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Technology conter英威騰伺服系統(tǒng)在數(shù)控深孔鉆上的應(yīng)用
2015-05-09 09:28:51
一、引言
在這個技術(shù)日新月異的時代，傳統(tǒng)的機床加工設(shè)備已不能滿足裝備升級需要，對機床產(chǎn)業(yè)裝備的升級是迫在眉睫的事情，目前我國已經(jīng)是世界上最大的機床產(chǎn)業(yè)消費國和生產(chǎn)國，以下就深圳英威騰電氣股份有限公司的數(shù)字驅(qū)動產(chǎn)品在數(shù)控深孔加工行業(yè)的應(yīng)用做一個介紹。
二、設(shè)備簡介
深孔加工是機械加工中的一種，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。是這里我們主要介紹下英威騰電氣（股票代碼：002334）各項電器傳動產(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/
三、設(shè)備組成介紹
四、電氣控制方式介紹
整個系統(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。溫度控制單元獨立控制，壓力控制單元獨立控制。
英威騰伺服選取了TI公司最新型的DSP TMS320F28332作為控制大腦，它不但是32bit的，而且還具有浮點運算單元，可以充分保證伺服算法的運算精度需求。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
五、調(diào)試的要點
伺服軸(DB100)X/Y/Z分別控制著電機的高精度進給，其中Z軸是采用帶抱閘的電機，對于3軸的運動要求是高速精準(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：Pa01=0 位置控制
Pa04=5 齒輪比分子
Pa05=1 齒輪比分母
Pa06=2 正交脈沖輸入
Pc04=1 電機旋轉(zhuǎn)方向取反
Pb01=5600 位置環(huán)增益
Pb04=3800 速度環(huán)增益
Pb05=60 速度環(huán)積分
Pb09=30 速度前饋 PDFF控制（改善高速定位震蕩）
Pc55=10000 編碼器脈沖分頻分子
Pc56=2000 編碼器脈沖分頻分母
在增益里，因為要對速度和位置等各個方面的應(yīng)答做出調(diào)整，也就是說對于上位機所發(fā)出的指令，在具體哪個位置加以正確的應(yīng)答。如果這個應(yīng)答能力降低了的話，無論什么快速運轉(zhuǎn)模式也將變得毫無意義。并且會出現(xiàn)動作遲緩，需要中斷時不能及時停止工作。當(dāng)需要在指定位置時往往會出現(xiàn)左右偏移等現(xiàn)象。 相反，如果應(yīng)答能力過高，裝置的共振點進行共振，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)，這點需要注意?？傊?，此應(yīng)答能力過低，則操作時會產(chǎn)生延緩，如果過高，操作時會有震動產(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(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??；
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，同時要具備電源輸入側(cè)濾波設(shè)備。英威騰電氣股份有限公司研發(fā)生產(chǎn)的Goodrive300系列高性能矢量變頻器，完全可以滿足深孔鉆機床主軸電機控制需求。
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(zhuǎn)速波動小于1轉(zhuǎn)/分，電流波動小于1A。
根據(jù)現(xiàn)場實際情況，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)場裝機控制柜）
六、注意事項
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注意電機與驅(qū)動器之間的功率匹配。
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在多驅(qū)動安裝時，注意驅(qū)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干擾出現(xiàn)。
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上電前先脫開電機與工作臺的連軸器做空載運行檢查。
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運行前檢查運行相關(guān)參數(shù)是否設(shè)置妥當(dāng)，防止因為參數(shù)設(shè)置問題造成的飛車。
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確保電機與驅(qū)動器之間連接電纜的牢固，防止因接觸不良造成事故。
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電機輸入線路請根據(jù)實際情況選用直徑匹配的電纜。
七、總結(jié)
客戶通過在改造機上使用invt公司的成套動力產(chǎn)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
