技术

1    引言

      在机械制造业中，用普通机床加工复杂的零部件或具有较高精确度的批量产品时，需要熟练的技术工人手工操作来完成，这种效率低下的传统加工方式已无法满足现代制造业的需求。随着计算机技术的飞速发展，先进的加工中心和数控机床应运而生，逐渐成为主流的工具机床。日立公司生产的SJ系列无速度传感器矢量型变频器以其独特的性能和优越的性价比，在加工中心和数控机床上的应用迅速崛起，现以华中世纪星HNC-21数控系统为例，对日立变频器的配置、系统联接、机械性能等实际应用研究介绍如下。

2    数控机床的变频器配置

      在机床的调速系统中，传统复杂的齿轮箱式分级调速方式，在数控机床中得到极大的改进，采用更为先进的变频无级调速方式。对于1.5kW三相交流电动机，选配日立无速度传感器矢量控制SJ100系列和日立工程型无速度传感器矢量控制SJ300系列022HFE变频器，能获得高达200%的高启动转矩，实现在线和离线电机参数自动识别，低速时转速波动大幅度减小，保证了系统的稳定性和精确度。与华中数控世纪星HNC-21组成的数控系统，采用内置式PLC，总线I/O结构，由Y[28]和Y[29]带符号位双字节数字量D/A转换，形成变频主轴的频率命令，采用MDI编程设定，使调试和参数匹配更易于实现。

3    数控机床的变频器联接

      日立变频器与华中世纪星HNC-21数控系统的联接如附图所示。

附图 日立变频器与华中世纪星数控系统的联接图 

      日立变频器提供了控制变频器频率输出值的模拟输入端口。模拟输入端子组包括位于控制连接器上的[L]、[OI]、[O]和[H]等端子，其中[O]用于输入电压，[OI]用于输入电流。所有的模拟输入信号必须使用模拟地[L]。

      日立变频器与华中世纪星HNC-21数控系统联接时，需要使用[O]和[L]端子作为变频器的频率命令的输入信号。对于变频器的逻辑控制连接，根据数控机床的工艺要求，采用独立的逻辑输入端子1和端子2作为变频主轴的正转、反转和停止信号，[P24]端子为逻辑输入提供+24V直流电源，最大电流为300mA。实际使用中，注意[P24]端子禁止与[L]端子短路。

      日立变频器与华中世纪星HNC-21数控系统联接后，检查其正确性，同时对变频器的基本参数和扩展参数进行设置并核查。其中频率命令参数A01设置为01，选择端子控制；运行命令参数A02设置为01，亦选择端子控制。加速曲线F02设置为3s，减速曲线F03设置为3s。基频参数A03设置为50Hz，最大频率参数A04设置为200Hz，完成日立变频器与华中世纪星数控系统的联接和相关设置后，进入系统联机测试。

4    数控机床的机械性能

      日立变频器用于数控机床主轴调速系统，在联机过程中经过空载试运行和加载试验，满足数控机床的控制要求，测试数据如表1和表2所示。

表1      在空载情况下启动电机测定变频器的相关值

表2      加上额定负载时所测的相关值