车铣复合机床汇川主轴伺服应用方案及测试报告

三、机械安装：

1．主轴：5.5KW主轴电机通过1:1同步带传动机械主轴
2．X轴：850W伺服电机直连丝杆传动，丝杆螺距6mm
3．Z轴：850W伺服电机直连丝杆传动，丝杆螺距8mm
4．动力头：1.5KW伺服电机通过3:2齿轮箱传动至动力头
 

X－Z轴、动力头及机械主轴

四、测试项目及结果

1．主轴低速力矩测试-端面车削

1）检测标准：A主轴变频器无过载过流报警；

             B电机转速稳定；

             C 端面光洁；

2）测试数据记录：

端面车削

2．主轴低速力矩测试-外圆车削

1）检测标准：A主轴变频器无过载过流报警

             B电机转速稳定

             C 外圆光洁

2）测试数据：

车削外圆

3．主轴与Z轴插补测试-车螺纹

1）检测方法：通止规检测

2）测试数据：

车外螺纹

3）伺服曲线：

X轴曲线

Z轴曲线

通规检测合格                            止规检测合格

4.X轴与Z轴插补测试-车球面

1）检测标准：A球面各向直径公差0.02mm

             B球面走刀螺旋线清晰、无断点

             C球面X轴换向点无明显纹路

2）测试数据：

车球面

5．动力头与X轴插补测试-侧向钻孔攻牙

1）检测标准：通止规检测

2）测试数据：

钻孔深度	钻头直径	攻牙深度	丝锥规格	攻牙速度	攻牙个数	测试合格率
40mm	7.8mm	35mm	M8	500rpm	5	100%

 

 

测向钻孔攻丝

 

 

 

6.主轴分度功能-端面分度钻孔

1）检测标准：同时用三根直径为7.2的钻头分别转角度检验，看两个零件的孔是否完全对齐。

2）测试数据：

端面外圆直径	孔中心距外圆中心距离	钻孔个数	分度度数	钻头转速	钻头直径	测试结果
50mm	40mm	6	60°	800rpm	7.2mm	合格
50mm	40mm	12	30°	800rpm	7.2mm	合格

 

 

 

           钻孔分度效果

 

                             分度检测结果

 

 

五、调试参数：

 

1. MD380M参数：

功能码	参数说明	设定值
F0-01	第一电机控制方式	1：有速度传感器矢量控制
F0-02	命令源选择	1：端子命令通道
F0-03	主频率源选择	10：扩展卡脉冲频率给定
F0-10	最大频率	150.00Hz
F0-12	上限频率	150.00Hz
F0-17	加速时间	2.00秒
F0-18	减速时间	2.00秒
F1-00	电机类型选择	1：主轴异步电机
F1-01	电机电机功率	5.5KW
F1-02	电机额定电压	380V
F1-03	电机额定电流	11.3A
F1-04	电机额定频率	50.00Hz
F1-04	电机额定转速	1460rpm
F1-27	编码器线数	2500
F1-28	编码器类型	0：ABZ增量型编码器
F2-00	速度换比例增益1	60
F2-01	速度环积分时间1	0.3
F2-02	切换频率1	5.00Hz
F2-03	速度换比例增益2	40
F2-04	速度环积分时间2	1
F2-05	切换频率2	10.00Hz
F2-17	零速锁定速度环比例增益	80
F2-18	零速锁定速度环积分时间	0.2
F4-00	DI1端子功能选择	1：正转运行（FWD）
F4-02	DI3端子功能选择	77：脉冲位置同步模式切换
F5-02	继电器输出功能选择	2：故障输出
A3-00	脉冲同步模式	1：位置同步
A3-01	脉冲类型选择	1：两路正交脉冲
A3-06	位置环比例增益	2.5
A3-07	电子齿轮比分子	1
A3-08	电子齿轮比分母	1

 

  

2. IS620P参数：

功能码	参数说明	参数设定值
		X轴	Z轴	动力头
H02-00	控制模式选择	1：位置模式	1：位置模式	1：位置模式
H03-10	DI5功能选择	1：伺服使能	1：伺服使能	1：伺服使能
H04-06	DO4功能选择	11：伺服报警	11：伺服报警	11：伺服报警
H04-02	DO2功能选择	9：电机抱闸输出	-	-
H05-00	主位置指令来源	0：脉冲指令	0：脉冲指令	0：脉冲指令
H05-07	电子齿轮比分子	1048576	1048576	1048576
H05-09	电子齿轮比分母	6000	8000	25000
H09-00	自调整模式选择	1：刚性表自动调节增益参数	1：刚性表自动调节增益参数	1：刚性表自动调节增益参数
H09-01	刚性等级	20	22	16
H09-02	自适应滤波器模式选择	2:两个自适应陷波器有效	2:两个自适应陷波器有效	2:两个自适应陷波器有效
H09-03	在线惯量辨识模式	2：开启在线辨识，一般变化	2：开启在线辨识，一般变化	2：开启在线辨识，一般变化

 

六、汇川产品应用于机床行业的性能优势：

 

1． 汇川主轴异步伺服MD380M：

1）最大输出频率600Hz，适用于机床高速切削场合；

1）普通异步机或者同步电机，均可进行定位控制。

2）多种定位控制方式，包括相对式、绝对式、分度盘等。

3）平滑的速度曲线。

4）定位控制支持32组位置/长度设定，可有5个IO选择切换。

5）支持Modbus、CAN、Profibus-DP，与PLC，HMI等通讯。

6）可接收500KHz高速测长脉冲信号。

7）内含3个高速DI。

8）可根据客户需求进行特殊订制功能。

2．汇川高性能同步伺服IS620P：

1）采用自主研发的20位编码器，属国内首创，100万线的高分辨率，适用于机床进给轴轨迹控制要求较高的场合。

 

2）高响应性，响应频率1.2KHz：基于转矩前馈的高响应控制，能降低响应延迟，位置整定时间最优可达1ms。

3)输入输出脉冲4Mpps：指令输入和反馈输出频率均可达到4Mpps，包括全闭环在内，可以实现高分辨率运行。

4）简便的增益调整：通过刚性等级可自动调节速度环、位置环增益，针对机床行业可以预先设置相对应的刚性，有效降低调试难度。

5）自动/手动陷波器：不仅可自动检测振动频率，还能自动设定陷波器，可大幅度降低因装置的机械共振而产生的噪音和振动，实现快速响应动作；

   有四个陷波器，设定频率为为50~4000Hz，可进行深度调整。

6）自动惯量辨识：具有在线和离线两种惯量辨识模式，自动辨识后绝大部分参数设定值能够达到最优状态，大大缩短系统调整时间。

 

七、测试结论：

经过各加工项目的带载测试，高速车削主轴转速4500rpm，稳速精度±2rpm，提高了加工效率，更适合于铝、铜等材质的工件高光车削需求；主轴低速力矩大，运行平稳，无爬行、抖动等现象；主轴分度定位钻孔重复定位精度±0.036°，无累计误差；各进给轴及动力头响应速度快，无震动、超调等现象，定位精准，插补配合精确，能实现外圆车削、端面车削、球面车削、钻孔攻牙、低速铣槽等加工需求，加工精度合格，整机连续工作24小时无报警，汇川主轴、各进给轴及动力头均能满足车铣复合机床的工艺要求。 

• iris
• 2013年04月25日