软起动器在机床主轴中的应用

1 引言
            近几年来，机床在金属切削加工中占有主导地位，而且成为衡量一个国家国民经济发展和工业制造整体水平的重要标志之一。主轴是机床构成中的一个重要部分，对于提高加工效率，扩大加工材料范围，提升加工质量都有着很重要的作用。目前机床主轴电机大多采用交流主轴电机，通过皮带传动带动主轴旋转，或通过皮带传动和主轴箱内的减速齿轮(以获得更大的转矩)带动主轴旋转。为提高机床加工效率，减少加工零件之间的工艺时间，一般主轴制动采用机械制动方式，但是由于主轴惯性大，停车时间长，刹车部件很容易磨损，因此必须定时检查，定期更换。
            2 系统组成
            主轴电机控制系统选用西安西驰电气有限责任公司生产的cmc-s型软起动器(该款软起动器具有多种起动方式、模拟信号控制功能、中英文显示界面，并配有先进的rs-485通讯接口等特点)和cmc-dz制动单元，如附图所示。通过设定软起动器内部参数，起动时主轴电机无级调速起动，避免了对车间供电系统的影响，减小机床内部机械冲击;停车时配合cmc-dz制动单元使主轴电机在设定时间内准确平稳的停止，减少了加工零件之间的工序时间。从而提高了机床工作效率，延长了使用寿命。

            附图 cmc-s型软起动器
            3 软起动器参数设置
            使用cmc-s软起动器时，一般将下列参数设定为:
            起动时间 1m00 5s
            初始电压 1m01 20s
            刹车时间 1m06 3s
            电流限幅值 1m08 2.5倍
            其余参数可按说明书设定。
            4 软起动器控制过程
            当设置完参数后，机床主轴电机可在设定时间内，从零转速到额定转速无级平滑地起动。起动完毕后，软起动器停止输出，旁路接触器闭合(正、反转通过旁路两个接触器km2、km3实现)。此时软起动器转为监控状态，对主轴电机运行进行保护。
            主轴电机停车时，cmc-s软起动器配合cmc-dz制动单元实现制动停车。cmc-dz制动单元带有信号采集、pid控制，且属能耗制动方式，在主轴电机三相绕组间输入直流电(需设置输出电压)。机床停车时，软起动器控制旁路接触器km2或km3断开，刹车制动节点闭合，km1闭合，制动单元输出端接通主轴电机回路，ｄｚ制动单元通过安装在主轴上的转速传感器对电机转速进行检测并通过采样来的转速信号，以调节输入主轴电机的直流电压。在设定刹车时间内，当电机转速较高时，制动单元输出电流大，零转速时输出电流也降为零，从而使其主轴准确平稳地停止。
            5 结束语
            此软起动控制系统能够准确可靠地判别机床主轴的旋转状态，避免了机床的误动作，减少了主轴加工的辅助时间，使机床的保护性能更趋于完善。减少了机床制动过程中机械零件的碰撞，延长了检修周期，节省了人力﹑物力开支。在西安昆仑厂﹑宝鸡机械厂等用户中得到了一致好评。