欧瑞变频器在线切割机床的应用

欧瑞变频器在线切割机床的应用 迫札与控制应用2009,36(2)信息之窗E啪A 欧瑞变频器在线切割机床的应用 0引言 电火花线切割机床主要用在较难切削的材 料,特殊及复杂形状的高精度零部件的加工中. 已被广泛应用于模具,精密机械,工具,航空航天 等行业的制造加工领域.目前,电火花线切割机 床按运丝速度的不同可分为慢走丝线切割机床, 中走丝线切割机床和快走丝线切割机床三种. 在20世纪90年代初期,我国主要进行快走 丝线切割机床的研究和开发.目前,快速走丝线 切割机床已是我国电加工行业的主导产品.我国 的快走丝线切割加工机床以其简单的操作方式, 低廉的价格及较快的加工速度得到了较广泛地应 用,并且引起了国外用户的注意. 1行业介绍 面对国外高加工精度的线切割机床,我国早 在”八五”期间,电加工行业就提出线切割机床应 具备下列指标:(1) 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 面粗糙度为1.25,0. 63I,zm时,切割速度为20mm/min;(2)表面粗 糙度R为2.5,1.25m时,切割速度为40 mm/min;(3)按国标GB7926—87中有关条目的 加工与检验方法,切割八角工件时,其纵剖面的尺 寸差为0.006mm,横剖面的尺寸差为0.009mm. 加工四个孔的位置误差为0.008mm,四个孔的尺 寸误差为0.O12mm;(4)应有高效切割机床提供 用户,最高速度达到250mm/min. 目前,以上指标对于已成商品化的快走丝线 切割机床(或按目前的)JH3~工艺方法)来讲,几乎 都难以达到和实现.因此,近几年来国内线切割 机床制造行业开始探索提高线切割机床加工精度 的新技术和新工艺,先后出现了快走丝多次切割, 中走丝多档速多次切割,慢走丝多次切割,进三退 二往复式运丝等新的工艺和技术.各个实行国标 的机床生产厂家经过反复试验和验证,前三种工 艺都能满足国标GB7926.87的加工误差要求.在 解决了机床的重复定位精度和机械上的导轮抖 动,储丝筒跳动,电极丝抖动等问题后,机床的加 工精度可以和进口机床媲美.进三退二往复式切 割的加工精度也比普通快走丝机床的加工精度要 高.但这些新技术和新工艺的实现对运丝电动机 的控制提出了许多新的要求,如速度可调节,多档 速运行,进三退二,电机频繁换向,电机快速制动 等.依靠之前快走丝机床的可控硅换向和电解电 容开关电路直流制动是无法实现上述功能的. 2欧瑞传动线切割变频器 为满足目前线切割机床行业的特殊要求,欧 瑞传动电气有限公司(原烟台惠丰电子有限公 司)经过数月的市场调研,组织研发了线切割机 床专用变频器.2006年底至今,已在苏中多家线 切割机床生产企业,及中走丝电控系统制造厂家 批量使用线切割机床专用变频器.经过反复试验 已完全满足了快走丝,中走丝,多档速运丝,进三 退二运丝,快速制动,频繁快速换向的使用要求, 变频器工作稳定,机床的运丝系统故障大大降低. 欧瑞传动电气有限公司线切割机床专用变频 器的专用功能和特点如下. (1)快走丝均速运丝功能.由于快走丝机床 具有快速切削速度,采用精确的重复定位并多次 切割的加工工艺,其与慢走丝的加工精度相当,但 没有安装变频器的线切割机床的换向电路和制动 电路的故障率较高.因此,在开发线切割专用变 频器时保留了快走丝的功能.变频器速度可调, 因此将变频器应用于快走丝线切割机床可以针对 不同的加工精度和切削速度对机床的运丝速度进 行调整,机床的加工范围更广.变频器的输出频 率可以调整到50Hz以上,这样线切割机床的运 丝速度至少可以比工频运行时提高20%以上,机 床的加工速度可得到较大地提高. 在机床配电方面,线切割机床专用变频器在 电气控制方面是高度集成的.如运丝电机的制动 电路,运丝电机换向电路,高频脉冲电的通断控制 电路,运丝电机保护电路,运丝电机故障报警电路 等都集成在变频器内部.这样机床厂家在机床的 电气安装方面就省去了一些故障率较高的继电 器,接触器,可控硅开关器件,电解电容直流制动 电路等电路及器件,机床的电气稳定性得到很大 提高,同时机床的电气配线也更简单,方便.