2.2kw單相電機(jī)怎樣改成切割機(jī)

由于功率、轉(zhuǎn)速、有效切割長度、切割頭數(shù)、切割面積和切割精度的不同,單單原材料的切割方式不適合在功率大的工件上進(jìn)行應(yīng)用。在此,功率因數(shù)的提升是很難實現(xiàn)的。因此,對于一些液壓切割機(jī)來說,鑒于目前國內(nèi)外的現(xiàn)狀,必須把提高功率因數(shù)和縮短電極壽命的辦法從加工設(shè)備發(fā)展來看。目前,正在逐漸使用功率因數(shù)校正的刀片技術(shù),而對于切割部位的銑刀轉(zhuǎn)速則由數(shù)控技術(shù)計算出來。

采用數(shù)控技術(shù)加工時,數(shù)控刀片的速度越來越快,切削速度也越來越快,而在切割部位的刀具的轉(zhuǎn)速和切削力都越來越大,而對于普通數(shù)控車床來說,要求達(dá)到2倍額定轉(zhuǎn)速,所以用數(shù)控技術(shù)刀具的轉(zhuǎn)速和切削力很大,而且加工刀具的切削速度和切削力也越來越大,在使用中要對刀具的切削力進(jìn)行控制,這樣才能達(dá)到高速切削的目的。

目前國內(nèi)外數(shù)控切割工具將具備高速、高精度、適應(yīng)性強(qiáng)的特點。隨著高速切削加工技術(shù)的發(fā)展,對數(shù)控機(jī)床的需求也越來越大,為了能適應(yīng)高速加工的需要,國外數(shù)控技術(shù)的發(fā)展十分迅猛發(fā)展,在國內(nèi)已開發(fā)出多種多樣的高速加工刀具,如瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)開發(fā)的A 鏜型高速加工中心、瑞士日內(nèi)瓦大學(xué)開發(fā)的數(shù)控鉆夾具、日本菱數(shù)控銑床等。

高速加工中心的高速加工機(jī)床,如日本安川公司的MG996JF5數(shù)控系統(tǒng),采用高速自動控制的直線軸加速度,進(jìn)給速度可達(dá)100m/min。機(jī)床以高速A /D轉(zhuǎn)換器,DSP作為控制核心,實現(xiàn)高速CNC接口和復(fù)雜的數(shù)字電路。高速加工中心的工作臺是高速進(jìn)給機(jī)床的橋梁,高速機(jī)床的控制電路是由高速單片機(jī)來完成。

高速加工中心與普通機(jī)床控制器的區(qū)別

高速加工機(jī)床的運動控制的控制是系統(tǒng)的執(zhí)行程序,并且直接關(guān)系到機(jī)床的加工速度。根據(jù)系統(tǒng)的加工速度和位置的要求,加工中心的主軸速度、進(jìn)給速度、主軸轉(zhuǎn)速以及插補(bǔ)主軸轉(zhuǎn)速。高速加工的運動控制程序是在PLC中實現(xiàn)的,在高速加工時,機(jī)床的運動控制器將直接與主軸伺服電機(jī)相連接。高速加工機(jī)床的運動控制程序由串行口輸出4~20mA電流信號,經(jīng)過驅(qū)動電路將控制系統(tǒng)的電流信號轉(zhuǎn)換為4~20mA的電流信號,經(jīng)過驅(qū)動電路轉(zhuǎn)換為主軸電機(jī)的兩相或三相交流電流信號,經(jīng)過驅(qū)動電路放大后驅(qū)動電機(jī)。高速機(jī)床的運動控制程序基本上可以分為4個階段:

1、初始化程序

初始化程序設(shè)計中包括步進(jìn)電機(jī)的相電流設(shè)置、加速度,加減速時間,速度倍率,電流限制,位置誤差等。整個主電路中采用了兩個完全相同的PWM輸出分割方式,現(xiàn)三個子電路如圖4所示:

2、主軸電機(jī)控制電路

3、脈沖編碼器接口電路

PWM0C0C0C0C0C0H為高速PWM的脈沖輸出,對應(yīng)的相電流如圖5所示。其初始化程序如表2所示。

表2 脈沖編碼器初始化程序

4、主軸電機(jī)系統(tǒng)控制

在主軸電機(jī)的控制中,根據(jù)主軸電機(jī)的實際轉(zhuǎn)速與給定轉(zhuǎn)速差值,計算出變速后的實際轉(zhuǎn)速。

5、檢測電機(jī)位置

電機(jī)位置和編碼器反饋信號

這里我們使用正交編碼器,DSP與編碼器之間的通訊用光電編碼器,位置值通過電機(jī)編碼器反饋進(jìn)行位置值的轉(zhuǎn)換,通過DSP的I/O口輸出控制電機(jī)的編碼器信號,實現(xiàn)系統(tǒng)的閉環(huán)控制。同時通過實時監(jiān)測其編碼器信號的位置,實現(xiàn)編碼器的閉環(huán)控制。

3.1 硬件電路設(shè)計

速度信號由LMST引腳發(fā)出脈沖信號,LMST引腳輸出的相電壓信號,經(jīng)過電機(jī)編碼器的高速計數(shù),并與計算值相比較,得到當(dāng)前值。經(jīng)過電機(jī)編碼器反饋到主控芯片進(jìn)行頻率計算,電機(jī)速度信號由DSP送到DSP的AD采樣值進(jìn)行實時采樣,根據(jù)所測的電機(jī)轉(zhuǎn)速來確定電機(jī)的轉(zhuǎn)速。

3.1.1 LMST信號

電機(jī)轉(zhuǎn)速測量采用中斷方式來實現(xiàn),當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值時中斷IRQ,產(chǎn)生中斷信號。

電機(jī)轉(zhuǎn)速測量由兩臺編碼器組成,該系統(tǒng)設(shè)計采用增量式光電編碼器作為測速傳感器。增量式光電編碼器采用單圈絕對式編碼。