摘要：數控槍鑽是一種高效、高精度、高專業化的深孔加工機床
，廣泛應用於汽車
、摩托車行業
、模具行業、軍工行業
、航空航天等行業零件的深孔加工。本文以某機床0EM配套商生產的數控槍鑽主軸電機采用英威騰Goodrive35變頻器控製為例，詳細講述數控槍鑽的工藝特性，以及Goodrive35變頻器應用在數控槍鑽主軸電機上的優越性。

　　關鍵詞：Goodrive35 數控槍鑽 變頻器 閉環矢量 深孔加工

　　1.數控槍鑽簡介及其工藝特性

　　數控槍鑽深孔加工示意圖

　　在機器零件加工中，一般深徑比L/D大於5時稱為深孔。深徑比約為40-50的深孔加工，是一種加工難度大、技術含量高、jiagongzhuanyechengdugaodekongjiagongjishu。chuantongmahuazuanzaishenkongjiagongzhong
，huichuxianpaixiekunnanyijipaishengchulaidezuantoushoumingduandengbuliyinsu。xiangbiyuchuantongmahuazuan
，shukongqiangzuanzaishenkongjiagongzhongjuyouruxiayoudian：

　　（1）排屑通暢。數控槍鑽在加工深孔時，具有一定壓力的切削液通過槍杆和刀頭，在孔內能良好的分屑

、卷屑和斷屑，並同時將切屑強製排出。

　　（2）冷卻和潤滑充分。在鑽屑過程中
，具有一定壓力的切削液不僅能將高速時產生的熱量帶走，而且還有潤滑作用和防腐作用。

　　（3）良好的加工精度和表麵粗糙度。

　　（4）jiagongxiaolvgao，laodongqiangdudi。yinshukongqiangzuanqiexuesuduhejingeiliangdoubiputongqiexuejiagongkuai
，tiexieyouqiexueyeqiangzhipaichu，bucunzaijiagongzhongdaoxiexianxiang

，suoyijiagongxiaolvgao。ershukongqiangzuanshuyubanzidongjichuang

，dadajiangdilegongrendelaodongqiangdu。

　　2.現場工況

　　2.1電機參數

電機類型	三相異步電機	額定功率	3.7KW	額定轉速	1500r/min
額定電壓	380V	額定電流	9.5A	額定頻率	50HZ
控製方式	端子控製	頻率給定方式	模擬量給定(0-10V)	控製模式	閉環矢量控製模式

　　2.2實景圖片

　　數控槍鑽機床 

應用在主軸電機上的變頻器

　　3.數控槍鑽主軸電機對變頻器的需求

　　數(shu)控(kong)槍(qiang)鑽(zuan)主(zhu)軸(zhou)電(dian)機(ji)要(yao)求(qiu)采(cai)用(yong)變(bian)頻(pin)器(qi)來(lai)實(shi)現(xian)無(wu)級(ji)調(tiao)速(su)。數(shu)控(kong)槍(qiang)鑽(zuan)主(zhu)軸(zhou)電(dian)機(ji)需(xu)要(yao)變(bian)頻(pin)器(qi)在(zai)低(di)頻(pin)時(shi)啟(qi)動(dong)力(li)矩(ju)大(da)，快(kuai)速(su)起(qi)停(ting)。轉(zhuan)矩(ju)響(xiang)應(ying)要(yao)快(kuai)，穩(wen)速(su)精(jing)度(du)要(yao)高(gao)，抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)強(qiang)。高(gao)速(su)時(shi)電(dian)機(ji)噪(zao)音(yin)小(xiao)
，電(dian)機(ji)無(wu)異(yi)常(chang)抖(dou)動(dong)。主(zhu)軸(zhou)電(dian)機(ji)最(zui)大(da)轉(zhuan)速(su)要(yao)求(qiu)為(wei)6300r/min，最大輸出頻率為210HZ。速度脈衝編碼器安裝在主軸電機上,槍鑽主軸和主軸電機通過同步皮帶連接,輸入輸出帶輪直徑比值為1.5:1
，亦即主軸電機最大速度為6300r/min,槍鑽主軸最大速度為4200r/min。

　　4.Goodrive35應用在數控槍鑽上的優勢

　　（1）采用高性能閉環矢量控製模式，使Goodrive35變頻器具有優異的控製性能，無論在加減速時間
、力矩、轉矩動態響應速度、運行電流、電機噪音、穩速精度等方麵均有出色表現。

