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行业案例 | FR510S系列在高速同步主轴上的应用

发布日期:2024-11-13 16:28:13发布人:孚瑞肯电气阅读次数:165次

导读:本文重点介绍FR510S系列变频器再高速同步主轴上的应用


同步电主轴低转动惯量、高动态响应、体积小功率密度高,结构紧凑等特点。电主轴是将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术,克服了传统机械轴在高速的情况下打滑、振动和噪声大、惯量大等缺点,有效改善了主轴高速情况下的整体性能,在数控机床领域出被广泛的应用。


高速电主轴是最近几年在数控机床领域出现的将机床主轴与主轴电机融为一体的新技术。高速数控机床主传动系统取消了带轮传动和齿轮传动。机床主轴由内装式电动机直接驱动,从而把机床主传动链的长度缩短为零,实现了机床的“零传动”。

这种主轴电动机与机床主轴“合二为一”的传动结构形式,使主轴部件从机床的传动系统和整体结构中相对独立出来,因此可做成“主轴单元”,俗称“电主轴”。

  • 开环/闭环运行

  • 高速运行转速波动小

  • 最高运行频率4000Hz

  • 运行时电机振动速度小

  • 高可靠性,适应现场恶劣环境

  • 启停平稳无抖动、加减速时间短

  • 永磁同步高速主轴弱磁区控制避免驱动器故障

按电主轴电动机特性分类‌:

恒转矩电主轴‌:在电主轴调速全过程中,电动机功率随转速呈线性变化,而电动机转矩恒定不变。这种类型的电主轴适用于需要恒定转矩的加工任务,如磨削‌。

恒功率电主轴‌:在电主轴调速全过程中,电动机在某一转速下保持功率不变。这种类型的电主轴适用于需要恒定功率的加工任务,如铣削和加工中心用电主轴‌。

 

按电主轴轴承支承方式分类‌:

滚动轴承电主轴‌:使用精密滚动轴承作为支承,根据润滑方式的不同,又可分为油脂、油雾和油气润滑的电主轴‌。

气体轴承电主轴‌:使用空气动静压轴承作为支承‌。

液体轴承电主轴‌:使用液体动静压轴承作为支承‌。

磁悬浮轴承电主轴‌:使用磁悬浮技术进行支承,无需机械接触,适用于高精度和高速度的应用‌。

按应用领域分类‌:

磨削用电主轴‌:主要用于磨削加工,如平面磨床和外圆磨床‌。

铣削用电主轴‌:适用于铣削加工,如数控铣床和加工中心‌。

车削用电主轴‌:主要用于车削加工,如车床‌。

拉碾用电主轴‌:用于拉碾加工,如拉床‌。

钻削用电主轴‌:用于钻削加工,如钻床‌。

特种旋转试验主轴‌:用于特殊试验或测试设备‌。

加工中心用电主轴‌:适用于多功能加工中心,可以进行铣削、钻削等多种加工‌。

机械主轴(不含内置电机)皮带传动主轴‌:适用于需要机械传动或皮带传动的设备‌。

设备型号:电机型号由厂家提供

上位机端:模拟量给定、脉冲给定、通讯

主轴端:电机类型、常规频率、转速、电流值

编码器端:差分、推挽、旋变、UVW编码器PG卡、ECN1313、正余弦编码器PG卡

高速电主轴变频器控制接线图如下:

按照电气原理图检查接线无误;输入电机参数进行自学习。

先空载进行测试,看速度响应,适当调节速度环和位置环增益。空载测试好之后,进行带载测试,根据实际效果进行参数微调。

FR510S变频器是一款针对高速主轴研发的工程伺服驱动器,具有丰富的I/O接口,具有调速范围广、响应速度快、控制精度高等特点,特别是具有响应速度快(25000转加减速只需要0.8S),和控制精度高特点(闭环矢量控制下误差为0.025%最高速度、电机振动速度在0.2mm/s以下)保证了高速电主轴能平稳运行。

孚瑞肯FR510S在高速电主轴上的成功应用,为同步电主轴行业提供了国产化方案,同时孚瑞肯FR510S变频器控制精度高、操作简单、维护方便、故障低,说明FR510S可用在类似高频行业。


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