一种基于变频器在数控机床的应用
【技术领域】
[0001] 本发明涉及基于变频器在数控机床的应用技术领域，尤其涉及一种基于变频器在 数控机床的应用。
[0002]
【背景技术】
[0003] 数控机床是综合应用集机械、电气、液压、气动、微电子和信息等多项技术为一体 的机电一体化产品，在机械制造设备中具有灵活、通用、高精度、高效率的"柔性"自动化生 产设备，它将加工过程所需各种操作和步骤以及工件的形状尺寸，用数字化代码，通过控制 介质送入数控装置，数控装置对输入的信息进行处理与运算，指令控制机床系统与驱动元 件，自动加工出所需要的工件。
[0004]
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供了一种基于变频器在数控机床的 应用。
[0006] 本发明通过以下技术方案实现：一种基于变频器在数控机床的应用，包括数控系 统CNC、变频器、伺服电机、主轴进给箱和XYZ轴伺服系统，所述数控系统CNC通过接口与变 频器相连，所述变频器通过导线和信号线与伺服电机相连，所述伺服电机通过驱动轴与主 轴进给箱相连，所述伺服电机通过信号线分别与XYZ轴伺服系统相连，所述变频器上设置 有制动电阻，所述变频器上设置有三相交流电输入接口，所述变频器上设置有ATI接口和 GND接口，所述变频器通过AT1接口和GND接口与数控系统CNC速度模拟量相连接，所述AT1 接口连接数控系统CNC速度模拟接口正信号，所述GND接口连接数控系统CNC速度模拟接 口负信号； 所述变频器上设置有散热外壳，所述变频器正面上设置有显示屏、控制按钮、操作旋钮 和信号指示灯，所述变频器侧面上设置有散热器，所述变频器上方设置有拎手，所述散热外 壳底部设置有万向轮。
[0007] 作为优选，所述散热外壳上设置有播报器。
[0008] 作为优选，所述散热外壳上设置有蜂窝报警器。
[0009] 作为优选，所述变频器的载波频率范围为0~12KHz，确保电机高静音运行。
[0010] 作为优选，所述主轴进给箱的转速为30-4500r/min。
[0011] 作为优选，所述变频器上设置有〇~10V或-10V-+ 10V模拟量接口，能够与大多 数数控系统接口兼容。
[0012] 本发明变频器能完全能够满足机床主轴控制的要求，低转速运行输出转矩平稳， 能满足不同零件的加工需要，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，提高了自动化程度、延长了刀具的使用寿命，改变了以往依赖进口产 品的局面，大大地降低了企业运营成本，给企业带来良好的经济效益。
[0013] 本发明变频器采用先进的无速度矢量控制技术，电机在低速时转矩大，运行频率 在0. 5Hz时具有150%的转矩输出，且速度精度高，功能齐全，能够自动侦测电机动态运转的 参数并做出相应调整，以保证电机运转在最高效率状态，因此，无速度矢量变频器可以代替 交流伺服系统，是机床行业最佳的选择。对客户来说由于变频器的高性价比，所以变频器在 车床上使用非常完美。
[0014] 本发明的变频器的效果： 1)控制方式为无速度矢量控制，在低速转矩上满足机床主轴的需求，〇. 5HZ时起动转矩 能够达到150%以上；2)载波频率范围0~12KHz，确保电机高静音运行；3)调速范围宽， 适应不同的工艺要求（0. 00HZ-300HZ); 4)提供标准的0~10V或-10V- + 10V模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容， 通用性强。
[0015]
【附图说明】
[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图； 图1为本发明的数控机床控制系统框图； 图2为本发明的数控机床电气原理图； 图3为本发明变频器的结构示意图。
[0017]
【具体实施方式】
[0018] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不 用于限定本发明；下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点 和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界 定。
[0019] 如图1-3所示，本发明涉及一种基于变频器在数控机床的应用，包括数控系统 CNC、变频器、伺服电机、主轴进给箱和XYZ轴伺服系统，所述数控系统CNC通过接口与变频 器相连，所述变频器通过导线和信号线与伺服电机相连，所述伺服电机通过驱动轴与主轴 进给箱相连，所述伺服电机通过信号线分别与XYZ轴伺服系统相连，所述变频器上设置有 制动电阻，所述变频器上设置有三相交流电输入接口，所述变频器上设置有ATI接口和GND 接口，所述变频器通过AT1接口和GND接口与数控系统CNC速度模拟量相连接，所述AT1接 口连接数控系统CNC速度模拟接口正信号，所述GND接口连接数控系统CNC速度模拟接口 负信号； 所述变频器上设置有散热外壳1，所述变频器正面上设置有显示屏2、控制按钮5、操作 旋钮4和信号指示灯3,所述变频器侧面上设置有散热器6,所述变频器上方设置有拎手7， 所述散热外壳1底部设置有万向轮8。
