一、引言
由于目前數(shù)控雕刻機(jī)應(yīng)用市場(chǎng)的快速發(fā)展。CNC數(shù)控技術(shù)配合高性能的雕刻機(jī)變頻器控制裝置和伺服驅(qū)動(dòng)設(shè)備在各生產(chǎn)行業(yè)的應(yīng)用越發(fā)廣泛，而數(shù)控雕刻機(jī)在目前來(lái)說(shuō)是當(dāng)今雕刻行業(yè)的主流配置。
主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的重要組成部件，其性能對(duì)數(shù)控雕刻機(jī)整機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。變頻器作為主軸系統(tǒng)中的心臟，更是不可或缺的關(guān)鍵部件。本文主要介紹的是變頻器在數(shù)控雕刻機(jī)主軸拖動(dòng)系統(tǒng)上的應(yīng)用。
二、雕刻機(jī)的組成及工作原理
當(dāng)今主流數(shù)控雕刻機(jī)是由計(jì)算機(jī)、雕刻機(jī)控制器、雕刻機(jī)主體三部分組成，其工作原理是通過(guò)計(jì)算機(jī)內(nèi)配置的專用雕刻軟件進(jìn)行圖樣設(shè)計(jì)和排版，經(jīng)由計(jì)算機(jī)把設(shè)計(jì)與排版的信息傳送至雕刻機(jī)控制器中，再由控制器把這些信息轉(zhuǎn)化成能驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)的脈沖信號(hào)，控制雕刻機(jī)主體上X、Y、Z三軸的雕刻走刀定位。同時(shí)，控制器啟動(dòng)變頻器，帶動(dòng)主軸電機(jī)的雕刻頭高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)固定于主機(jī)工作臺(tái)上的加工材料進(jìn)行切削、鉆銑，即可雕刻出在計(jì)算機(jī)中設(shè)計(jì)的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實(shí)現(xiàn)雕刻自動(dòng)化作業(yè)，按照不同的加工材質(zhì)和工藝要求，可以搭配不同的專用配置刀具。
三、數(shù)控雕刻機(jī)的主軸控制系統(tǒng)
主軸系統(tǒng)是數(shù)控雕刻機(jī)的重要組成部件，其性能對(duì)數(shù)控雕刻機(jī)整機(jī)的性能有著至關(guān)重要的影響。數(shù)控雕刻機(jī)要求主軸系統(tǒng)采用無(wú)級(jí)變速，目前多采用變頻器驅(qū)動(dòng)異步交流電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)。主軸電機(jī)多采用兩極高速無(wú)刷水冷電機(jī)，噪音小、切割力度大。運(yùn)行轉(zhuǎn)速一般在0～24000r/min，對(duì)應(yīng)的變頻器運(yùn)行頻率為0～400Hz。為了提高加工效率，大型的雕刻機(jī)會(huì)裝有多個(gè)主軸機(jī)頭，一臺(tái)變頻器同時(shí)驅(qū)動(dòng)多個(gè)主軸電機(jī)工作。
杭州三科SK20D系列雕刻機(jī)專用變頻器以其獨(dú)特超強(qiáng)的性能和優(yōu)越的性價(jià)比，滿足了主軸要求調(diào)速范圍廣、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定度高、過(guò)載能力強(qiáng)、低速力矩大、加減速時(shí)間短等方面的性能特點(diǎn)。
四、主軸系統(tǒng)的電氣接線圖及變頻器參數(shù)設(shè)置
雕刻機(jī)供電系統(tǒng)有單相220V和三相380V。大多數(shù)機(jī)型采用單相220V供電。主軸頻率來(lái)源大多為模擬量給定的方式，變頻器的頻率源采用的是數(shù)控系統(tǒng)輸出的0~10V模擬信號(hào)，對(duì)應(yīng)運(yùn)行頻率為0~400Hz。此方式可以對(duì)主軸實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，根據(jù)不同的雕刻對(duì)象或者雕刻工藝，實(shí)時(shí)改變主軸切削轉(zhuǎn)速。廣泛應(yīng)用于要求雕刻工藝較高、較精細(xì)的中高端雕刻機(jī)。
變頻器的安裝接線簡(jiǎn)圖如下：
AI1/GND接受控制器輸出的0~10V模擬量信號(hào)，此電壓值與變頻器里參數(shù)設(shè)置的調(diào)速頻率范圍對(duì)應(yīng)成正比。X1/COM為變頻器正轉(zhuǎn)信號(hào)，當(dāng)控制器發(fā)出正轉(zhuǎn)信號(hào)，則控制器上的輸出繼電器動(dòng)作，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，提供信號(hào)給變頻器。L1、L2為變頻器的電源輸入，若變頻器選擇三相輸入，則連接在R、S、T端子上即可。TA/TC為變頻器繼電器輸出，通常選擇變頻器故障報(bào)警輸出，接入雕刻機(jī)控制器或者外部故障指示回路。
變頻器的參數(shù)設(shè)置如下：
功能碼設(shè)定值說(shuō)明
F0.002控制方式采用V/F控制
F0.011運(yùn)行命令選用外部端子控制
F0.021頻率源選擇模擬量AI1輸入（0-10V）
F0.07400最大輸出頻率設(shè)置400Hz
F0.08400上限頻率設(shè)置400Hz
F0.115加速時(shí)間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求
F0.125減速時(shí)間，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求
F2.01-F2.05根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定電機(jī)參數(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)電機(jī)銘牌設(shè)定
在客戶要求減速時(shí)間較短的場(chǎng)合，可根據(jù)需要選配接制動(dòng)電阻，接入主回路端子的P+/PB之間。制動(dòng)電阻功率可參考說(shuō)明書(shū)附錄部分的機(jī)器功率等級(jí)選擇相匹配的型號(hào)。
五、雕刻機(jī)的分類(lèi)及應(yīng)用行業(yè)
數(shù)控雕刻機(jī)按應(yīng)用可分為：木工雕刻機(jī)、石材雕刻機(jī)、廣告雕刻機(jī)、圓柱雕刻機(jī)、工藝雕刻機(jī)等。
1、 木工雕刻機(jī)主要用于木器加工，使其更具美觀價(jià)值。
2、 石材雕刻機(jī)可在石材、陶瓷、瓷磚上雕刻字畫(huà)。
3、 廣告雕刻機(jī)廣泛用于雕刻各類(lèi)標(biāo)牌、有機(jī)玻璃、石門(mén)牌、三維告示牌、裝飾禮品等。
4、圓柱雕刻機(jī)也稱立體雕刻機(jī)，能在圓柱型物品的表面雕刻。
5、工藝品雕刻機(jī)俗稱玉石雕刻機(jī)。它的精度高，雕刻速度相對(duì)要慢，臺(tái)面尺寸也較小，適合做精細(xì)的工藝品雕刻。
六、 結(jié)語(yǔ)
在山東濟(jì)南、安徽合肥、江浙滬等地方集合了國(guó)內(nèi)大多數(shù)數(shù)控雕刻機(jī)廠家。由于SK20D雕刻機(jī)變頻器的出色的性價(jià)比、穩(wěn)定的轉(zhuǎn)矩特性、完善的售后保證等特點(diǎn)，是雕刻機(jī)行業(yè)的理想選擇。提供著最穩(wěn)定的主軸動(dòng)力保證，為雕刻機(jī)市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展貢獻(xiàn)出強(qiáng)健的力量。
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