试验设备:数控车铣复合机床-CK6146

 

一、电气配置: 

 

电气配置

型号

备注

驱动器型号

电机型号

主轴

MD380MT7.5GB

SLM-45P5C1508

异步伺服,车钢件驱动器放大一个等级

X轴

IS620PT3R5I

ISMH3-85B15CD-U234Y

带抱闸中惯量850W伺服,20位编码器

Z轴

IS620PT3R5I

ISMH3-85B15CD-U231Y

850W中惯量伺服,20位编码器

Y轴

IS620PS5R5I

ISMH1-75B30CD-U231Y

750W小惯量伺服,20位编码器

动力头

IS620PT5R4I

ISMH2-15C30CD-U231Y

1.5Kw小惯量伺服,20位编码器

数控系统

宝元518

 

二、电气安装与接线

 

1.安装图 

 X/Y/Z/动力头伺服驱动器        MD380M主轴伺服驱动器

       X/Y/Z/动力头伺服驱动器                 主轴伺服驱动器 

 

 

 2.接线图:

 

 

 

宝元系统与主轴伺服MD380M接线图

 

 

宝元系统接线图——IS620P

 

 宝元系统与伺服驱动器IS620P接线图 

 

 

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:

主轴转速

背吃刀量

材料直径

测试材料

主轴电机电流

(额定电流11.3A)

测试结果

30转/分

3mm

120mm

45#钢

9.4A

合格

50转/分

4mm

120mm

45#钢

11.2A

合格

100转/分

5mm

120mm

45#钢

13.4A

合格

 

 

 

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:

主轴转速

背吃刀量

材料直径

测试材料

主轴电机电流

(额定电流11.6A)

测试结果

30转/分

3mm

50mm

45#钢

9.2A

合格

50转/分

4mm

50mm

45#钢

11.1A

合格

100转/分

5mm

50mm

45#钢

13.2A

合格

 

 

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:

螺纹规格

车削个数

测试材料

合格个数

合格率

M65*2

5

45#钢

5

100%

M70*2

5

45#钢

5

100%

 

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:

球面直径

测试材料

主轴转速

各向球面直径

测试结果

20mm

2000rpm

20±0.02mm

合格

 

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
F0-18
减速时间
2.00
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
0ABZ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
Z
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

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