一、引言
目前，數控雕刻機逐漸成為各行業(yè)生產(chǎn)的必備專(zhuān)業(yè)工具。隨著(zhù)CNC數控技術(shù)配合高性能的變頻控制器和伺服驅動(dòng)設備在各生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展應用，數控雕刻機日益成為當今雕刻行業(yè)的主流配置。
主軸系統是數控雕刻機的重要組成部件，其性能對數控雕刻機整機的性能有著(zhù)至關(guān)重要的影響。變頻器作為主軸系統中的心臟，更是不可或缺的關(guān)鍵部件。本文主要介紹的是變頻器在數控雕刻機主軸拖動(dòng)系統上的應用。
二、雕刻機的組成及工作原理
當今主流數控雕刻機是由計算機、雕刻機控制器、雕刻機主體三部分組成，其工作原理是通過(guò)計算機內配置的專(zhuān)用雕刻軟件進(jìn)行圖樣設計和排版，經(jīng)由計算機把設計與排版的信息傳送至雕刻機控制器中，再由控制器把這些信息轉化成能驅動(dòng)步進(jìn)電機或伺服電機的脈沖信號，控制雕刻機主體上X、Y、Z三軸的雕刻走刀定位。同時(shí)，控制器啟動(dòng)變頻器，帶動(dòng)主軸電機的雕刻頭高速旋轉，對固定于主機工作臺上的加工材料進(jìn)行切削、鉆銑，即可雕刻出在計算機中設計的各種平面或立體的浮雕圖形及文字，實(shí)現雕刻自動(dòng)化作業(yè)，按照不同的加工材質(zhì)和工藝要求，可以搭配不同的專(zhuān)用配置刀具。
雕刻機原理圖示
三、數控雕刻機的主軸控制系統
主軸系統是數控雕刻機的重要組成部件，其性能對數控雕刻機整機的性能有著(zhù)至關(guān)重要的影響。
數控雕刻機要求主軸系統采用無(wú)級變速，目前多采用變頻器驅動(dòng)異步交流電機來(lái)實(shí)現。主軸電機多采用兩極高速無(wú)刷水冷電機，噪音小、切割力度大。運行轉速一般在0～24000r/min，對應的變頻器運行頻率為0～400Hz。為了提高加工效率，大型的雕刻機會(huì )裝有多個(gè)主軸機頭，一臺變頻器同時(shí)驅動(dòng)多個(gè)主軸電機工作。
四方E550L系列雕刻機專(zhuān)用變頻器以其獨特超強的性能和優(yōu)越的性?xún)r(jià)比，滿(mǎn)足了主軸要求調速范圍廣、轉速穩定度高、過(guò)載能力強、低速力矩大、加減速時(shí)間短等方面的性能特點(diǎn)，在國內雕刻機市場(chǎng)占有相當大市場(chǎng)份額。
四、主軸系統的電氣接線(xiàn)圖及變頻器參數設置
雕刻機供電系統有單相220V和三相380V。大多數機型采用單相220V供電。電氣接線(xiàn)方式根據頻率源給定方式的不同，分為以下兩種：
1、主軸頻率來(lái)源為模擬量給定的方式
變頻器的頻率源采用的是數控系統輸出的0~10V模擬信號，對應運行頻率為0~400Hz。此方式可以對主軸實(shí)現無(wú)級調速，根據不同的雕刻對象或者雕刻工藝，實(shí)時(shí)改變主軸切削轉速。廣泛應用于要求雕刻工藝較高、較精細的中高端雕刻機。
變頻器的安裝接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如下：
AI/GND接受控制器輸出的0~10V模擬量信號，此電壓值與變頻器里參數設置的調速頻率范圍對應成正比。X1/CM為變頻器正轉信號，當控制器發(fā)出正轉信號，則控制器上的輸出繼電器動(dòng)作，繼電器的常開(kāi)觸點(diǎn)吸合，提供信號給變頻器。L1、L2為變頻器的電源輸入，若變頻器選擇三相輸入，則連接在R、S、T端子上即可。TA/TC為變頻器繼電器輸出，通常選擇變頻器故障報警輸出，接入雕刻機控制器或者外部故障指示回路。
雕刻機專(zhuān)用變頻器內置雕刻機專(zhuān)用程序，出廠(chǎng)默認行業(yè)參數，無(wú)需繁瑣設置，固化出廠(chǎng)參數如下：
2、主軸頻率來(lái)源為多段速給定的方式
用戶(hù)按照雕刻機的加工工藝要求，事先在變頻器參數里設定好主軸的多個(gè)運行頻率，當數控系統需要不同主軸頻率時(shí)，由雕刻控制器輸出的多路數字量信號，按照事先設定組合方式所對應的變頻器設定運行頻率，能快速的響應用戶(hù)編寫(xiě)的雕刻程序中對主軸轉速的要求，使雕刻達到最好效果。此方式運行的主軸非無(wú)級調速，只能運行固定的幾個(gè)頻率，一般用于雕刻工藝要求較低的場(chǎng)合和較低端的雕刻機。
變頻器的安裝接線(xiàn)簡(jiǎn)圖如下：
X1/CM為變頻器的正轉信號，雕刻機控制器發(fā)出正轉信號啟動(dòng)主軸電機。X2/X3/X4為多段速選擇的數字量信號。連接到雕刻機控制器的無(wú)源輸出觸點(diǎn)，變頻器根據X2、X3、X4的不同組合信號選擇設定的頻率運行。
雕刻機專(zhuān)用變頻器固化了多段速給定方式參數，默認出廠(chǎng)值，無(wú)需設置，接線(xiàn)后便可使用，參數如下：
在客戶(hù)要求減速時(shí)間較短的場(chǎng)合，可根據需要選配接制動(dòng)電阻，接入主回路端子的P+/PB之間。制動(dòng)電阻功率可參考說(shuō)明書(shū)附錄部分的機器功率等級選擇相匹配的型號。
六、雕刻機的分類(lèi)及應用行業(yè)
數控雕刻機按應用可分為：木工雕刻機、石材雕刻機、廣告雕刻機、圓柱雕刻機、工藝雕刻機等。
1、 木工雕刻機主要用于木器加工，使其更具美觀(guān)價(jià)值。
2、 石材雕刻機可在石材、陶瓷、瓷磚上雕刻字畫(huà)。
3、 廣告雕刻機廣泛用于雕刻各類(lèi)標牌、有機玻璃、石門(mén)牌、三維告示牌、裝飾禮品等。
4、圓柱雕刻機也稱(chēng)立體雕刻機，能在圓柱型物品的表面雕刻。
5、工藝品雕刻機俗稱(chēng)玉石雕刻機。它的精度高，雕刻速度相對要慢，臺面尺寸也較小，適合做精細的工藝品雕刻。
七、 小結
國內數控雕刻機廠(chǎng)家主要分布在山東濟南、安徽合肥、江浙滬一帶。其中四方變頻器憑借著(zhù)出色的性?xún)r(jià)比、穩定的轉矩特性、完善的售后保證等特點(diǎn)，在群雄逐鹿的雕刻機市場(chǎng)中有著(zhù)極大地占有率，四方變頻器為雕刻機行業(yè)提供著(zhù)最穩定的主軸動(dòng)力保證，為雕刻機市場(chǎng)的蓬勃發(fā)展貢獻出強健的力量。
