一、引言

    近年，随着木工雕刻机市场的不断发展变化，数控雕刻机的发展趋势也在不断的发生着变化，并逐渐向着产品细分化，操作简单化，dxsa_dslp公司规模化和服务体系化的方向发展。随着现代工业的发展，数控雕刻机已经在石材艺术雕刻，木工家具雕花，建筑装饰雕刻，广告模具雕刻等行业得到广泛应用。不同行业用户对雕刻机有着不同的需求，雕刻机厂家紧跟雕刻制作行业方向，不断更新雕刻设备。随着雕刻行业的发展，市场对雕刻机制造商提出了更高的要求。操作简单化，自动化，人性化是雕刻机发展的另一个趋势，随着规模化生产的需求，更加简洁，人性化的操作系统成为了目前雕刻机制造企业急需解决的问题。更加简洁，人性化的操作系统使一人控制多台雕刻机成为可能。本文主要介绍的是变频器在数控雕刻机主轴拖动系统上的应用。

    二、雕刻机的组成及工作原理

    雕刻从加工原理上讲是一种钻铣组合加工，雕刻机多种数据输入模式根据需要游刃有余。它可以兼容以色列的CASMATE,美国的ARTCAM,法国的TPYE3,北京文泰，等国内外选进的雕刻软件，还可以兼容精雕机ENG格式的JD软件。同其它机加手段一样存在着特有的长处和天生的短处！若CNC雕刻对象选择正确、工艺使用合理，CNC雕刻可以成为赚钱的职业！若CNC雕刻入错了行、陷入弱势，CNC雕刻就会"勉为其难",投资者的回报将会很低。由于CNC雕刻对象的特点为图案复杂、造型奇特、成品精细，而CNC雕刻机以轻型结构为主，这实际上限定了CNC雕刻的工作方式为："小刀具的快速铣削",事实上这也正是CNC雕刻的"优势",缘由是CNC雕刻是在干"常规大刀具无法加工的业务"!

    雕刻机原理图示

    三、数控雕刻机的主轴控制系统

    主轴系统是数控雕刻机的重要组成部件，其性能对数控雕刻机整机的性能有着至关重要的影响。

    数控雕刻机要求主轴系统采用无级变速，目前多采用变频器驱动异步交流电机来实现。主轴电机多采用两极高速无刷水冷电机，噪音小、切割力度大。运行转速一般在0~24000r/min,对应的变频器运行频率为0~400Hz.为了提高加工效率，大型的雕刻机会装有多个主轴机头，一台变频器同时驱动多个主轴电机工作。

    四方变频器以其独特超强的性能和优越的性价比，满足了主轴要求调速范围广、转速稳定度高、过载能力强、低速力矩大、加减速时间短等方面的性能特点，在国内雕刻机市场占有相当大市场份额。

    其中C300系列小功率无感矢量型变频器，其体积小巧、高性价比，多应用于主轴功率低于3.7KW的雕刻机系统。E380系列通用型变频器与H320系列高频型变频器则适合大功率主轴，其功率大、切削时转矩稳定，广泛应用于5.5KW、及5.5KW以上的雕刻机和雕铣机系统。

    四、主轴系统的电气接线图及变频器参数设置

    雕刻机供电系统有单相220V和三相380V.大多数机型采用单相220V供电。电气接线方式根据频率源给定方式的不同，分为以下两种：

    1、主轴频率来源为模拟量给定的方式

    变频器的频率源采用的是数控系统输出的0~10V模拟信号，对应运行频率为0~400Hz.此方式可以对主轴实现无级调速，根据不同的雕刻对象或者雕刻工艺，实时改变主轴切削转速。广泛应用于要求雕刻工艺较高、较精细的中高端雕刻机。

    变频器的安装接线简图如下：

    VC2/GND接受控制器输出的0~10V模拟量信号，此电压值与变频器里参数设置的调速频率范围对应成正比。FWD/CM为变频器正转信号，当控制器发出正转信号，则控制器上的输出继电器动作，继电器的常开触点吸合，提供信号给变频器。L1、L2为变频器的电源输入，若变频器选择三相输入，则连接在R、S、T端子上即可。TA/TB/TC为变频器继电器输出，通常选择变频器故障报警输出，接入雕刻机控制器或者外部故障指示回路。

    变频器选择C300机型时主要功能参数设置如下：

    注：若选取另外机型，如E380系列和H320系列，对应的功能代码不同，可根据相同的功能代码意义选取对应的功能参数值来设置。

    2、主轴频率来源为多段速给定的方式

    用户按照雕刻机的加工工艺要求，事先在变频器参数里设定好主轴的多个运行频率，当数控系统需要不同主轴频率时，由雕刻控制器输出的多路数字量信号，按照事先设定组合方式所对应的变频器设定运行频率，能快速的响应用户编写的雕刻程序中对主轴转速的要求，使雕刻达到效果。此方式运行的主轴非无级调速，只能运行固定的几个频率，一般用于雕刻工艺要求较低的场合和较低端的雕刻机。

    变频器的安装接线简图如下：

    FWD/CM为变频器的正转信号，雕刻机控制器发出正转信号启动主轴电机。X1/X2/X3/CM为多段速选择的数字量信号。连接到雕刻机控制器的无源输出触点，变频器根据X1、X2、X3的不同组合信号选择设定的频率运行。

    变频器选择C300机型时主要功能参数设置如下：

    在客户要求减速时间较短的场合，可根据需要选配接制动电阻，接入主回路端子的P+/PB之间。制动电阻功率可参考说明书附录部分的机器功率等级选择相匹配的型号。

    六、雕刻机的分类及应用行业

    电脑雕刻机有激光雕刻和机械雕刻两类，这两类都有大功率和小功率之分。因为雕刻机的应用范围非常广泛，因此有必要了解各种雕刻机的合适的应用范围： 1、胸牌：小功率激光雕刻机大功率或小功率电脑雕刻机； 2、建筑模型：大、小功率电脑雕刻机； 3、金属（模具、章等）加工：大、小功率电脑雕刻机（大功率因每次切削量较多而省时）； 4、水晶字制作：大功率激光雕刻机（50W以上），大功率机械雕刻机； 5、木材、有机玻璃、人造石等标牌制作：大功率机械雕刻机； 6、展示、展览模型制作：大功率、大幅面机械雕刻机。

    1、 木工雕刻机主要用于木器加工，使其更具美观价值。

    2、 石材雕刻机可在石材、陶瓷、瓷砖上雕刻字画。

    3、 广告雕刻机广泛用于雕刻各类标牌、有机玻璃、石门牌、三维告示牌、装饰礼品等。

    4、圆柱雕刻机也称立体雕刻机，能在圆柱型物品的表面雕刻。

    5、工艺品雕刻机俗称玉石雕刻机。它的高，雕刻速度相对要慢，台面尺寸也较小，适合做精细的工艺品雕刻。

    七、 小结

    国内数控雕刻机厂家主要分布在山东济南、安徽合肥、江浙沪一带。其中四方变频器凭借着出色的性价比、稳定的转矩特性、完善的售后保证等特点，在群雄逐鹿的雕刻机市场中有着极大地占有率，四方变频器为雕刻机行业提供着稳定的主轴动力保证，为雕刻机市场的蓬勃发展贡献出强健的力量。
  

参考文献:

[1]. C300 datasheet https://www.dzsc.com/datasheet/C300_1386949.html.