英威騰伺服係統在數控深孔鑽上的應用
一、引言
zaizhegejishurixinyueyideshidai,chuantongdejichuangjiagongshebeiyibunengmanzuzhuangbeishengjixuyao,duijichuangchanyezhuangbeideshengjishipozaimeijiedeshiqing,muqianwoguoyijingshishijieshangzuidadejichuangchanyexiaofeiguohesheng產國,以下就深圳英威騰電氣股份有限公司的數字驅動產品在數控深孔加工行業的應用做一個介紹。
二、設備簡介
深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)是(shi)機(ji)械(xie)加(jia)工(gong)中(zhong)的(de)一(yi)種(zhong),比(bi)較(jiao)傳(chuan)統(tong)的(de)深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)設(she)備(bei),自(zi)動(dong)化(hua)的(de)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)無(wu)論(lun)是(shi)在(zai)加(jia)工(gong)精(jing)度(du)和(he)加(jia)工(gong)效(xiao)率(lv)方(fang)麵(mian)有(you)著(zhe)明(ming)顯(xian)的(de)優(you)勢(shi),尤(you)其(qi)是(shi)細(xi)長(chang)孔(kong)的(de)加(jia)工(gong),經(jing)常(chang)會(hui)產(chan)生(sheng)直(zhi)徑(jing)變(bian)大(da),出(chu)現(xian)錐(zhui)形(xing)等(deng)現(xian)象(xiang),從(cong)而(er)達(da)不(bu)到(dao)加(jia)工(gong)質(zhi)量(liang)的(de)要(yao)求(qiu)。因(yin)此(ci)在(zai)沒(mei)有(you)專(zhuan)用(yong)的(de)深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)下(xia),普(pu)通(tong)的(de)深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)對(dui)於(yu)小(xiao)型(xing)加(jia)工(gong)企(qi)業(ye)和(he)個(ge)體(ti)加(jia)工(gong)戶(hu),而(er)自(zi)動(dong)專(zhuan)用(yong)的(de)深(shen)孔(kong)加(jia)工(gong)設(she)備(bei)對(dui)與(yu)標(biao)準(zhun)化(hua)批(pi)量(liang)化(hua)的(de)加(jia)工(gong)尤(you)為(wei)重(zhong)要(yao)。是(shi)這(zhe)裏(li)我(wo)們(men)主(zhu)要(yao)介(jie)紹(shao)下(xia)英(ying)威(wei)騰(teng)電(dian)氣(qi)(股票代碼:002334)各項電器傳動產品在臥式深孔鑽的應用。
按主軸布置情況可分為 臥式深孔鑽床、立式深孔鑽床和三坐標式深孔鑽床/

三、設備組成介紹

四、電氣控製方式介紹
整個係統的控製器采用的是專用的深孔加工CNC作zuo為wei主zhu體ti控kong製zhi器qi,控kong製zhi伺si服fu移yi栽zai機ji構gou的de傳chuan動dong及ji異yi步bu伺si服fu作zuo為wei鑽zuan頭tou驅qu動dong,壓ya力li執zhi行xing原yuan件jian動dong作zuo,接jie受shou溫wen度du及ji壓ya力li傳chuan感gan器qi信xin號hao等deng。溫wen度du控kong製zhi單dan元yuan獨du立li控kong製zhi,壓ya力li控kong製zhi單dan元yuan獨du立li控kong製zhi。
英威騰伺服選取了TI公司最新型的DSP TMS320F28332作為控製大腦,它不但是32bit的,而且還具有浮點運算單元,可以充分保證伺服算法的運算精度需求。這相對於目前其他一些伺服廠家選取的TI公司的24係列的DSP具有明顯的優勢.

