Головна Статті Вибір частотного перетворювача (інвертора) для високооборотного шпинделя фрезерного верстата з ЧПУ
Сучасні фрезерні верстати з ЧПУ початку розраховано на порівняно «форсовані» режими обробки. Для цього біля верстата є все «козирі»: жорстка станина, якісні напрямні з низьким коефіцієнтом тертя, інструментальний портал з полегшеного сплаву, продуктивна електроніка системи ЧПУ, твердосплавний ріжучий інструмент з великим ресурсом, широкий діапазон режимів обробки. Високооборотний шпиндель грає при цьому важливу роль. За рахунок застосування сучасних матеріалів і налагоджених технологій виробництва, шпинделі верстатів з ЧПУ запросто справляються з тривалою, напруженою роботою при частотах обертання понад 20-30 тис. Об / хв.
Як відомо, шпиндель є асинхронний електродвигун змінного струму, вал якого встановлюється в наполегливих підшипниках для компенсації осьової і радіальної навантаження від руху ріжучого інструменту уздовж площини оброблюваної заготовки. Надлишки тепла, що виділяються електродвигуном при роботі, відводяться вбудованою повітряною або рідинної системою охолодження шпинделя. А для гнучкого управління електродвигуном шпинделя служить спеціальний пристрій - частотний перетворювач (інакше званий «інвертором»).
Що таке інвертор?
Інвертор представляє собою спеціальну електричний пристрій-перетворювач для гнучкого управління електродвигуном змінного струму. За рахунок зміна частоти живлячої напруги, інвертор дозволяє змінювати швидкість обертання електродвигуна шпинделя в потрібних межах. Так частота змінного струму 50 Гц (для «побутового» або «промислового» напруги в 220 В / 380 В) може бути перетворена до значення 0-400 Гц і більше. Відповідно до цього і швидкість обертання шпинделя може змінюватися від 0 до номінального значення (18 тис. 24 тис. 36 тис. - в залежності від конкретної моделі).
Крім цього, інвертор повинен забезпечувати сталість електричних параметрів «на виході», незважаючи на швидкозмінних характер навантаження на шпиндель. При виборі інвертора слід орієнтувати на його діапазон потужності і частоти (характеристики шпинделя повинні «вкладатися» в ці діапазони), наявність захисту електродвигуна, а також на додаткові функції для полегшення роботи (наприклад, входи / виходи для дистанційного керування).
При виборі інвертора важливо не «зрізати» швидкісні параметри електродвигуна. Адже якщо інвертор видає обмежений діапазон значень по частоті, то шпиндель верстата НЕ розвине номінальну потужність / частоту обертання з усіма наслідками, що випливають звідси наслідками (обмеженням продуктивності фрезерного верстата з ЧПУ).
Проблеми роботи / підключення інвертора
Поширеною проблемою при роботі зв'язки «шпиндель-інвертор» є раптова зупинка шпинделя (або перехід на обертання з дуже низькою частотою). Часто така проблема супроводжується нагріванням шпинделя і навіть появою «неприємного серпанок» (що не може не злякати).
У загальному випадку причиною даної проблеми є недостатня потужність живлення шпинделя. А ось причина самої «недостачі» (інвертор не видає необхідну потужність) може бути підсихання конденсаторів (електролітичних) всередині інвертора, або зупинилася (наприклад, від пилу) вентилятор охолодження внутрішнього радіатора.
Якщо проблема не в «залізі» (інвертор справний), вирішити ситуацію допоможе відновлення / оновлення «прошивки» інвертора. «Прошивка» відповідає за узгодження налаштувань інвертора під характеристики конкретного електродвигуна шпинделя. Таких як діапазон робочої частоти, номінальні значення струму і напруги, граничний час розгону / гальмування двигуна, коригування потужності по живильної частоті і т.д. «Прошивка» також відповідає за параметри роботи самого інвертора і його інтерфейс - управління частотою з пульта, або з потенціометра на передній панелі, або ж від зовнішнього джерела (програмно). «Прошивка» також «відає» способом включення шпинделя - з пульта або від подачі зовнішнього сигналу.
Таким чином, «прошивка» є найважливішою складовою інвертора. Солідні виробника йдуть навіть на персональну «перепрошивання» своїх продуктів - під особливості обладнання конкретного споживача (правда для цього потрібно надати виробнику шпиндель).
Незалежно від того, чи справний інвертор, або «глючить», завжди слід мати набір базових налаштувань. Адже навіть при зміні «проблемного» інвертора, його доведеться знову програмувати під свій електродвигун. На щастя, процедура настройки інвертора не така складна - слід освоїти її і зберегти на майбутнє «свої» значення параметрів.
Приклад налаштування розглянуто для інвертора «Holip-C». Для внесення змін, а також «перегортання» осередків, слід скористатися клавішею PROG. На екрані з'явиться С0ХХ (де замість «ХХ» можуть бути присутніми будь-які цифри). За допомогою одноразового натискання EDIT слід вибрати потрібну цифру, і курсорними клавішами вказати необхідне значення для цього осередку. Утримуючи EDIT, здійснюється перехід в меню вибору параметрів - їх також слід міняти курсорними клавішами і підтверджувати натисканням EDIT (або PROG).
Список параметрів включає 135 осередків. Але перед налаштуванням інвертора потрібно зняти вбудоване блокування. Для цього слід змінити значення комірки 120 з одиниці (1 - «заблоковано») на нуль (0 - «розблоковано»). У заводській конфігурації налаштування інвертора розблоковані. А ось після проведення власних налаштувань, рекомендується активувати блокування (щоб уникнути випадкового збою налаштувань в процесі роботи з фрезерним верстатом).
Перш за все, необхідно встановити такі параметри:
• CD10 - максимальна межа частоти (встановити 400 Гц для шпинделя з граничною швидкістю 24 тис. Об / хв, або 300 Гц - для шпинделя з частотою до 18 тис. Об / хв);
• CD00 - основна робоча частота (як зазначено вище - 400 Гц або 300 Гц відповідно);
• CD01 - прискорення електродвигуна (встановити значення 5 - для «малих» шпинделів, або 7-10 для потужних моделей);
• CD02 - уповільнення електродвигуна (аналогічно - 5 для «малих» шпинделів, 7-10 - для потужних);
• CD04 - величина граничної напруги (повинна збігатися зі значенням, рекомендованим для шпинделя - див. Маркування на корпусі);
• CD13 - вибір методу регулювання (встановити «1» для зміни частоти обертанням потенціометра на передній панелі інвертора).
В інших осередках рекомендується залишити заводських налаштувань.