一種基于變頻器在數控機床的應用
【技術領域】
[0001] 本發明涉及基于變頻器在數控機床的應用技術領域，尤其涉及一種基于變頻器在 數控機床的應用。
[0002]
【背景技術】
[0003] 數控機床是綜合應用集機械、電氣、液壓、氣動、微電子和信息等多項技術為一體 的機電一體化產品，在機械制造設備中具有靈活、通用、高精度、高效率的"柔性"自動化生 產設備，它將加工過程所需各種操作和步驟以及工件的形狀尺寸，用數字化代碼，通過控制 介質送入數控裝置，數控裝置對輸入的信息進行處理與運算，指令控制機床系統與驅動元 件，自動加工出所需要的工件。
[0004]
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是為了克服現有技術的不足，提供了一種基于變頻器在數控機床的 應用。
[0006] 本發明通過以下技術方案實現：一種基于變頻器在數控機床的應用，包括數控系 統CNC、變頻器、伺服電機、主軸進給箱和XYZ軸伺服系統，所述數控系統CNC通過接口與變 頻器相連，所述變頻器通過導線和信號線與伺服電機相連，所述伺服電機通過驅動軸與主 軸進給箱相連，所述伺服電機通過信號線分別與XYZ軸伺服系統相連，所述變頻器上設置 有制動電阻，所述變頻器上設置有三相交流電輸入接口，所述變頻器上設置有ATI接口和 GND接口，所述變頻器通過AT1接口和GND接口與數控系統CNC速度模擬量相連接，所述AT1 接口連接數控系統CNC速度模擬接口正信號，所述GND接口連接數控系統CNC速度模擬接 口負信號； 所述變頻器上設置有散熱外殼，所述變頻器正面上設置有顯示屏、控制按鈕、操作旋鈕 和信號指示燈，所述變頻器側面上設置有散熱器，所述變頻器上方設置有拎手，所述散熱外 殼底部設置有萬向輪。
[0007] 作為優選，所述散熱外殼上設置有播報器。
[0008] 作為優選，所述散熱外殼上設置有蜂窩報警器。
[0009] 作為優選，所述變頻器的載波頻率范圍為0~12KHz，確保電機高靜音運行。
[0010] 作為優選，所述主軸進給箱的轉速為30-4500r/min。
[0011] 作為優選，所述變頻器上設置有〇~10V或-10V-+ 10V模擬量接口，能夠與大多 數數控系統接口兼容。
[0012] 本發明變頻器能完全能夠滿足機床主軸控制的要求，低轉速運行輸出轉矩平穩， 能滿足不同零件的加工需要，結構簡單、緊湊、可以實現真正的無級調速。此主軸的轉速由 外部模擬量信號來控制輸出頻率，在不同的加工工藝(如；粗加工、精加工等）需要不同的轉 速，此時可由數控系統輸出不同的模擬量電壓信號給變頻器，實現不同的轉速，同時啟停信 號也由數控系統控制，提高了自動化程度、延長了刀具的使用壽命，改變了以往依賴進口產 品的局面，大大地降低了企業運營成本，給企業帶來良好的經濟效益。
[0013] 本發明變頻器采用先進的無速度矢量控制技術，電機在低速時轉矩大，運行頻率 在0. 5Hz時具有150%的轉矩輸出，且速度精度高，功能齊全，能夠自動偵測電機動態運轉的 參數并做出相應調整，以保證電機運轉在最高效率狀態，因此，無速度矢量變頻器可以代替 交流伺服系統，是機床行業最佳的選擇。對客戶來說由于變頻器的高性價比，所以變頻器在 車床上使用非常完美。
[0014] 本發明的變頻器的效果： 1)控制方式為無速度矢量控制，在低速轉矩上滿足機床主軸的需求，〇. 5HZ時起動轉矩 能夠達到150%以上；2)載波頻率范圍0~12KHz，確保電機高靜音運行；3)調速范圍寬， 適應不同的工藝要求（0. 00HZ-300HZ); 4)提供標準的0~10V或-10V- + 10V模擬量接口，能夠與大多數數控系統接口兼容， 通用性強。
[0015]
【附圖說明】
[0016] 為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以 根據這些附圖獲得其他的附圖； 圖1為本發明的數控機床控制系統框圖； 圖2為本發明的數控機床電氣原理圖； 圖3為本發明變頻器的結構示意圖。
[0017]
【具體實施方式】
[0018] 為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅用以解釋本發明，并不 用于限定本發明；下面結合附圖對本發明的優選實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點 和特征能更易于被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護范圍做出更為清楚明確的界 定。
[0019] 如圖1-3所示，本發明涉及一種基于變頻器在數控機床的應用，包括數控系統 CNC、變頻器、伺服電機、主軸進給箱和XYZ軸伺服系統，所述數控系統CNC通過接口與變頻 器相連，所述變頻器通過導線和信號線與伺服電機相連，所述伺服電機通過驅動軸與主軸 進給箱相連，所述伺服電機通過信號線分別與XYZ軸伺服系統相連，所述變頻器上設置有 制動電阻，所述變頻器上設置有三相交流電輸入接口，所述變頻器上設置有ATI接口和GND 接口，所述變頻器通過AT1接口和GND接口與數控系統CNC速度模擬量相連接，所述AT1接 口連接數控系統CNC速度模擬接口正信號，所述GND接口連接數控系統CNC速度模擬接口 負信號； 所述變頻器上設置有散熱外殼1，所述變頻器正面上設置有顯示屏2、控制按鈕5、操作 旋鈕4和信號指示燈3,所述變頻器側面上設置有散熱器6,所述變頻器上方設置有拎手7， 所述散熱外殼1底部設置有萬向輪8。
