一、數控槍鉆簡介及其工藝特性
圖（1） 數控槍鉆深孔加工示意圖
在機器零件加工中，一般深徑比L/D大于5時稱為深孔。深徑比約為40-50的深孔加工，是一種加工難度大、技術含量高、加工專業程度高的孔加工技術。傳統麻花鉆在深孔加工中，會出現排屑困難以及派生出來的鉆頭壽命短等不利因素。相比于傳統麻花鉆，數控槍鉆在深孔加工中具有如下優點：
（1）排屑通暢。數控槍鉆在加工深孔時，具有一定壓力的切削液通過槍桿和刀頭，在孔內能良好的分屑、卷屑和斷屑，并同時將切屑強制排出。
（2）冷卻和潤滑充分。在鉆屑過程中，具有一定壓力的切削液不僅能將高速時產生的熱量帶走，而且還有潤滑作用和防腐作用。
（3）良好的加工精度和表面粗糙度。
（4）加工效率高，勞動強度低。因數控槍鉆切削速度和進給量都比普通切削加工快，鐵屑由切削液強制排出，不存在加工中倒屑現象，所以加工效率高。而數控槍鉆屬于半自動機床，大大降低了工人的勞動強度。
二、現場工況
1、電機參數
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電機類型 |
三相異步電機 |
額定功率 |
3.7KW |
額定轉速 |
1500r/min |
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額定電壓 |
380V |
額定電流 |
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額定頻率 |
50HZ |
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控制方式 |
端子控制 |
頻率給定方式 |
模擬量給定(0-10V) |
運行模式 |
閉環速度模式 |
2、實景圖片
圖（2）數控槍鉆機床 圖（3）應用在主軸電機上的變頻器
三、數控槍鉆主軸電機對變頻器的需求
數控槍鉆主軸電機要求采用變頻器來實現無級調速。數控槍鉆主軸電機需要變頻器在低頻時啟動力矩大，快速起停。轉矩響應要快，穩速精度要高，抗干擾能力強。高速時電機噪音小，電機無異常抖動。主軸電機最大轉速要求為6300r/min，最大輸出頻率為210HZ。速度脈沖編碼器安裝在主軸電機上,槍鉆主軸和主軸電機通過齒輪皮帶連接,輸入輸出帶輪直徑比值為1.5:1，亦即主軸電機最大速度為6300r/min,槍鉆主軸最大速度為4200r/min。
四、Goodrive35應用在數控槍鉆上的優勢
（1）高性能閉環矢量模式，同時采用32位DSP芯片以及全新的三相PWM調制技術，使Goodrive35變頻器具有優異的控制效果，無論在加減速時間、力矩、轉矩動態響應速度、運行電流、電機噪音、穩速精度等方面均有出色表現。
（2）過載能力強，優異的電流限幅特性，可有效降低變頻器過載、過流保護，最大限度保障生產連續性。
（3）環境適應能力強，獨立風道設計加法蘭式安裝模式，可大幅提高抗擊油污、粉塵和濕熱等惡劣環境，有效降低變頻器故障率，延長使用壽命。
（4）標配C3濾波器，有效濾除電網對變頻器的干擾，同時抑制變頻器整流開關元器件產生的高次諧波對控制部分和弱電信號，保證系統工作穩定可靠。
五、調試過程及參數設置
1、調試步驟
（1）編碼器參數及方向設定
CNC數控系統、變頻器和速度脈沖編碼器之間的連線接好后，然后測試編碼器。設置編碼器線數P20.01，設置P00.00=2，P00.10=20Hz，運行電機，此時電機旋轉為20Hz，觀察P18.00的測速值應接近20Hz，如果測速值為負，則表明編碼器方向反向了，設置P20.02=1即可，如果測速值偏差較大，則表明P20.01設置錯誤。觀察P18.02 Z脈沖計數值是否波動，如果波動，表明編碼器有干擾或者P20.01設置錯誤，檢查接線及屏蔽線是否良好接地。
（2）電機參數自學習
記錄電機銘牌參數，然后設置參數P02.00~P02.05。設置P00.00=1，開環矢量運行模式，并設置參數P00.15=1（旋轉參數自學習），同時給運行命令，電機會先靜止然后再旋轉到2/3的額定轉速，自學習完成后，自動停機，鍵盤顯示-END-，并且將學習得到的參數保存在P2組電機參數P02.06~P02.10中。
（3）試運行電機
設置P00.00=3，閉環矢量運行模式，同時設置運行指令通道及頻率給定源。調整加減速時間及P3組速度環及電流環PI參數，使之在整個范圍內運行平穩。
（4）端子功能設定
參考說明書P5,P6組輸入輸出端子功能進行端子功能的設定。
2、典型參數設置
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功能碼 |
名稱 |
設置值 |
備注 |
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P0.00 |
速度控制模式 |
3 |
調試時先設置2（V/F控制），確認編碼器無誤后再設置為3，詳見下面的調試步驟 |
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P00.01 |
運行指令通道 |
1 |
端子運行 |
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P00.03 |
最大輸出頻率 |
210HZ |
