摘要：

　　本文主要對英威騰SV-DB100系列伺服和GD300變頻器在數(shù)控深孔加工行業(yè)的應(yīng)用做一個(gè)介紹。

　關(guān)鍵詞：深孔鉆，伺服，高精度

一、引言

　　在這個(gè)技術(shù)日新月異的時(shí)代，傳統(tǒng)的機(jī)床加工設(shè)備已不能滿足裝備升級需要，對機(jī)床產(chǎn)業(yè)裝備的升級是迫在眉睫的事情，目前我國已經(jīng)是世界上最大的機(jī)床產(chǎn)業(yè)消費(fèi)國和生產(chǎn)國。.

　1. 設(shè)備簡介

　　深孔加工是機(jī)械加工中的一種，比較傳統(tǒng)的深孔加工設(shè)備，自動化的加工設(shè)備無論是在加工精度和加工效率方面有著明顯的優(yōu)勢，尤其是細(xì)長孔的加工，經(jīng)常會產(chǎn)生直徑變大，出現(xiàn)錐形等現(xiàn)象，從而達(dá)不到加工質(zhì)量的要求。因此在沒有專用的深孔加工設(shè)備下，普通的深孔加工設(shè)備對于小型加工企業(yè)和個(gè)體加工戶，而自動專用的深孔加工設(shè)備對與標(biāo)準(zhǔn)化批量化的加工尤為重要。這里我們主要介紹下英威騰電氣各項(xiàng)電氣傳動產(chǎn)品在臥式深孔鉆的應(yīng)用。

　　按主軸布置情況可分為 臥式深孔鉆床、立式深孔鉆床和三坐標(biāo)式深孔鉆床。

　　

　　2. 設(shè)備結(jié)構(gòu)

　　

二、電氣控制方式介紹

　　     整個(gè)系統(tǒng)的控制器采用的是專用的深孔加工CNC作為主體控制器，控制伺服移栽機(jī)構(gòu)的傳動及異步伺服作為鉆頭驅(qū)動，壓力執(zhí)行原件動作，接受溫度及壓力傳感器信號等。溫度控制單元獨(dú)立控制，壓力控制單元獨(dú)立控制。

　　英威騰DB100系列伺服選取了TI公司最新型的DSP TMS320F28332作為控制大腦，它不但是32bit的，而且還具有浮點(diǎn)運(yùn)算單元，可以充分保證伺服算法的運(yùn)算精度需求。這相對于目前其他一些伺服廠家選取的TI公司的24系列的DSP具有明顯的優(yōu)勢.

　　

　　  電氣傳動系統(tǒng)控制簡圖1.2

三、調(diào)試的要點(diǎn)

　伺服軸：

　　伺服軸使用英威騰DB100系列交流伺服系統(tǒng),分別控制著X/Y/Z電機(jī)的高精度進(jìn)給。其中Z軸是采用帶抱閘的電機(jī)，對于3軸的運(yùn)動要求是高速精準(zhǔn)的定位，所以伺服的剛性是調(diào)的比較高的，通過驅(qū)動器自帶的陷波器（高剛性下的共振抑制），速度PDFF算法（高速停止防抖動算法）等使各軸平臺能夠高速精準(zhǔn)的定位。

　　先確定上位控制器與伺服之間的脈沖比數(shù)關(guān)系，比如CNC發(fā)送2000/Pulse=伺服旋轉(zhuǎn)一周，伺服旋轉(zhuǎn)一周回授2000 Pulse給CNC/.

