一、數(shù)控槍鉆簡介及其工藝特性
圖（1） 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）冷卻和潤滑充分。在鉆屑過程中，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。
二、現(xiàn)場工況
1、電機(jī)參數(shù)
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電機(jī)類型 |
三相異步電機(jī) |
額定功率 |
3.7KW |
額定轉(zhuǎn)速 |
1500r/min |
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額定電壓 |
380V |
額定電流 |
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額定頻率 |
50HZ |
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控制方式 |
端子控制 |
頻率給定方式 |
模擬量給定(0-10V) |
運(yùn)行模式 |
閉環(huán)速度模式 |
2、實(shí)景圖片
圖（2）數(shù)控槍鉆機(jī)床 圖（3）應(yīng)用在主軸電機(jī)上的變頻器
三、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)要求采用變頻器來實(shí)現(xiàn)無級(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)通過齒輪皮帶連接,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。
四、Goodrive35應(yīng)用在數(shù)控槍鉆上的優(yōu)勢(shì)
（1）高性能閉環(huán)矢量模式，同時(shí)采用32位DSP芯片以及全新的三相PWM調(diào)制技術(shù)，使Goodrive35變頻器具有優(yōu)異的控制效果，無論在加減速時(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）過載能力強(qiáng)，優(yōu)異的電流限幅特性，可有效降低變頻器過載、過流保護(hù)，最大限度保障生產(chǎn)連續(xù)性。
（3）環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，獨(dú)立風(fēng)道設(shè)計(jì)加法蘭式安裝模式，可大幅提高抗擊油污、粉塵和濕熱等惡劣環(huán)境，有效降低變頻器故障率，延長使用壽命。
（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)抑制變頻器整流開關(guān)元器件產(chǎn)生的高次諧波對(duì)控制部分和弱電信號(hào)，保證系統(tǒng)工作穩(wěn)定可靠。
五、調(diào)試過程及參數(shù)設(shè)置
1、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接好后，然后測(cè)試編碼器。設(shè)置編碼器線數(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，檢查接線及屏蔽線是否良好接地。
（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。
（3）試運(yùn)行電機(jī)
設(shè)置P00.00=3，閉環(huán)矢量運(yùn)行模式，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
參考說明書P5,P6組輸入輸出端子功能進(jìn)行端子功能的設(shè)定。
2、典型參數(shù)設(shè)置
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功能碼 |
名稱 |
設(shè)置值 |
備注 |
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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)編碼器無誤后再設(shè)置為3，詳見下面的調(diào)試步驟 |
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P00.01 |
運(yùn)行指令通道 |
1 |
端子運(yùn)行 |
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P00.03 |
最大輸出頻率 |
210HZ |
1、210Hz對(duì)應(yīng)6300rpm（4極電機(jī)） |
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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 |
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P00.04 |
運(yùn)行頻率上限 |
210HZ |
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P00.06 |
A頻率指令選擇 |
1 |
模擬量AI1設(shè)定 |
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P00.11 |
加速時(shí)間1 |
3S |
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P00.12 |
減速時(shí)間1 |
3S |
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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 |
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P03.09 |
電流環(huán)比例增益 |
800 |
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P03.22 |
弱磁系數(shù) |
0.6 |
弱磁控制參數(shù)，一般不需要調(diào)整 |
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P03.26 |
弱磁比例增益 |
800 |
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P05.01 |
S1端子功能 |
1 |
正轉(zhuǎn)運(yùn)行 |
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P06.04 |
繼電器RO2輸出選擇 |
5 |
變頻器故障 |
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P06.15 |
AO2輸出選擇 |
9 |
輸出轉(zhuǎn)矩 |
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P08.37 |
能耗制動(dòng)使能 |
1 |
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P20.01 |
編碼器脈沖數(shù) |
1024 |
按照編碼器實(shí)際的線數(shù)來設(shè)定 |
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P20.02 |
編碼器方向 |
0或1 |
可根據(jù)P18.00測(cè)速值的正負(fù)來確定編碼器方向 |
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P18.00 |
編碼器實(shí)測(cè)頻率 |
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1、該參數(shù)是只讀參數(shù)，不可更改 |
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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 |
|||
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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 |
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2、Z脈沖計(jì)數(shù)值應(yīng)保持不變，否則說明有干擾或者編碼器線數(shù)設(shè)置錯(cuò)誤 |
六、客戶評(píng)價(jià)
整個(gè)試機(jī)過程是跟一品牌伺服驅(qū)動(dòng)器同時(shí)進(jìn)行，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，Goodrive35變頻器在電機(jī)噪音及振動(dòng)方面的性能均要優(yōu)于品牌伺服驅(qū)動(dòng)器，Goodrive35變頻器在數(shù)控槍鉆主軸電機(jī)上的應(yīng)用，完全可以滿足客戶要求，獲得客戶高度肯定。
關(guān)于英威騰：
英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領(lǐng)先、受人尊敬的電氣傳動(dòng)、工業(yè)控制、新能源領(lǐng)域產(chǎn)品與服務(wù)供應(yīng)商，2010年在深交所A股上市。英威騰是國家火炬計(jì)劃重點(diǎn)高新技術(shù)企業(yè)，總部員工1100多人，國內(nèi)、外辦事處30余個(gè)，控股子公司9家，業(yè)務(wù)涉及電氣傳動(dòng)、工業(yè)自動(dòng)化、新能源、軌道交通牽引、礦用防爆、能源管理、樓宇智能等領(lǐng)域。在基礎(chǔ)業(yè)務(wù)變頻器領(lǐng)域，英威騰占據(jù)國內(nèi)領(lǐng)先地位，擁有覆蓋高、中、低壓通用及各行業(yè)專用豐富的產(chǎn)品系列，產(chǎn)品在市政、塑膠、油田、化工、冶金、紡織、機(jī)床、礦山等行業(yè)廣泛應(yīng)用，產(chǎn)品銷售遍布全球60多個(gè)國家和地區(qū)。
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