一、應(yīng)用概況

數(shù)控鉆攻機(jī)是一種在機(jī)械加工領(lǐng)域應(yīng)用廣泛的設(shè)備，鉆攻機(jī)是一種集鉆孔、攻絲等多種加工功能于一體的金屬加工機(jī)床，也被稱為鉆孔攻牙機(jī)。鉆攻機(jī)能在金屬或其他硬質(zhì)材料上進(jìn)行精確的鉆孔操作，為后續(xù)的裝配或其他加工工序提供定位孔或安裝孔；可在已鉆好的孔內(nèi)加工出螺紋，實(shí)現(xiàn)零件之間的螺紋連接；部分鉆攻機(jī)還具備一定的銑削功能，可對工件進(jìn)行平面銑削、輪廓銑削等加工。鉆攻機(jī)通過電機(jī)驅(qū)動主軸旋轉(zhuǎn)，使安裝在主軸上的刀具進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)切削。設(shè)備通過預(yù)設(shè)的加工程序，精確控制伺服電機(jī)驅(qū)動主軸和進(jìn)給機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的位置控制和加工動作。

二、系統(tǒng)方案

本文是基于邁信EP5S系列伺服主軸驅(qū)動器在數(shù)控鉆攻機(jī)上的應(yīng)用。EP5S作為主軸驅(qū)動單元，配合蘇尼康EtherCAT總線數(shù)控系統(tǒng)，通過CNC程序控制機(jī)床的運(yùn)動軌跡和加工參數(shù)，利用轉(zhuǎn)動和推進(jìn)方式將刀具鉆入工件表面，在一次裝夾中可連續(xù)完成鉆、擴(kuò)、鉸、鏜、攻絲的精準(zhǔn)加工。配套機(jī)床廣泛應(yīng)用于汽車制造、模具制造、3C電子、航空航天等多行業(yè)的零部件加工制造。


三、應(yīng)用現(xiàn)場圖片

機(jī)床本體 / 機(jī)械結(jié)構(gòu) / 電氣柜


四、機(jī)床工藝要求

1、鉆攻機(jī)床要求主軸電機(jī)最高轉(zhuǎn)速＞10000rpm，支持旋變編碼器接口。較高的轉(zhuǎn)速可提高加工效率，特別是在加工小孔和進(jìn)行高速攻絲時(shí)，能有效縮短加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

2、鉆攻機(jī)床要求主軸驅(qū)動器支持位置/速度控制模式，進(jìn)給功能(C軸功能)和定向功能(準(zhǔn)停功能)，以滿足鉆孔、剛性攻絲以及鉆攻機(jī)的某些加工工藝需要。

3、鉆攻機(jī)床主軸的徑向跳動和軸向竄動要控制在極小范圍內(nèi)，通常徑向跳動不超過 0.003mm，軸向竄動不超過 0.005mm，以保證鉆頭和絲錐在加工過程中的穩(wěn)定性，提高加工精度和表面質(zhì)量。

4、鉆攻機(jī)床要求主軸在正、反向轉(zhuǎn)動時(shí)均可進(jìn)行自動加、減速控制，并且加、減速時(shí)間要短。主軸電機(jī)運(yùn)行啟停平穩(wěn)，轉(zhuǎn)速波動小，運(yùn)行時(shí)不能出現(xiàn)抖動，定位精確。


五、調(diào)試步驟

第一步：安裝EP5S主軸驅(qū)動器及主軸電機(jī)，并確保接線正確。系統(tǒng)上電，確定EtherCAT通訊網(wǎng)絡(luò)正常。


第二步：主軸電機(jī)適配。搭配邁信成套主軸電機(jī)時(shí)，正確設(shè)置主軸電機(jī)代碼；搭配第三方電機(jī)時(shí)，使用EP5S自學(xué)習(xí)功能，自動識別主軸電機(jī)參數(shù)及慣量。

先通過Fn-2進(jìn)入單機(jī)模式，然后通過Fn6功能觸發(fā)異步電機(jī)離線參數(shù)辨識功能，完成對定子電阻，轉(zhuǎn)子電阻，互感，漏感的辨識。運(yùn)行Fn6功能后，使能燈亮，當(dāng)屏幕顯示DONE且使能燈滅時(shí)，辨識結(jié)束，辨識過程大概需要花費(fèi)半分鐘左右。辨識結(jié)束后，按后退鍵退出Fn6功能，此時(shí)可以通過P菜單査詢辨識的參數(shù)結(jié)果P702~P705，通過E-set保存該結(jié)果。



第三步：根據(jù)編碼器類型及安裝方式，確定電機(jī)與編碼器傳動比例，正確設(shè)置編碼器線數(shù)及電子齒輪比相關(guān)參數(shù)。


第四步：旋轉(zhuǎn)主軸電機(jī)，確定電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向及編碼器旋轉(zhuǎn)方向，如反向可通過EP5S相關(guān)參數(shù)進(jìn)行修改。


第五步：測試加工效果，可通過EP5S環(huán)路增益參數(shù)調(diào)整，以配合機(jī)床機(jī)械達(dá)到最優(yōu)的加工效果。



六、EP5S伺服主軸產(chǎn)品特點(diǎn)

1、功率型號：3.7kW、5.5kW、7.5kW、11kW、15kW
2、電壓等級：AC380V -15%~+10% 50/60Hz
3、控制方式：EtherCAT總線控制，支持位置、速度、扭矩控制模式
4、雙編碼器接口，全閉環(huán)控制。支持方波、正余弦、串口通信、旋變等形式編碼器信號輸入
5、支持同步/異步主軸電機(jī)控制
6、支持主軸電機(jī)參數(shù)及慣量自學(xué)習(xí)
7、窄體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，節(jié)省安裝空間

8、直插自鎖式電源接線端子，接線簡便快捷