關(guān)鍵詞：Goodrive35 數(shù)控槍鉆 變頻器 閉環(huán)矢量 深孔加工
1.數(shù)控槍鉆簡(jiǎn)介及其工藝特性
數(shù)控槍鉆深孔加工示意圖
在機(jī)器零件加工中，一般深徑比L/D大于5時(shí)稱(chēng)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(shù)含量高、加工專(zhuān)業(yè)程度高的孔加工技術(shù)。傳統(tǒng)麻花鉆在深孔加工中，會(huì)出現(xiàn)排屑困難以及派生出來(lái)的鉆頭壽命短等不利因素。相比于傳統(tǒng)麻花鉆，數(shù)控槍鉆在深孔加工中具有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）排屑通暢。數(shù)控槍鉆在加工深孔時(shí)，具有一定壓力的切削液通過(guò)槍桿和刀頭，在孔內(nèi)能良好的分屑、卷屑和斷屑，并同時(shí)將切屑強(qiáng)制排出。
（2）冷卻和潤(rùn)滑充分。在鉆屑過(guò)程中，具有一定壓力的切削液不僅能將高速時(shí)產(chǎn)生的熱量帶走，而且還有潤(rùn)滑作用和防腐作用。
（3）良好的加工精度和表面粗糙度。
（4）加工效率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低。因數(shù)控槍鉆切削速度和進(jìn)給量都比普通切削加工快，鐵屑由切削液強(qiáng)制排出，不存在加工中倒屑現(xiàn)象，所以加工效率高。而數(shù)控槍鉆屬于半自動(dòng)機(jī)床，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。
2.現(xiàn)場(chǎng)工況
2.1電機(jī)參數(shù)
|
電機(jī)類(lèi)型 |
三相異步電機(jī) |
額定功率 |
3.7KW |
額定轉(zhuǎn)速 |
1500r/min |
|
額定電壓 |
380V |
額定電流 |
9.5A |
額定頻率 |
50HZ |
|
控制方式 |
端子控制 |
頻率給定方式 |
模擬量給定(0-10V) |
控制模式 |
閉環(huán)矢量控制模式 |
2.2實(shí)景圖片
數(shù)控槍鉆機(jī)床 應(yīng)用在主軸電機(jī)上的變頻器
3.數(shù)控槍鉆主軸電機(jī)對(duì)變頻器的需求
數(shù)控槍鉆主軸電機(jī)要求采用變頻器來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。數(shù)控槍鉆主軸電機(jī)需要變頻器在低頻時(shí)啟動(dòng)力矩大，快速起停。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)要快，穩(wěn)速精度要高，抗干擾能力強(qiáng)。高速時(shí)電機(jī)噪音小，電機(jī)無(wú)異常抖動(dòng)。主軸電機(jī)最大轉(zhuǎn)速要求為6300r/min，最大輸出頻率為210HZ。速度脈沖編碼器安裝在主軸電機(jī)上,槍鉆主軸和主軸電機(jī)通過(guò)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(jī)最大速度為6300r/min,槍鉆主軸最大速度為4200r/min。
4.Goodrive35應(yīng)用在數(shù)控槍鉆上的優(yōu)勢(shì)
（1）采用高性能閉環(huán)矢量控制模式，使Goodrive35變頻器具有優(yōu)異的控制性能，無(wú)論在加減速時(shí)間、力矩、轉(zhuǎn)矩動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度、運(yùn)行電流、電機(jī)噪音、穩(wěn)速精度等方面均有出色表現(xiàn)。
（2）過(guò)載能力強(qiáng)，優(yōu)異的電流限幅特性，適用于重載應(yīng)用場(chǎng)合，可有效減少變頻器過(guò)載、過(guò)流保護(hù)誤動(dòng)作，最大限度保障生產(chǎn)連續(xù)性。
（3）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，結(jié)構(gòu)上采用獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)，可應(yīng)用于多油污、高粉塵和高濕熱等惡劣環(huán)境，能有效降低變頻器故障率，延長(zhǎng)使用壽命。
（4）標(biāo)配C3濾波器，有效濾除電網(wǎng)對(duì)變頻器的干擾，同時(shí)抑制變頻器整流開(kāi)關(guān)元器件產(chǎn)生的高次諧波對(duì)控制回路弱電信號(hào)的干擾，保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
5.調(diào)試過(guò)程及參數(shù)設(shè)置
5.1現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)示意圖
CNC數(shù)控系統(tǒng)與Goodrive35接線(xiàn)示意
5.2調(diào)試步驟
（1）編碼器參數(shù)及方向設(shè)定
CNC數(shù)控系統(tǒng)、變頻器和速度脈沖編碼器之間的連線(xiàn)接好后，然后測(cè)試編碼器。設(shè)置編碼器線(xiàn)數(shù)P20.01，設(shè)置P00.00=2，P00.10=20Hz，運(yùn)行電機(jī)，此時(shí)電機(jī)旋轉(zhuǎn)為20Hz，觀察P18.00的測(cè)速值應(yīng)接近20Hz，如果測(cè)速值為負(fù)，則表明編碼器方向反向了，設(shè)置P20.02=1即可，如果測(cè)速值偏差較大，則表明P20.01設(shè)置錯(cuò)誤。觀察P18.02 Z脈沖計(jì)數(shù)值是否波動(dòng)，如果波動(dòng)，表明編碼器有干擾或者P20.01設(shè)置錯(cuò)誤，檢查接線(xiàn)及屏蔽線(xiàn)是否良好接地。
