惠丰变频调速器在机床换刀机构上的应用宜宾横切刀童车配件洗果机石灰OrE

惠丰变频调速器在机床换刀机构上的应用

就数控机床而言，除了进给、主轴因有精度要求，一般采用伺服电机驱动外，对于刀库、机械手等辅助驱动可采用变频调速器进行驱动。变频调速器连线简单，调试方便。

某厂XH71温度计5B型立式加工中心属轻型机床，其换刀机构包括链式刀库及凸轮机械手。在考虑作出更大的科学贡献设计方案时，由于刀库、机械手的驱动要求不高，但又要求有变速、定位、换向功能，因此，采用惠丰变频器拖动普通交流电动机的方案。因为刀库和机械手是分时运动的，故由一台惠丰变频器驱动两台普通交流电动机，其驱动原理见图1。

实际调试时，我们分别应用惠丰变频器的正反转功能与多段速运行功能，满足刀库的正反转与两级速度要求。利用两个接近开关进行刀库计数及精确定位。接近开关信号时序图如图2所示。每一个TM周期为刀库传动齿轮转动一个齿的距离。通过计算得知，刀库齿轮每转动4个齿为一个刀套的距离。通过PLC运算处理，利用计数器计数，可实现刀库计数运转。并在刀库运行至目标刀位前一刀库位置时进行减速运转(变频调速器运行频率为10～15Hz)，至目标刀位停止。以前我厂刀库检测定位采用一个绝对编码器，且多为进口的，现在采用两个接近开关即可实现，降低了成本，且性能可靠。刀库快速运转时，变频调速器运行频率为30～40Hz，慢速时为10～15H加热板z，可以进行正转和反转，就近找刀。由于刀库降速比大，惯性大，运行速度可以不必太快，故实现定位功能较为容易。

在调试机械手时，出现了一问题，即机械手停止运行时，不能准确停在零位。机械手有一个零位开关，换刀时，要求机械手从零位开始起动，运行时零位信号由1变为0，低电平输出。当再次回到零位时，零位信号则由0变为1，高电平输出，此时要求机械手停止运行，并准确停在零位(图3)。由于机械手惯性泰兴小，运行速度快，当NC再次检测到零位信号时，即零位信号由0变为1时，马上发出指令让机械手停止运行，但其停止位置往往越过零位，见图3中A位置。这显然是不允许的，因为机械手稍微偏离零位，当机床Z轴向下运动时就会撞上机械手造成损害。经过观察分析，发现造成这种情况是因为高速运行的电动机若由变频器驱动，其停止时会有很大一部分动能传递至传动机构上。如传动机构惯性大，可能不会产生明显的影响，而对于凸轮机械手这样的小惯性传动机构则会产生明显影响。当我们增加变频调速器的制动单元时，效果不甚明显。为此，我们增加了一个能耗制动回路，见图1虚框部分。当机械手运行至零位时，立即把驱动电动机与变频调速器断开，并将电动机电枢的三根线连至制动电阻上。这样，电机中的动能大部分泄放到制动电阻上，剩余动能很小，对机械手的停止位置就不会产生明显影响。经过多次试验，机械手停止位置都变得比较准确了。后来我们在此基础上，为机械手增加了一个更直接的零位开关(或称作机械手保护开关)，整个换刀机构的运行就更加可靠、安全。

通过这台机床调试，我们认为交在加油位置加入机油润滑流变频调速器作为数控机床辅助驱动，尤其是换刀机构的驱动装置，不失为一种低多轴器成据悉本、可靠、方便的驱动方案。可以预见，今后变频调速器在数控机床上将得到更为广泛的应用。