電氣傳動係統控製簡圖1.2
五、調試的要點
伺服軸(DB100)X/Y/Z分別控製著電機的高精度進給,其中Z軸是采用帶抱閘的電機,對於3軸的運動要求是高速精準的定位,所以伺服的剛性是調的比較高的,通過驅動器自帶的陷波器(高剛性下的共振抑製),速度PDFF算法(高速停止防抖動算法)等使各軸平台能夠高速精準的定位。
先確定上位控製器與伺服之間的脈衝比數關係,比如CNC發送2000/Pulse=伺服旋轉一周,伺服旋轉一周回授2000 Pulse給CNC/.
參數設置為:Pa01=0 位置控製
Pa04=5 齒輪比分子
Pa05=1 齒輪比分母
Pa06=2 正交脈衝輸入
Pc04=1 電機旋轉方向取反
Pb01=5600 位置環增益
Pb04=3800 速度環增益
Pb05=60 速度環積分
Pb09=30 速度前饋 PDFF控製(改善高速定位震蕩)
Pc55=10000 編碼器脈衝分頻分子
Pc56=2000 編碼器脈衝分頻分母
在(zai)增(zeng)益(yi)裏(li),因(yin)為(wei)要(yao)對(dui)速(su)度(du)和(he)位(wei)置(zhi)等(deng)各(ge)個(ge)方(fang)麵(mian)的(de)應(ying)答(da)做(zuo)出(chu)調(tiao)整(zheng),也(ye)就(jiu)是(shi)說(shuo)對(dui)於(yu)上(shang)位(wei)機(ji)所(suo)發(fa)出(chu)的(de)指(zhi)令(ling),在(zai)具(ju)體(ti)哪(na)個(ge)位(wei)置(zhi)加(jia)以(yi)正(zheng)確(que)的(de)應(ying)答(da)。如(ru)果(guo)這(zhe)個(ge)應(ying)答(da)能(neng)力(li)降(jiang)低(di)了(le)的(de)話(hua),無(wu)論(lun)什(shen)麼(me)快(kuai)速(su)運(yun)轉(zhuan)模(mo)式(shi)也(ye)將(jiang)變(bian)得(de)毫(hao)無(wu)意(yi)義(yi)。並(bing)且(qie)會(hui)出(chu)現(xian)動(dong)作(zuo)遲(chi)緩(huan),需(xu)要(yao)中(zhong)斷(duan)時(shi)不(bu)能(neng)及(ji)時(shi)停(ting)止(zhi)工(gong)作(zuo)。當(dang)需(xu)要(yao)在(zai)指(zhi)定(ding)位(wei)置(zhi)時(shi)往(wang)往(wang)會(hui)出(chu)現(xian)左(zuo)右(you)偏(pian)移(yi)等(deng)現(xian)象(xiang)。 xiangfan,ruguoyingdanengliguogao,zhuangzhidegongzhendianjinxinggongzhen,jiangwufakongzhihuiduiqifashengzhendongdezhuangtai。ciwai,genjusuduzengyi,baweizhizengyishedingguodahou,huichuxianzhendangfasanzhuangtai,jiangwufakongzhicizhuangtai,zhedianxuyaozhuyi。zongzhi,ciyingdanengliguodi,zecaozuoshihuichanshengyanhuan,ruguoguogao,caozuoshihuiyouzhendongchansheng。zaiguogaoheguodidefanweinei,ruhezhengquedeyingdui,zhaochuyigexiangduiheshidequjian,laishiyingdajikuaiyouhepai,zhejiuqujueyuduizengyidetiaoshi。
目前,為了實現高響應所產生的震動,設備的共振抑製陷波濾波器 、和根據狀態對增益進行切換,緩和指令錯誤的FIR過濾器等種種功能 。
主軸變頻:
主軸應用對變頻功能要求比較簡單,對與性能要求很高,主要體現在以下幾個方麵:
1、優異低頻轉矩特性;
2、優異速度控製精度,良好弱磁控製;
3、轉矩響應速度快,電流波動小;
4、調試簡單,支持參數靜態自學習;
5、良好的過載能力及環境適應能力,運行可靠性高;
6、EMC性能優異,避免變頻對外造成幹擾;
7、必須使用高性能開環矢量控製模式。
要達到上述目的,必須采用高端變頻器,同時要具備電源輸入側濾波設備。英威騰電氣股份有限公司研發生產的Goodrive300係列高性能矢量變頻器,完全可以滿足深孔鑽機床主軸電機控製需求。
主軸電機功率:5.5KW
額定頻率:16.7Hz
客戶要求電機70HZ弱磁運行時,轉速波動小於1轉/分,電流波動小於1A。
根據現場實際情況,廠家選用英威騰電氣股份有限公司生產的GD300 5.5kw變頻器

(圖片為客戶現場裝機控製櫃)
六、注意事項
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注意電機與驅動器之間的功率匹配。
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在多驅動安裝時,注意驅動器之間安裝距離,保持良好的散熱性。
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信號線纜和主電源或動力電纜分開布線防止幹擾出現。
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上電前先脫開電機與工作台的連軸器做空載運行檢查。
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運行前檢查運行相關參數是否設置妥當,防止因為參數設置問題造成的飛車。
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確保電機與驅動器之間連接電纜的牢固,防止因接觸不良造成事故。
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電機輸入線路請根據實際情況選用直徑匹配的電纜。
七、總結
客戶通過在改造機上使用invt公司的成套動力產品,使機床的加工效率及加工精度都得到一個有效的提升,尤其是在做深孔加工時效果更加明顯。
八、參考資料
1. DB100說明書