（2）電機(jī)參數(shù)自學(xué)習(xí)
記錄電機(jī)銘牌參數(shù)，然后設(shè)置參數(shù)P02.00~P02.05。設(shè)置P00.00=1，開(kāi)環(huán)矢量運(yùn)行模式，并設(shè)置參數(shù)P00.15=1（旋轉(zhuǎn)參數(shù)自學(xué)習(xí)），同時(shí)給運(yùn)行命令，電機(jī)會(huì)先靜止然后再旋轉(zhuǎn)到2/3的額定轉(zhuǎn)速，自學(xué)習(xí)完成后，自動(dòng)停機(jī)，鍵盤(pán)顯示-END-，并且將學(xué)習(xí)得到的參數(shù)保存在P2組電機(jī)參數(shù)P02.06~P02.10中。
注：進(jìn)行上述動(dòng)態(tài)自學(xué)習(xí)時(shí)需要把電機(jī)軸與機(jī)械負(fù)載脫開(kāi)，而進(jìn)行靜態(tài)自學(xué)習(xí)則不需要脫開(kāi)機(jī)械負(fù)載。
（3）試運(yùn)行電機(jī)
設(shè)置P00.00=3，閉環(huán)矢量控制模式，同時(shí)設(shè)置運(yùn)行指令通道及頻率給定源。調(diào)整加減速時(shí)間及P3組速度環(huán)及電流環(huán)PI參數(shù)，使之在整個(gè)范圍內(nèi)運(yùn)行平穩(wěn)。
（4）端子功能設(shè)定
參考說(shuō)明書(shū)P5,P6組輸入輸出端子功能進(jìn)行端子功能的設(shè)定。注：Goodrive35說(shuō)明文檔由Goodrive300產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和Goodrive35附加說(shuō)明書(shū)共同組成。
5.3典型參數(shù)設(shè)置
| 功能碼 | 名稱(chēng) | 設(shè)置值 | 備注 |
| P0.00 | 速度控制模式 | 3 | 調(diào)試時(shí)先設(shè)置2（V/F控制），確認(rèn)編碼器無(wú)誤后再設(shè)置為3，詳見(jiàn)下面的調(diào)試步驟 |
| P00.01 | 運(yùn)行指令通道 | 1 | 端子運(yùn)行 |
| P00.03 | 最大輸出頻率 | 210HZ | 1、210Hz對(duì)應(yīng)6300rpm（4極電機(jī)） |
| 2、模擬量設(shè)定頻率時(shí)，10V對(duì)應(yīng)最大輸出頻率，可根據(jù)需要調(diào)整該最大頻率值 | |||
| P00.04 | 運(yùn)行頻率上限 | 210HZ | |
| P00.06 | A頻率指令選擇 | 1 | 模擬量AI1設(shè)定 |
| P00.11 | 加速時(shí)間1 | 3S | |
| P00.12 | 減速時(shí)間1 | 3S | |
| P03.03 | 速度環(huán)比例增益2 | 15 | 速度環(huán)和電流環(huán)比例增益，可采用出廠值，如果電機(jī)有震動(dòng)，可適當(dāng)降低增益 |
| P03.09 | 電流環(huán)比例增益 | 800 | |
| P03.22 | 弱磁系數(shù) | 0.6 | 弱磁控制參數(shù)，一般不需要調(diào)整 |
| P03.26 | 弱磁比例增益 | 800 | |
| P05.01 | S1端子功能 | 1 | 正轉(zhuǎn)運(yùn)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(zhuǎn)矩 |
| P08.37 | 能耗制動(dòng)使能 | 1 | |
| P20.01 | 編碼器脈沖數(shù) | 1024 | 按照編碼器實(shí)際的線(xiàn)數(shù)來(lái)設(shè)定 |
| P20.02 | 編碼器方向 | 0或1 | 可根據(jù)P18.00測(cè)速值的正負(fù)來(lái)確定編碼器方向 |
| P18.00 | 編碼器實(shí)測(cè)頻率 | 1、該參數(shù)是只讀參數(shù)，不可更改 | |
| 2、編碼器測(cè)速值，與實(shí)際轉(zhuǎn)速的大小及正負(fù)方向應(yīng)一致，否則編碼器方向反或者編碼器脈沖數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 | |||
| P18.02 | 編碼器Z脈沖計(jì)數(shù)值 | 1、該參數(shù)是只讀參數(shù)，不可更改 | |
| 2、Z脈沖計(jì)數(shù)值應(yīng)保持不變，否則說(shuō)明有干擾或者編碼器線(xiàn)數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
6.客戶(hù)評(píng)價(jià)
試機(jī)過(guò)程中，跟某品牌伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行比較：在數(shù)控槍鉆進(jìn)行深孔加工時(shí)，主軸轉(zhuǎn)速一般要求在2100r/min至2500r/min之間，實(shí)際測(cè)試效果是Goodrive35變頻器在電機(jī)噪音及振動(dòng)方面的性能均要優(yōu)于某品牌伺服驅(qū)動(dòng)器。Goodrive35變頻器在數(shù)控槍鉆主軸電機(jī)上的應(yīng)用，完全可以滿(mǎn)足客戶(hù)要求，獲得客戶(hù)高度肯定。
