一、數(shù)控車(chē)床簡(jiǎn)介

　　數(shù)控車(chē)床又稱(chēng)為CNC（Computernumericalcontrol）車(chē)床，是一種由程序控制的自動(dòng)化機(jī)床。數(shù)控車(chē)床主要用于加工軸類(lèi)和回轉(zhuǎn)體零件，能自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、圓弧面、端面、螺紋等工序的切削加工，適合于加工形狀復(fù)雜、精度要求高的軸類(lèi)或盤(pán)類(lèi)零件。數(shù)控車(chē)床主要由主機(jī)、數(shù)控裝置、驅(qū)動(dòng)裝置以及輔助裝置等幾大部分組成。

　　主機(jī)，它是數(shù)控車(chē)床的主體，包括機(jī)床身、立柱、主軸、進(jìn)給機(jī)構(gòu)等機(jī)械部件。數(shù)控裝置，它是數(shù)控車(chē)床的核心，包括硬件（印刷電路板、CRT顯示器、鍵盒、紙帶閱讀機(jī)等）以及相應(yīng)的軟件，用于輸入數(shù)字化的零件程序，并完成輸入信息的存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)現(xiàn)各種控制功能。驅(qū)動(dòng)裝置，它是數(shù)控車(chē)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，包括主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)等。輔助裝置，是指數(shù)控車(chē)床的一些必要的配套部件，用以保證數(shù)控機(jī)床的運(yùn)行，如冷卻、排屑、潤(rùn)滑、照明、監(jiān)測(cè)等。

　　二、現(xiàn)場(chǎng)工況

　　1、主軸電機(jī)參數(shù)

　　2、實(shí)景圖片

　　              圖（1）數(shù)控車(chē)床圖                      （2）應(yīng)用在數(shù)控車(chē)床上的Goodrive35

　　三、工藝要求及變頻器配置

　　數(shù)控車(chē)床主軸電機(jī)需要變頻器在起停時(shí)要快且平穩(wěn)，電機(jī)無(wú)尖叫聲，無(wú)明顯抖動(dòng)。轉(zhuǎn)矩響應(yīng)要快，穩(wěn)速精度要高；抗干擾能力強(qiáng)，同時(shí)維修要方便。電機(jī)最大轉(zhuǎn)速要求達(dá)到3000r/min，現(xiàn)場(chǎng)速度脈沖編碼器安裝在車(chē)床主軸上面，車(chē)床主軸和主軸電機(jī)之間通過(guò)同步皮帶連接，且皮帶輸入輸出帶輪直徑比值為1：1。同時(shí)，車(chē)床主軸要求實(shí)現(xiàn)定位控制，當(dāng)一個(gè)工件加工好后，車(chē)床主軸要回到初始位置，此時(shí)，將加工好的工件取下，重新裝上一個(gè)待加工工件。

　　針對(duì)上述工藝要求，我司特選用高性能閉環(huán)矢量主軸定位專(zhuān)用變頻器Goodrive35，功率等級(jí)為4KW，型號(hào)為GD35-004G-4-A1。

　　四、調(diào)試過(guò)程及實(shí)際效果

　　1、現(xiàn)場(chǎng)接線(xiàn)示意圖

　　圖（3）CNC數(shù)控系統(tǒng)與Goodrive35接線(xiàn)示意圖

　　2、調(diào)試過(guò)程及使用效果

　?。?）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P18.02Z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。

　?。?）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。

　?。?）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)。

　?。?）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。

　　車(chē)床主軸加工工件時(shí)，轉(zhuǎn)速要求設(shè)定為850r/min，采用閉環(huán)矢量控制模式，轉(zhuǎn)速波動(dòng)小，穩(wěn)速精度高。電機(jī)無(wú)異常噪音，無(wú)明顯抖動(dòng)。當(dāng)一個(gè)工件加工完成后，切換到定位模式，主軸可以精準(zhǔn)地回到最始位置。Goodrive35主軸定位專(zhuān)用變頻器在數(shù)控車(chē)床上的應(yīng)用，完全可以滿(mǎn)足客戶(hù)需求。

　　3、變頻器典型參數(shù)設(shè)置

　　五、結(jié)論

　　之前，數(shù)控車(chē)床主軸定位功能是由伺服驅(qū)動(dòng)器來(lái)完成。采用英威騰主軸定位專(zhuān)用變頻器Goodrive35替代伺服驅(qū)動(dòng)器后，性能優(yōu)良，具有伺服驅(qū)動(dòng)器主軸定位控制的同樣效果，并能大大降低數(shù)控車(chē)床的成本。