[0020] 所述散热外壳1上设置有播报器。
[0021] 所述散热外壳1上设置有蜂窝报警器。
[0022] 所述变频器的载波频率范围为0~12KHz，确保电机高静音运行。
[0023] 所述主轴进给箱的转速为30-4500r/min。
[0024] 所述变频器上设置有0~10V或-10V- + 10V模拟量接口，能够与大多数数控系 统接口兼容。
[0025] 综上所述，本发明通过。
[0026] 变频器AI1/GND端子提供与数控系统速度模拟量，All接数控系统模拟量接口正 信号，GND接负信号，变频器运行参数如下： 本发明的变频器的效果:
' ' ' 1控制方式为无速度矢量控制，在低速转矩上满足机床主轴的需求，〇. 5HZ时起动转矩 能够达到150%以上；2)载波频率范围0~12KHz，确保电机高静音运行；3)调速范围宽， 适应不同的工艺要求0. 00HZ-300HZ; 4)提供标准的0~10V或-10V- + 10V模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容， 通用性强。
[0027] 本发明变频器能完全能够满足机床主轴控制的要求，低转速运行输出转矩平稳， 能满足不同零件的加工需要，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，提高了自动化程度、延长了刀具的使用寿命，改变了以往依赖进口产 品的局面，大大地降低了企业运营成本，给企业带来良好的经济效益。
[0028] 本发明变频器采用先进的无速度矢量控制技术，电机在低速时转矩大，运行频率 在0. 5Hz时具有150%的转矩输出，且速度精度高，功能齐全，能够自动侦测电机动态运转的 参数并做出相应调整，以保证电机运转在最高效率状态，因此，无速度矢量变频器可以代替 交流伺服系统，是机床行业最佳的选择。对客户来说由于变频器的高性价比，所以变频器在 车床上使用非常完美。
[0029] 本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记 载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等 常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中，常规的型号，加上电路连接采用现有技术 中常规的连接方式，在此不再详述。
[0030] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种基于变频器在数控机床的应用，其特征在于，包括数控系统CNC、变频器、伺服 电机、主轴进给箱和XYZ轴伺服系统，所述数控系统CNC通过接口与变频器相连，所述变频 器通过导线和信号线与伺服电机相连，所述伺服电机通过驱动轴与主轴进给箱相连，所述 伺服电机通过信号线分别与XYZ轴伺服系统相连，所述变频器上设置有制动电阻，所述变 频器上设置有三相交流电输入接口，所述变频器上设置有ATl接口和GND接口，所述变频器 通过ATl接口和GND接口与数控系统CNC速度模拟量相连接，所述ATl接口连接数控系统 CNC速度模拟接口正信号，所述GND接口连接数控系统CNC速度模拟接口负信号； 所述变频器上设置有散热外壳（1)，所述变频器正面上设置有显示屏（2)、控制按钮 (5)、操作旋钮（4)和信号指示灯（3)，所述变频器侧面上设置有散热器（6)，所述变频器上 方设置有拎手（7)，所述散热外壳（1)底部设置有万向轮（8)。2. 根据权利要求1所述的一种基于变频器在数控机床的应用，其特征在于，所述散热 外壳（1)上设置有播报器。3. 根据权利要求1所述的一种基于变频器在数控机床的应用，其特征在于，所述散热 外壳（1)上设置有蜂窝报警器。4. 根据权利要求1所述的一种基于变频器在数控机床的应用，其特征在于，所述变频 器的载波频率范围为〇~12KHz，确保电机高静音运行。5. 根据权利要求1所述的一种基于变频器在数控机床的应用，其特征在于，所述主轴 进给箱的转速为30-4500r/min。6. 根据权利要求1所述的一种基于变频器在数控机床的应用，其特征在于，所述变频 器上设置有〇~IOV或-IOV- +IOV模拟量接口，能够与大多数数控系统接口兼容。
【专利摘要】本发明涉及一种基于变频器在数控机床的应用，包括数控系统CNC、变频器、伺服电机、主轴进给箱和XYZ轴伺服系统，所述数控系统CNC通过接口与变频器相连，所述变频器通过导线和信号线与伺服电机相连，所述伺服电机通过驱动轴与主轴进给箱相连，所述变频器上设置有散热外壳，所述变频器正面上设置有显示屏、控制按钮、操作旋钮和信号指示灯，所述变频器侧面上设置有散热器。本发明能完全能够满足机床主轴控制的要求，低转速运行输出转矩平稳，能满足不同零件的加工需要，结构简单、紧凑、可以实现真正的无级调速；提高了自动化程度、延长了刀具的使用寿命，改变了以往依赖进口产品的局面，降低了运营成本，给企业带来良好的经济效益。
【IPC分类】G05B19/414
【公开号】CN105204440
【申请号】CN201510595021
【发明人】曹华兴
【申请人】芜湖日升重型机床有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2015年9月18日