1、210Hz對應6300rpm（4極電機） |
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2、模擬量設定頻率時，10V對應最大輸出頻率，可根據需要調整該最大頻率值 |
|||
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P00.04 |
運行頻率上限 |
210HZ |
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P00.06 |
A頻率指令選擇 |
1 |
模擬量AI1設定 |
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P00.11 |
加速時間1 |
3S |
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P00.12 |
減速時間1 |
3S |
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P03.03 |
速度環比例增益2 |
15 |
速度環和電流環比例增益，可采用出廠值，如果電機有震動，可適當降低增益 |
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P03.09 |
電流環比例增益 |
800 |
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P03.22 |
弱磁系數 |
0.6 |
弱磁控制參數，一般不需要調整 |
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P03.26 |
弱磁比例增益 |
800 |
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P05.01 |
S1端子功能 |
1 |
正轉運行 |
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P06.04 |
繼電器RO2輸出選擇 |
5 |
變頻器故障 |
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P06.15 |
AO2輸出選擇 |
9 |
輸出轉矩 |
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P08.37 |
能耗制動使能 |
1 |
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P20.01 |
編碼器脈沖數 |
1024 |
按照編碼器實際的線數來設定 |
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P20.02 |
編碼器方向 |
0或1 |
可根據P18.00測速值的正負來確定編碼器方向 |
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P18.00 |
編碼器實測頻率 |
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1、該參數是只讀參數，不可更改 |
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2、編碼器測速值，與實際轉速的大小及正負方向應一致，否則編碼器方向反或者編碼器脈沖數設置錯誤 |
|||
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P18.02 |
編碼器Z脈沖計數值 |
|
1、該參數是只讀參數，不可更改 |
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2、Z脈沖計數值應保持不變，否則說明有干擾或者編碼器線數設置錯誤 |
六、客戶評價
整個試機過程是跟一品牌伺服驅動器同時進行，數控槍鉆進行深孔加工時，主軸轉速一般要求在2100r/min至2500r/min之間，實際測試效果，Goodrive35變頻器在電機噪音及振動方面的性能均要優于品牌伺服驅動器，Goodrive35變頻器在數控槍鉆主軸電機上的應用，完全可以滿足客戶要求，獲得客戶高度肯定。
關于英威騰：
英威騰，成立于2002年，致力于成為全球領先、受人尊敬的電氣傳動、工業控制、新能源領域產品與服務供應商，2010年在深交所A股上市。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，總部員工1100多人，國內、外辦事處30余個，控股子公司9家，業務涉及電氣傳動、工業自動化、新能源、軌道交通牽引、礦用防爆、能源管理、樓宇智能等領域。在基礎業務變頻器領域，英威騰占據國內領先地位，擁有覆蓋高、中、低壓通用及各行業專用豐富的產品系列，產品在市政、塑膠、油田、化工、冶金、紡織、機床、礦山等行業廣泛應用，產品銷售遍布全球60多個國家和地區。
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