多挡位数控车床变频主轴定位准停功能改造

李艳，李玉军，沈继章

1.枣庄学院 山东枣庄 277000

2.滕州高级技工学校 山东滕州 277500

1 序言

在经济型普通数控车床中，应用最广的是高低两挡数控车床。这种数控车床通过主轴箱进行换挡变速，同时配有变频调速电动机，实现主轴在较宽的转速范围内无级调速，这样既可以进行高挡位的高速切削，又可以在低挡位进行大转矩切削。随着日益复杂的工件加工要求和机器人上下料的普及，用户希望这类车床可以实现主轴随时定位准确停止。但是由于主轴变频器调速常为开环控制，无法实现主轴在每个挡位上准确定向停止。

当前，普通数控车床配合机械手自动化上下料加工比较多，尤其是遇到有位置加工要求的工件时，手动或点动旋转主轴至特定位置等操作都存在不足。而采用伺服主轴控制，机床的价格成本比较高，因此采用得比较少。为此，结合高低挡位数控车床的结构特点，提出了一种变频主轴定位停止的控制方法。该方法是在原机床的基础上，不需要更换高挡变频器和更昂贵的伺服系统，进行电气控制修改和PLC控制增加，修改变频器参数，就可以使机床在不同挡位都可实现定位停止。

2 控制模式改造

以经济型车床CLK6140D/2高低二挡数控车床为例，变频器为E580系列矢量型通用变频器。原机床的控制模式如图1所示。

图1 原机床的控制模式

图1 所示的控制方式为开环控制，数控系统将不同速度的指令转化成不同大小的模拟电压指令给变频器，变频器输出不同的频率使电动机进行相应速度指令的旋转。……