英威腾伺服系统在数控深孔钻上的应用

2. 设备结构

二、电气控制方式介绍

整个系统的控制器采用的是专用的深孔加工CNC作为主体控制器，控制伺服移栽机构的传动及异步伺服作为钻头驱动，压力执行原件动作，接受温度及压力传感器信号等。温度控制单元独立控制，压力控制单元独立控制。

英威腾DB100系列伺服选取了TI公司最新型的DSP TMS320F28332作为控制大脑，它不但是32bit的，而且还具有浮点运算单元，可以充分保证伺服算法的运算精度需求。这相对于目前其他一些伺服厂家选取的TI公司的24系列的DSP具有明显的优势.

电气传动系统控制简图

三、调试的要点

伺服轴：

伺服轴使用英威腾DB100系列交流伺服系统,分别控制着X/Y/Z电机的高精度进给。其中Z轴是采用带抱闸的电机，对于3轴的运动要求是高速精准的定位，所以伺服的刚性是调的比较高的，通过驱动器自带的陷波器（高刚性下的共振抑制），速度PDFF算法（高速停止防抖动算法）等使各轴平台能够高速精准的定位。

先确定上位控制器与伺服之间的脉冲比数关系，比如CNC发送2000/Pulse=伺服旋转一周，伺服旋转一周回授2000 Pulse给CNC/.

参数设置为：P0.03=0 位置控制
P0.25=5 齿轮比分子
P0.26=1 齿轮比分母
P0.23=2 正交脉冲输入
P0.24=1 电机旋转方向取反
P1.03=13 刚性
P2.02=48 位置环增益
P2.00=27 速度环增益
P2.01=21 速度环积分
P2.10=30 速度前馈 PDFF控制（改善高速定位震荡）

在增益里，因为要对速度和位置等各个方面的应答做出调整，也就是说对于上位机所发出的指令，在具体哪个位置加以正确的应答。如果这个应答能力降低了的话，无论什么快速运转模式也将变得毫无意义。并且会出现动作迟缓，需要中断时不能及时停止工作。当需要在指定位置时往往会出现左右偏移等现象。 相反，如果应答能力过高，装置的共振点进行共振，将无法控制会对其发生震动的状态。此外，根据速度增益，把位置增益设定过大后，会出现震荡发散状态，将无法控制此状态，这点需要注意。总之，此应答能力过低，则操作时会产生延缓，如果过高，操作时会有震动产生。在过高和过低的范围内，如何正确的应对，找出一个相对合适的区间，来使应答即快又合拍，这就取决于对增益的调试。

目前，为了实现高响应所产生的震动，设备的共振抑制陷波滤波器 、和根据状态对增益进行切换，缓和指令错误的FIR过滤器等种种功能 。

主轴变频：

主轴应用对变频功能要求比较简单，对与性能要求很高，主要体现在以下几个方面：

1、优异低频转矩特性；
2、优异速度控制精度，良好弱磁控制；
3、转矩响应速度快，电流波动小；
4、调试简单，支持参数静态自学习；
5、良好的过载能力及环境适应能力，运行可靠性高；
6、EMC性能优异，避免变频对外造成干扰；
7、必须使用高性能开环矢量控制模式。

要达到上述目的，必须采用高端变频器，同时要具备电源输入侧滤波设备。英威腾Goodrive300系列高性能矢量变频器，完全可以满足深孔钻机床主轴电机控制需求。

主轴电机功率：5.5KW
额定频率：16.7Hz
客户要求电机70HZ弱磁运行时，转速波动小于1转/分，电流波动小于1A。

根据现场实际情况，厂家选用英威腾电气股份有限公司生产的GD300 5.5kw变频器。

图片为客户现场装机控制柜

四、注意事项

1． 注意电机与驱动器之间的功率匹配。
2． 在多驱动安装时，注意驱动器之间安装距离，保持良好的散热性。
3． 信号线缆和主电源或动力电缆分开布线防止干扰出现。
4． 上电前先脱开电机与工作台的连轴器做空载运行检查。
5． 运行前检查运行相关参数是否设置妥当，防止因为参数设置问题造成的飞车。
6． 确保电机与驱动器之间连接电缆的牢固，防止因接触不良造成事故。
7． 电机输入线路请根据实际情况选用直径匹配的电缆。

五、总结

客户通过在改造机上使用INVT公司的成套动力产品，使机床的加工效率及加工精度都得到一个有效的提升，尤其是在做深孔加工时效果更加明显。(end)

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