行业最佳的选择。

（1）、SKI610系列数控机床变频器特点的介绍

a、体积小，属于迷你型产品，占用控制柜空间较小；

b、控制方式为正弦波SPWM，控制性能较以前的VF控制方式有很大性能上的改善，特别是在低速转矩上满足机床主轴的需求，5HZ时起动转矩能够达到100%以上；

c、载波频率范围0～16KHz，减小电机的电磁噪音；

d、提供标准的0～10V模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容，通用性强；

e、过负载能力强，150%以上额定输出电流超过一分钟；

f、提供多功能的输出端子信号，例如异常信号，运转中信号，速度到达信号，故障指示，满足系统对于主轴速度状态的监控；

g、自动转矩补偿，满足机床主轴在低速情况下的加工需求；

变频器为商业和工业电机提供动力和控制，必须根据其设计和应用环境进行热保护。变频器的主要优点是灵活的控制、平稳的启动和停机性能，以及在可变负载下运行的离心风机和泵所带来的显著节能。

大多数大功率变频器及其附属电子配件都被集成到电子机箱中，如图1所示。变频器不但提高了系统效率，变频器本身的效率也非常高，损失只有2%至4%。然而，由于大功率驱动器中电能转换很大，即使效率损失较低，也会导致数千瓦到数十千瓦废热的产生，必须设法将这些热量耗散掉。

3、调试结果

主轴电机采用SKI610系列数控机床变频器驱动，满足加工要求，延长刀具的使用寿命。由于采用的领先的磁通算法，即使在低转速(低频)运行下也能平稳输出100%的转矩，以满足不同零件的加工需要，完全可以取代传统的滚动轴承主轴结构，并且此主轴结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速。此主轴的转速由外部模拟量信号来控制输出频率，在不同的加工工艺(如；粗加工、精加工等)需要不同的转速，此时可由数控系统输出不同的模拟量电压信号给变频器，实现不同的转速，同时启停信号也由数控系统控制，提高自动化程度！

三、结语

数控机床主轴一般交流伺服系统、进口品牌矢量控制变频器以及变频专用电机，购置费用很高；三科SKI610系列数控机床变频器以其独特的性能和优越的性价比，在数控机床的应用上迅速崛起，为机床行业的客户降低约一倍的成本费用，而且可靠性高，为客户创造更多的效益。