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高士达变频器及伺服控制器在数控机床领域的应用
摘要: 数字控制机床,简称数控机床(NC , Numerical Control),是三十年来综合应用集机械、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高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比,是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。
Abstract:
Key words :

  数字控制机床,简称数控机床(NC , Numerical Control),是三十年来综合应用集机械、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高精度、高效率、高自动化和高柔性化等优点。数控机床的技术水平高低及其在金属切削加工机床产量和总拥有量的百分比,是衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。

  南京高基数控设备制造有限公司是一家在江浙地区小有名气的数控设备制造商,其生产的数控设备在许多领域有着广泛的应用。原来该公司机床多数采用进口的变频器伺服控制器,自2006年已逐步采用高士达电气的600型机床专用变频器和8L伺服控制器系列。

  下面主要介绍高士达产品在CK6132A-750机床,XK650数控铣床和VMC650立式加工中心的应用:   高基数控生产的CK6132A-750型数控机床适合加工各种盘类、轴类零件,能实现端面、外圆、切槽、内孔、圆弧、任意角度锥面、螺纹、管螺纹及多头螺纹的车削。其主要参数为:
 
  在数控机床中,出于加工周期的要求,对于变频器而言,要求加减速时间短,高士达GS600L变频器加减速性能非常优异,由于在设计中考虑到了现场应用的问题,当开启了FCL功能后,在CK6132A数控车床上0~2000vrm加速只需0.8秒,减速1.2秒。相比其他品牌的产品,大幅节省了加工周期。

  而变频器本身提供的转矩补偿功能又可确保机床在低速重切削时有强劲的切削力;在这款CK6132A-750型数控机床的X、Z轴则采用了高士达HS8L系列交流伺服驱动器,这款驱动器采用了当今流行的美国TI公司的DSP芯片作为主CPU,以串行方式与系统连接,显示设置系统状态,修改参数,适用多种应用场合。采用的矢量控制算法利用率高,零矢量均分又减小了转矩脉动,而电流低通滤波和独特的数字电流采样办法及抑制停车振动的措施,确保系统的低速性能,调速比1:10000以上。
  无论是加工端面、外圆或内孔及任意角度锥面,HS8L伺服驱动±1脉冲的位置滞后保证了产品的表面均匀的丝路和极高的粗糙度。

  高基公司生产的XK650数控铣床和VMC650立式加工中心也采用了高士达系列产品,此系列机床特别适合中小批量高精度模具加工,通常情况下模具的轮廓精度、尺寸精度、表面粗糙度要求都比较高,这就对机床提出了更严峻的考验。

  在这款机床中,X、Y、Z三轴均采用了高士达HS8L全数字交流伺服驱动器,加工精度要求电气部分要能够快速响应,而高士达HS8L系列全数字交流伺服驱动器有着极高的响应性能,位置滞后达±1脉冲,又可以配置大闭环上位机,为系统的进一步升级使用预留了空间。   主轴采用高士达GS600L机床专用型变频器, GS600L机床专用型变频器输出频率高达400HZ,频率精度0.01HZ,使主轴转速更高更精确,高启动转矩和半动/自动转矩提升功能给机床提供更强劲的动力。   通过在南京高基公司数控系统上的应用,证明高士达电气的系列产品具有极强的可靠性和适应性,重要的是在此领域内,能够同时提供两种产品的厂家国内还没有第二家,可以预期高士达电气会以其领先的技术和可靠的品质获得用户的赞许。

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