普传科技伺服驱动器在全机能数控车床上的应用

文:大连普传科技股份有限公司2018年第五期

 

摘要:本文主要介绍普传科技S系列伺服驱动器、PI9000矢量变频器在全机能数控车床上的应用。

1、引言

    CL系列全机能数控车床是对轴类零件及盘类零件进行各种车削加工的高精度机床。随着工业的发展,对机械零件的加工精度及表面粗糙度的要求日益提高,对车床精度的要求也越来越高。在汽车、电力、船舶、冶金、军工、航空航天等行业,国产数控车床正在发挥着越来越大的作用。数控车床的自动化程度高低界定车床的加工效率从而决定了车床的加工规模。普传科技生产的伺服驱动器和PI9000矢量变频器在全机能数控车床上的应用为国产数控车床提供了良好的解决方案。

2、全机能数控机床的特点

图1CL全机能数控机床

    CL系列的全机能数控机床是具有两轴联动、半闭环控制的数控机床。机床具有高刚性的结构设计和吸震性,以保证高精度的切削加工。对控制进给轴X、Z轴的伺服驱动器及电机要求有高的动态响应特性及精确的定位精度,使机床的刀架移动快速、稳定且定位精度高。同时对于机床的换刀装置也采用了伺服刀塔的设计,为快速、精确的换刀提供了保证。对于机床的主轴,必须是高速、高刚性的主轴,有快速的启停特性,有着高效率及低噪音的设计,这样可以使零件的加工效率高、精度高,高速也就意味着高的生产效率。

3、系统设计

3.1全机能数控车床系统架构

(1)数控系统:采用大连数控-31T的数控系统。

(2)主轴系统:普传科技PI9000系列矢量型7.5KW变频器,登奇主轴电机(7.5KW)

(3)进给驱动系统:滚珠丝杠+弹性连轴器+直线滚动导轨+普传ADSD-S-S系列伺服驱动系统。

(4)换刀系统:普传科技的同步伺服驱动器(ADSD-S23-S系列)

图2普传S系列伺服驱动器

图3普传科技PI9000系列变频器

3.2伺服和变频器性能分析

    对于进给轴X、Z的伺服性能的要求主要是伺服系统有较高的动态响应及较高的定位精度。普传科技S系列伺服驱动器基于ARM+IPM的硬件平台,有着高速度频率响应,以及优良的抗干扰能力,居于国产伺服前列;控制精度可以达到1个脉冲,最大的输入频率可以达到500Kpps,这都很好的保证了进给轴所需驱动的要求。

    对于主轴运行要求有快速的启停特性和稳定的速度控制,普传科技PI9000系列变频器具有优良的动态调节能力满足主轴电机的快速启停和负载不断变化的要求。

图4数控系统与变频器接线图

图5伺服驱动电气连接图

    其中使用V/F控制时空载电流约为10A左右,采用有感矢量控制方式空载电流降为6A左右。4500转启停时间(运行150HZ)上,V/F方式启动约为4秒,停车约为3秒;有感矢量启动约为4秒,停车约为1秒。完全达到高性能矢量变频器的要求,从而提高机床加工的效率。对于全机能数控车床的换刀控制,也采用了原有的A系列同步伺服驱动器,使用转台的控制功能,不需要专门的伺服刀塔控制器,即可方便的实现伺服刀塔的自动换刀及最短路径的选择,大大节省了数控系统中PLC程序编写,更利于用户的使用与维护。

4、结束语

    使用普传科技伺服驱动器和PI9000矢量变频器的CL系列全机能数控车床的可以达到机床设计的性能要求:X/Z轴的定位精度为0.016/0.020mm,重复定位精度为0.007/0.008mm,主轴可以满足启停迅速,运行平稳的要求。同时伺服刀塔的使用也可以大大节省换刀的时间及刀塔的换刀精度。普传科技的S系列新伺服和PI9000新矢量变频器产品安全可靠,性价比高,值得业界同行借鉴和推广。

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