　　（2）過載能力強，優異的電流限幅特性，適用於重載應用場合，可有效減少變頻器過載、過流保護誤動作
，最大限度保障生產連續性。

　　（3）環境適應能力強
，結構上采用獨立風道設計，可應用於多油汙、高粉塵和高濕熱等惡劣環境
，能有效降低變頻器故障率，延長使用壽命。

　　（4）標配C3lvboqi，youxiaolvchudianwangduibianpinqideganrao，tongshiyizhibianpinqizhengliukaiguanyuanqijianchanshengdegaocixieboduikongzhihuiluruodianxinhaodeganrao，baozhengxitonggongzuowendingkekao。

　　5.調試過程及參數設置

　　5.1現場接線示意圖

　　CNC數控係統與Goodrive35接線示意

　　5.2調試步驟

　　（1）編碼器參數及方向設定

　　CNC數控係統、變頻器和速度脈衝編碼器之間的連線接好後

，然後測試編碼器。設置編碼器線數P20.01，設置P00.00=2，P00.10=20Hz，運行電機，此時電機旋轉為20Hz，觀察P18.00的測速值應接近20Hz
，如果測速值為負，則表明編碼器方向反向了
，設置P20.02=1即可
，如果測速值偏差較大

，則表明P20.01設置錯誤。觀察P18.02 Z脈衝計數值是否波動，如果波動，表明編碼器有幹擾或者P20.01設置錯誤，檢查接線及屏蔽線是否良好接地。

　　（2）電機參數自學習

　　記錄電機銘牌參數，然後設置參數P02.00~P02.05。設置P00.00=1，開環矢量運行模式

，並設置參數P00.15=1（旋轉參數自學習），同時給運行命令
，電機會先靜止然後再旋轉到2/3的額定轉速
，自學習完成後，自動停機，鍵盤顯示-END-

，並且將學習得到的參數保存在P2組電機參數P02.06~P02.10中。

　　注：進行上述動態自學習時需要把電機軸與機械負載脫開，而進行靜態自學習則不需要脫開機械負載。

　　（3）試運行電機

　　設置P00.00=3

，閉環矢量控製模式，同時設置運行指令通道及頻率給定源。調整加減速時間及P3組速度環及電流環PI參數，使之在整個範圍內運行平穩。

　　（4）端子功能設定

　　參考說明書P5,P6組輸入輸出端子功能進行端子功能的設定。注：Goodrive35說明文檔由Goodrive300產品說明書和Goodrive35附加說明書共同組成。

　　5.3典型參數設置　

功能碼	名稱	設置值	備注
P0.00	速度控製模式	3	調試時先設置2（V/F控製），確認編碼器無誤後再設置為3，詳見下麵的調試步驟
P00.01	運行指令通道	1	端子運行
P00.03	最大輸出頻率	210HZ	1、210Hz對應6300rpm（4極電機）
			2、模擬量設定頻率時 ，10V對應最大輸出頻率，可根據需要調整該最大頻率值
P00.04	運行頻率上限	210HZ
P00.06	A頻率指令選擇	1	模擬量AI1設定
P00.11	加速時間1	3S
P00.12	減速時間1	3S
P03.03	速度環比例增益2	15	速度環和電流環比例增益，可采用出廠值，如果電機有震動，可適當降低增益
P03.09	電流環比例增益	800
P03.22	弱磁係數	0.6	弱磁控製參數，一般不需要調整
P03.26	弱磁比例增益	800
P05.01	S1端子功能	1	正轉運行
P06.04	繼電器RO2輸出選擇	5	變頻器故障
P06.15	AO2輸出選擇	9	輸出轉矩
P08.37	能耗製動使能	1
P20.01	編碼器脈衝數	1024	按照編碼器實際的線數來設定
P20.02	編碼器方向	0或1	可根據P18.00測速值的正負來確定編碼器方向
P18.00	編碼器實測頻率		1、該參數是隻讀參數，不可更改
			2、編碼器測速值，與實際轉速的大小及正負方向應一致，否則編碼器方向反或者編碼器脈衝數設置錯誤
P18.02	編碼器Z脈衝計數值		1、該參數是隻讀參數 ，不可更改
			2、Z脈衝計數值應保持不變，否則說明有幹擾或者編碼器線數設置錯誤

　　6.客戶評價

　　試機過程中
，跟某品牌伺服驅動器進行比較：在數控槍鑽進行深孔加工時，主軸轉速一般要求在2100r/min至2500r/min之間，實際測試效果是Goodrive35變頻器在電機噪音及振動方麵的性能均要優於某品牌伺服驅動器。Goodrive35變頻器在數控槍鑽主軸電機上的應用

，完全可以滿足客戶要求
，獲得客戶高度肯定。