[0020] 所述散熱外殼1上設置有播報器。
[0021] 所述散熱外殼1上設置有蜂窩報警器。
[0022] 所述變頻器的載波頻率范圍為0~12KHz，確保電機高靜音運行。
[0023] 所述主軸進給箱的轉速為30-4500r/min。
[0024] 所述變頻器上設置有0~10V或-10V- + 10V模擬量接口，能夠與大多數數控系 統接口兼容。
[0025] 綜上所述，本發明通過。
[0026] 變頻器AI1/GND端子提供與數控系統速度模擬量，All接數控系統模擬量接口正 信號，GND接負信號，變頻器運行參數如下： 本發明的變頻器的效果:
' ' ' 1控制方式為無速度矢量控制，在低速轉矩上滿足機床主軸的需求，〇. 5HZ時起動轉矩 能夠達到150%以上；2)載波頻率范圍0~12KHz，確保電機高靜音運行；3)調速范圍寬， 適應不同的工藝要求0. 00HZ-300HZ; 4)提供標準的0~10V或-10V- + 10V模擬量接口，能夠與大多數數控系統接口兼容， 通用性強。
[0027] 本發明變頻器能完全能夠滿足機床主軸控制的要求，低轉速運行輸出轉矩平穩， 能滿足不同零件的加工需要，結構簡單、緊湊、可以實現真正的無級調速。此主軸的轉速由 外部模擬量信號來控制輸出頻率，在不同的加工工藝如；粗加工、精加工等需要不同的轉 速，此時可由數控系統輸出不同的模擬量電壓信號給變頻器，實現不同的轉速，同時啟停信 號也由數控系統控制，提高了自動化程度、延長了刀具的使用壽命，改變了以往依賴進口產 品的局面，大大地降低了企業運營成本，給企業帶來良好的經濟效益。
[0028] 本發明變頻器采用先進的無速度矢量控制技術，電機在低速時轉矩大，運行頻率 在0. 5Hz時具有150%的轉矩輸出，且速度精度高，功能齊全，能夠自動偵測電機動態運轉的 參數并做出相應調整，以保證電機運轉在最高效率狀態，因此，無速度矢量變頻器可以代替 交流伺服系統，是機床行業最佳的選擇。對客戶來說由于變頻器的高性價比，所以變頻器在 車床上使用非常完美。
[0029] 本發明使用到的標準零件均可以從市場上購買，異形件根據說明書的和附圖的記 載均可以進行訂制，各個零件的具體連接方式均采用現有技術中成熟的螺栓、鉚釘、焊接等 常規手段，機械、零件和設備均采用現有技術中，常規的型號，加上電路連接采用現有技術 中常規的連接方式，在此不再詳述。
[0030] 以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精 神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
【主權項】
1. 一種基于變頻器在數控機床的應用，其特征在于，包括數控系統CNC、變頻器、伺服 電機、主軸進給箱和XYZ軸伺服系統，所述數控系統CNC通過接口與變頻器相連，所述變頻 器通過導線和信號線與伺服電機相連，所述伺服電機通過驅動軸與主軸進給箱相連，所述 伺服電機通過信號線分別與XYZ軸伺服系統相連，所述變頻器上設置有制動電阻，所述變 頻器上設置有三相交流電輸入接口，所述變頻器上設置有ATl接口和GND接口，所述變頻器 通過ATl接口和GND接口與數控系統CNC速度模擬量相連接，所述ATl接口連接數控系統 CNC速度模擬接口正信號，所述GND接口連接數控系統CNC速度模擬接口負信號； 所述變頻器上設置有散熱外殼（1)，所述變頻器正面上設置有顯示屏（2)、控制按鈕 (5)、操作旋鈕（4)和信號指示燈（3)，所述變頻器側面上設置有散熱器（6)，所述變頻器上 方設置有拎手（7)，所述散熱外殼（1)底部設置有萬向輪（8)。2. 根據權利要求1所述的一種基于變頻器在數控機床的應用，其特征在于，所述散熱 外殼（1)上設置有播報器。3. 根據權利要求1所述的一種基于變頻器在數控機床的應用，其特征在于，所述散熱 外殼（1)上設置有蜂窩報警器。4. 根據權利要求1所述的一種基于變頻器在數控機床的應用，其特征在于，所述變頻 器的載波頻率范圍為〇~12KHz，確保電機高靜音運行。5. 根據權利要求1所述的一種基于變頻器在數控機床的應用，其特征在于，所述主軸 進給箱的轉速為30-4500r/min。6. 根據權利要求1所述的一種基于變頻器在數控機床的應用，其特征在于，所述變頻 器上設置有〇~IOV或-IOV- +IOV模擬量接口，能夠與大多數數控系統接口兼容。
【專利摘要】本發明涉及一種基于變頻器在數控機床的應用，包括數控系統CNC、變頻器、伺服電機、主軸進給箱和XYZ軸伺服系統，所述數控系統CNC通過接口與變頻器相連，所述變頻器通過導線和信號線與伺服電機相連，所述伺服電機通過驅動軸與主軸進給箱相連，所述變頻器上設置有散熱外殼，所述變頻器正面上設置有顯示屏、控制按鈕、操作旋鈕和信號指示燈，所述變頻器側面上設置有散熱器。本發明能完全能夠滿足機床主軸控制的要求，低轉速運行輸出轉矩平穩，能滿足不同零件的加工需要，結構簡單、緊湊、可以實現真正的無級調速；提高了自動化程度、延長了刀具的使用壽命，改變了以往依賴進口產品的局面，降低了運營成本，給企業帶來良好的經濟效益。
【IPC分類】G05B19/414
【公開號】CN105204440
【申請號】CN201510595021
【發明人】曹華興
【申請人】蕪湖日升重型機床有限公司
【公開日】2015年12月30日
【申請日】2015年9月18日