　　  參數(shù)設(shè)置為：P0.03=0 位置控制

　　              P0.25=5 齒輪比分子

　　              P0.26=1 齒輪比分母

　　             P0.23=2 正交脈沖輸入

　　              P0.24=1 電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向取反

　　              P1.03=13 剛性

　　              P2.02=48 位置環(huán)增益

　　              P2.00=27 速度環(huán)增益

　　              P2.01=21 速度環(huán)積分

　　              P2.10=30 速度前饋 PDFF控制（改善高速定位震蕩）

　　在增益里，因?yàn)橐獙λ俣群臀恢玫雀鱾€(gè)方面的應(yīng)答做出調(diào)整，也就是說對于上位機(jī)所發(fā)出的指令，在具體哪個(gè)位置加以正確的應(yīng)答。如果這個(gè)應(yīng)答能力降低了的話，無論什么快速運(yùn)轉(zhuǎn)模式也將變得毫無意義。并且會出現(xiàn)動作遲緩，需要中斷時(shí)不能及時(shí)停止工作。當(dāng)需要在指定位置時(shí)往往會出現(xiàn)左右偏移等現(xiàn)象。 相反，如果應(yīng)答能力過高，裝置的共振點(diǎn)進(jìn)行共振，將無法控制會對其發(fā)生震動的狀態(tài)。此外，根據(jù)速度增益，把位置增益設(shè)定過大后，會出現(xiàn)震蕩發(fā)散狀態(tài)，將無法控制此狀態(tài)，這點(diǎn)需要注意?？傊藨?yīng)答能力過低，則操作時(shí)會產(chǎn)生延緩，如果過高，操作時(shí)會有震動產(chǎn)生。在過高和過低的范圍內(nèi)，如何正確的應(yīng)對，找出一個(gè)相對合適的區(qū)間，來使應(yīng)答即快又合拍，這就取決于對增益的調(diào)試。

　　     目前，為了實(shí)現(xiàn)高響應(yīng)所產(chǎn)生的震動，設(shè)備的共振抑制陷波濾波器 、和根據(jù)狀態(tài)對增益進(jìn)行切換，緩和指令錯(cuò)誤的FIR過濾器等種種功能 。

　主軸變頻：

　　主軸應(yīng)用對變頻功能要求比較簡單，對與性能要求很高，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

　　1、優(yōu)異低頻轉(zhuǎn)矩特性；

　　2、優(yōu)異速度控制精度，良好弱磁控制；

　　3、轉(zhuǎn)矩響應(yīng)速度快，電流波動小；

　　4、調(diào)試簡單，支持參數(shù)靜態(tài)自學(xué)習(xí)；

　　5、良好的過載能力及環(huán)境適應(yīng)能力，運(yùn)行可靠性高；

　　6、EMC性能優(yōu)異，避免變頻對外造成干擾；

　　7、必須使用高性能開環(huán)矢量控制模式。

　　要達(dá)到上述目的，必須采用高端變頻器，同時(shí)要具備電源輸入側(cè)濾波設(shè)備。英威騰Goodrive300系列高性能矢量變頻器，完全可以滿足深孔鉆機(jī)床主軸電機(jī)控制需求。

　　主軸電機(jī)功率：5.5KW

　　額定頻率：16.7Hz

　　客戶要求電機(jī)70HZ弱磁運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)速波動小于1轉(zhuǎn)/分，電流波動小于1A。

　　根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，廠家選用英威騰電氣股份有限公司生產(chǎn)的GD300 5.5kw變頻器。

　　

　　                      （圖片為客戶現(xiàn)場裝機(jī)控制柜）

四、注意事項(xiàng)

　　1． 注意電機(jī)與驅(qū)動器之間的功率匹配。

　　2． 在多驅(qū)動安裝時(shí)，注意驅(qū)動器之間安裝距離，保持良好的散熱性。

　　3． 信號線纜和主電源或動力電纜分開布線防止干擾出現(xiàn)。

　　4． 上電前先脫開電機(jī)與工作臺的連軸器做空載運(yùn)行檢查。

　　5． 運(yùn)行前檢查運(yùn)行相關(guān)參數(shù)是否設(shè)置妥當(dāng)，防止因?yàn)閰?shù)設(shè)置問題造成的飛車。

　　6． 確保電機(jī)與驅(qū)動器之間連接電纜的牢固，防止因接觸不良造成事故。

　　7． 電機(jī)輸入線路請根據(jù)實(shí)際情況選用直徑匹配的電纜。

五、總結(jié)

　　    客戶通過在改造機(jī)上使用INVT公司的成套動力產(chǎn)品，使機(jī)床的加工效率及加工精度都得到一個(gè)有效的提升，尤其是在做深孔加工時(shí)效果更加明顯。