一、概述:

數控車床又稱CNC車床，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，具有廣泛的加工工藝性能；可按照事先編制好的加工程序，自動地對被加工零件進行加工，能加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜工件，是目前國內使用量最大，覆蓋面最廣的一種機床。

現代機床多采用多電機拖動，主軸和各進給系統分別由各自電機拖動。由于機床可加工不同產品，材質、刀具、工序、工位各個不同，要求機床的執行部件有不同的運動速度和作用力，因此，機床的主運動應能進行調速。

傳統的數控車床主軸調速，一般采用電機帶動減速箱來傳動和調速，即所謂機械調速，這種傳動方式有以下三種特點：

1. 負載具有恒功率特性，由于齒輪箱的轉矩跟速度成反比變化，所以，在齒輪箱變速時，如果不計齒輪箱的摩擦等因素造成的功率損耗，減速箱處于恒功率狀態。
2. 主軸速度變化一般是有級調速。齒輪箱的齒輪齒數固定，通過機械變換，只能產生有限幾種速度，這些速度是跳躍、非連續的。
3. 低速時過載能力強。傳動系統在工作時的速度高于低速，由于齒輪箱的轉矩跟速度成反比，造成低速時轉矩遠大于工作轉矩，給傳動系統帶來很強的低速過載能力。

一般的機械傳動基本結構如上圖，這種傳動的局限性很明顯：

機械傳動一般情況下不夠平穩，制造精度不高時，振動和噪聲較大；實現無級變速的機構較復雜，成本高。從上圖也可看到，傳動鏈較長，機構復雜、維修不方便。

隨著電氣傳動技術，如變頻調速技術的迅速發展和日趨完善，高速數控機床的主傳動系統的機械結構得到極大的簡化，基本上取消了帶輪傳動和齒輪傳動。機床主軸由內裝式電動機直接驅動，從而把機床主傳動鏈的長度縮短為零，實現了機床的“零傳動”。變頻器通過調整頻率和電壓，簡單地實現機床主軸無級調速，還可實現遠距離操作，很容易實現自動控制。

二、數控車床對變頻器的要求:

數控車床在加工一些工件時，特別是低速粗加工的重切削情況下，要求能在低速運行下輸出較大的力矩，對變頻器的要求就是低頻力矩大。

機床加工工件，大多數要求選擇最經濟的加工速度，在此速度下加工時，才能發揮機床和刀具的最大效益。一方面，隨著工件的大小、材料性質、要求的尺寸精度、表面粗糙度以及所用刀具的不同，最經濟的切削速度亦不相同，另一方面，機床的快速進刀、快速退刀和對刀調整等輔助工作的調整也需要不同的運動速度，因此就必須保證機床能在不同的速度下工作，以適應不同的加工工藝，這就要求變頻器有較寬的調速范圍。一般較低的要求為：1：100，高的要求為1：1000或以上。速度精度的要求一般要求靜差度小于5%，更高的要求為1%以下，如果速降過大，則加工的質量就會受到影響，如光潔度就不好。

保證機床運動平穩的前提下，實現以過渡過程時間最短為目標的最優加減速控制規律能使機床更好地滿足高精度加工要求，特別是在高速加工中，加減速功能顯得尤為重要。數控系統加減速控制功能是指數控系統有程序預讀功能——能“預測”加工方向的未來變化并調整運動速度使之符合編程表面要求；在被加工表面形狀（曲率）發生變化時及時采取改變進給速度等措施以避免過切；當刀具切入工件時，數控系統可以根據需要自動降低進給速率，因此，數控系統加減速控制功能可使工程師在編程進給速率時只需用最高加工速度，數控系統能自動根據工件輪廓調整實際速度，可大大節省加工時間。在cnc裝置中，為了保證機床在起動或停止時不產生沖擊、失步、超程或振蕩，必須對進給電機的頻率或電壓進行加減速控制，即在機床加速起動時保證加在電機上的頻率或電壓逐漸增加，而當機床減速停止時保證加在電機上的頻率或電壓逐漸減小。這些應用要求變頻器的加減速快，以應對速度的迅速變化。

綜上撰述，數控機床對變頻器要求：

1、調速范圍寬，低頻力矩大；

2、速度控制精度高；

3、加減速快，剎車效果好；

4、適應金屬加工金屬粉塵多、油霧大的環境。

三.七喜變頻器機床專用系列在數控車床上的應用

七喜機床專用變頻器用于驅動機床主軸，主軸轉速一般工作在0~6000RPM，根據工藝要求實時改變轉速。

七喜HD700變頻器 接線圖

參數設置

四、七喜機床專用變頻器應用特點

1、機床專用型變頻器，機床常用參數默認，只需要改變最大轉速對應的最大運行頻率便可以使用，調試簡單；

2、專用模擬量處理方法，速度穩定，誤差小；

3、七喜機床專用變頻器采用矢量控制方式，在低頻啟動時，有較大轉矩，啟動轉矩在0.5Hz時，為100%，在1Hz時，為150%額定轉矩，保證全程切削能力強。調速范圍為0~2000Hz，按不同機型，從1:100（開環矢量）到1:1000（閉環矢量）。在穩態運行時，轉速精度為1%n0。

4、雙CPU控制，動態性能好；加減速快，提高生產效率；

5、獨特的防護設計，電路板噴上三防漆，保護電路板不受普通油氣的影響，更好適應金屬加工環境。