变频 一 f;l一 信息之窗,EMCA迫札与控制应闭2009,36(2) 器控制方面,可以通过变频器的”目标频率”或称 为”数字设定频率”的参数对变频器的工作频率 进行设定,也可以通过变频器的上升键,下降键或 频率设定电位器进行频率设定.特别要提到的是 由于变频器内置了运丝速度变化自动切断电火花 脉冲的功能,所以即使是在机床运丝过程中,也可 以对机床的运丝速度进行调整,不必担心断丝的 问题.变频的运行指令由端子”OP6”接收;停机, 自动加工结束停机,断丝停机指令由”OP5”接收; 正转指令由”OPT”接收;反转指令由”OP8”接收; “TA,TC”端子用于控制点火花脉冲的通断.机 床配线实例见图1. (2)多档速运丝功能.多档速运丝功能用于 总开关I水泵运丝控制l水泵控制 图1机床配线实例 线切割机床”割一修二”的多次切割工艺,可以极 大地提高工件的加工精度,降低加工误差.变频 器每一挡的速度可以由机床生产厂家或用户根据 自己的需要自由设置.根据用户设定运丝速度的 不同,该功能可分别应用于快走丝机床的多次切 割工艺,中走丝机床的多次切割工艺及慢走丝机 床的多次切割工艺. 变频器的多档速功能是通过三个多档速端子 “OP2,OP3,OP4”与公共端子”CM”的通断组合状 态来实现的,最多可以有8档速.机床厂家普遍 采用的是三档速,”割一修二”.端子”OP1”与端 子”CM”保持接通以锁定多档速运丝模式.其他 配线同快走丝均速运丝功能的配线相同. (3)”进三退二”往复式运丝功能.”进三退 二”的往复式运丝也是一些厂家尝试的提高机床 加工精度的新工艺.该功能采用运丝电机正转3 — 62一 S再反转2s的循环工进模式对工件进行电蚀加 工.为实现此功能,线切割机床专用变频器内置 了计时换向自动循运行功能.前进时间和后退时 间都作为一个可根据需要随意设置的参数向用户 开放.变频器的配线方式与快走丝均速运丝功能 相同,但此时的”OP1”与”CM”端子要保持开路, 锁定往复式运丝模式. 3欧瑞线切割机床专用变频器的功 能及参数设置 欧瑞传动电气有限公司线切割机床专用变频 器主要有以下功能:(1)往复式运丝,变频器以电 位器设定的频率做正转秒,反转y秒的正反转 自动切换运行;(2)多档速运丝,由线切割数控系 统提供的三位拨码脉冲开关信号调用变频器的多 档速对工件进行多次加工;(3)变频器的TA,TC 迫札与柱刊应田2,009,36(2)信息之窗lE 端子在运丝速度达到稳定运行速度时接通点火花 高频脉冲电;当变频器接到停机信号或换向信号 时切断点火花脉冲高频电,起到控制点火花通,断 的功能;(4)在变频器停机(钼丝停运时),机床 自动加工结束停机或机床工作中断电时,变频器 具有制动功能,该功能可以取代未使用变频器的 线切割机床中的可控硅制动装置,制动效果更好; (5)具有均速运丝和多档运丝与往复式运丝的切 换端子,可方便的在均速运丝,多档速运丝和往复 式运丝之间进行切换. 新增参数说明如下. (1)F199:断高频继电器动作频率滤波宽度. 即:如F119=0.50Hz,电位计设定频率为48.00 Hz,那么当变频器的运行频率在47.5,48.5Hz 表1采用多档速,多次切割功能时的推荐参数设置表 之间的范围内时,断高频继电器才吸合,以防止频 率变化时继电器”TA,TC”频繁抖动. (2)F122:模拟量设计定频率作用时间.即: 变频器在运行过程中调速时,通高频继电器”TA, TC”的去抖时间.频率在变化时,继电器是断开 的,当频率稳定运行后变频器延时F122设定的时 间后继电器再动作.这样可以防止在调速过程中 继电器频繁抖动. (3)F408:端子0P1的功能定义,此处定义为 往复切割与均速(多次切割)方式间的切换端子. 即:本专用软件出厂时默认为表2的参数设置,如 果F408设为2l,将端子0P1与CM短接时,变频器 将自动将参数改写为表1所示的数值.若OP1与 CM断路,参数值就会自动恢复到表2的设定值. 表2进三退二往复式切割的推荐参数设置表 功能码功能描述设定值 (欧瑞传动电气有限公司供稿) 一 63—