试论变频技术在数控机床上的应用

　　摘 要：随着我国科学技术的不断发展，变频技术在数控机床上的运用开始逐渐增多，而随着变频技术自身的不断进步，我国相关行业对其的运用也变得愈加广泛，本文就变频技术在数控机床上的应用进行相关研究，希望能以此推动我国数控机床的相关发展。 

　　关键词：变频技术；数控机床；电力驱动 

　　自变频技术在数控机床中的广泛运用开始，数控机床自身的科技技术含量便飞速提高，其智能化、数字化以及网络化的特点也与我国当下的数字机床应有的相关要求相符，所以对其进行相关研究就显得很有现实意义。 

　　1 数控机床中变频器容量的选择 

　　在变频技术于数控机床中的具体一种中，对于其中变频器容量的选择关系着其具体的变频效果的发挥，是一个较为复杂且棘手的问题。在具体的数控机床中的变频器选择中，相关技术人员需要考虑数控机床电动机的容量，以此进行不同容量变频器的选择。这里需要注意的是，一旦变频器的容量相较于数控机床电动机容量来说较小的话，就很容易出现对数控机床的正常运行造成影响，甚至造成数控机床的损毁，而当变频器容量相关于数控机床电动机容量来说较大的话，则会使数控机床的谐波分量变大，造成资金浪费的情况发生，所以在对数控机床使用的变频器选择中，相关技术人员必须严格按照以下规定进行具体的选择决策[1]。 

　　数控机床变频器三步骤容量选择法。为了确保数控机床中变频器容量选择的准确无误，保证相关生产的顺利进行，当下我国技术人员一般通过三步骤进行数控机床变频器容量的选择，具体步骤如下： 

　　（1）通过对数控机床负载性质的变化规律计算出负载电流大小。 

　　（2）通过负载电流计算结果，预选数控机床所使用的变频器容量。 

　　（3）对选择的预选变频器的过载能力与起动能力进行检验，如未通过相关技术人员需要继续第二步骤的的变频器预选，直至通过为止。 

　　这三步就是我国现阶段常采用的数控机床变频器容量选择的具体步骤，这里需要注意的是，一般来说数控机床的变频器容量越小越为经济，但一切都要以满足具体的数控机床运行为前提[2]。 

　　2 使用变频器的原因 

　　虽然变频技术在我国数控机床中已经得到了较为广泛的运用，但为了推动其相关发展，笔者还是对变频器的使用原因进行具体论述，希望能够进一步推动变频技术在数控机床中的相关运用。 

　　（1）变频器技术发展较为成熟，性能也较为可靠，因此被广泛的运用于各类数控机床中。（2）在数控机床所运用的变频器中，其具有较强的编码功能，这种功能能够使数控机床省去复杂的中间转换环节，大大提升器运行效率。（3）在数控机床所运用的变频器中，其由于自身特性降低了自动电流及其对数控机床所造成的冲击，这对于数控机床自身的养护有着很好地推动作用。（4）在数控机床的具体运行中，电网中电压的波动对于数控机床的正常运行会造成一定影响，而变频器的运用对于相关电压波动有着很不错的抑制作用[3]。 

　　3 变频技术与数控机床的电力驱动 

　　3.1 数控机床电力驱动的三种类型 

　　在我国当下数控机床中主要存在三种电力驱动的类型，非别是进给饲服系统驱动、主轴驱动系统、电动机装式高速交流主轴驱动系统，笔者将对三者进行一一的具体介绍。 

　　（1）进给饲服系统驱动。所谓进给饲服系统驱动，是指数控车床中相关驱动通过滚珠丝杠带动刀架运动实现刀具工件加工的一种数控机床驱动系统，经过多年发展现已取代了直流伺服装置。由于进给饲服系统驱动的特点，在对其进行相关变频技术的运用中，最好采用交流变频矢量控制技术，以此实现进给饲服系统驱动的变频调节，并实现其再生制动。（2）主轴驱动系统。所谓主轴驱动系统，是一种速度与精度都较高的数控机床驱动技术，其运行速度能够达到15000-20000r/min，而在我国当下的主轴驱动系统的变频技术应用中，其一般采用IGBT功率器件进行自身的变频调节，其能够使主轴驱动系统实现四象限运行，能够有效的起到数控机床节电与性能保持的目的[4]。 

　　（3）电动机装式高速交流主轴驱动系统。所谓电动机装式高速交流主轴驱动系统，是我国现阶段数控机床主轴驱动系统的发展方向之一，在我国现阶段的数控机床中运用的较为广泛。电动机装式高速交流主轴驱动系统具有机床主轴与电动机转子合二为一的特点，这就使得其本身的转数与精度较高，能够适应多种不同的加工需求。 

　　3.2 主轴变频交流调速变频技术 

　　主轴变频交流调速是一种较为优秀的数控机床变频技术，其在具体应用中能够消除过去数控机床采用的前齿轮变速式变频技术与直流型主轴变频技术所存在的种种弊端，例如恒线速度控制差、需要定时维修离合器、维护电刷与最高转数受限等问题，是一种应用范围极广的数控机床变频技术。此外，在主轴变频交流调速变频技术的应用中，其通过自身特性能够大大提高数控机床的运行效率。 

　　3.3 交流电动机矢量控制变频技术 

　　所谓交流电动机矢量控制变频技术，是一种通过矢量控制策略实现数控机床变频控制的变频技术。具体来说，交流电动机矢量控制变频技术采用无速度传感器进行矢量控制，能够有效的对数控机床中的励磁电流与转矩电流进行控制，以此起到数控机床变频节能的目的，是一种我国当下较为先进的数控机床变频控制技术。 

　　4 结论 

　　随着我国近年来科学技术的飞速发展，我国数控机床的变频控制技术也得到了质的提升，特别是其中以变频器为核心的数控机床变频调速，其以是我国当下效果最为优越的数控机床变频技术，且被社会大众认为具有较广的发展前景。在我国当下的数控机床所采用的变频器发展中，性能强、功能多、占地小、价格优廉是我国相关业界的主要发展方向，这些变频器追求的实现将大大增强我国数控机床的变频调控。 

　　参考文献： 

　　[1]刘丽红.变频器在连杆钻铰螺纹孔数控机床上的应用[J].制造技术与机床，2011（03）：137-139. 

　　[2]朱德君.变频技术在数控机床上的应用[J].黑龙江科技信息，2011（01）：41. 

　　[3]吴剑英，黄丽梅，周军.广州数控G980TD1系统在数控机床上的应用分析[J].现代商贸工业，2011（12）：235-236. 

　　[4]张敏，程倩，郑伟.微能WIN-V63矢量控制变频器在数控机床上的应用[J].变频器世界，2010（06）：110-112.