摘 要：本文主要介紹廣州博瑋伺服科技BWS伺服驅(qū)動器在數(shù)控車床主軸上的應(yīng)用。

　　1 引言

　　數(shù)控機床的發(fā)展水平和在金屬切削機床中所占的百分比，是衡量一個國家工業(yè)發(fā)展水平和制造水平的一個重要標志。數(shù)控車床是數(shù)控機床中的重要一種。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)數(shù)控車床已經(jīng)發(fā)展出平床身，斜床身等多種規(guī)格，并且在制造業(yè)中廣泛應(yīng)用。目前數(shù)控車床的主軸已經(jīng)廣泛采用變頻調(diào)速控制，甚至異步伺服控制，大大提高了加工效率。本文主要闡述廣州博瑋伺服科技BWS伺服驅(qū)動器在平床身數(shù)控車床上的應(yīng)用。

　　2 平床身數(shù)控車床主軸的要求簡介

　　主軸是車床上的重要組成部分，主軸的轉(zhuǎn)速以及轉(zhuǎn)矩對于加工效率，加工工件的范圍以及工件的加工精度，都起著至關(guān)重要的作用。普通車床采用普通交流異步電機以及齒輪箱傳動，實現(xiàn)多檔有級變速，切換轉(zhuǎn)速時，一般需要停止主軸通過換擋來實現(xiàn)。為提高效率，數(shù)控車床采用伺服驅(qū)動技術(shù)，大大簡化了齒輪箱，實現(xiàn)了無級調(diào)速。
　　6136 型數(shù)控車床主軸電動機參數(shù)如下：
　　選用電機型號：VFG132A-50-5.5
　　額定功率:5.5kW;
　　額定頻率:50Hz;
　　額定電壓:380V;
　　額定電流:13A;
　　額定轉(zhuǎn)速:1400r/min;
　　機械傳動比:2:3;
　　加工材料:45#鋼;
　　實際測試性能指標:
　　主軸轉(zhuǎn)速:200r/min(伺服驅(qū)動器運行頻率0～10Hz);
　　主軸轉(zhuǎn)速:450r/min(伺服驅(qū)動器運行頻率12Hz左右)的進刀性能及速度。

　　3 廣州博瑋伺服科技BWS-BBG系列伺服驅(qū)動器特點

　　選用廣州博瑋伺服科技BWS-BBG系列伺服驅(qū)動器,具有如下特點：
　?、?控制系統(tǒng)為基于DSP 的高性能矢量控制變頻器，波形產(chǎn)生方式為異步空間閉環(huán)PWM，
　?、?提供標準的DC0～10V范圍可調(diào)整，DC0～20mA范圍可調(diào)整，能夠與大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)接口兼容，通用性強;
　?、?電壓允許波動范圍：±15%；頻率允許波動范圍：±5%
　?、?過載能力：額定電流150%－1 分鐘，額定電流200%－0.1 秒
　　⑸ 轉(zhuǎn)差補償：0～10%，自動轉(zhuǎn)差補償
　?、?提供多功能的輸出端子信號，多達6路輸出信號，每路有32種信號可供選擇

　　4 BWS-BBG伺服驅(qū)動器的連接與參數(shù)調(diào)整

　　客戶選配BWS-BBH異步伺服電機為5.5KW/50Hz/380V，選用BWS-BBG伺服驅(qū)動器型號為BWS-BB-5R5G33B，制動電阻780W/75Ω；BWS伺服驅(qū)動器V2/V3端子提供與數(shù)控系統(tǒng)速度模擬量，V2接數(shù)控系統(tǒng)模擬量接口正信號，V3接負信號，信號為0-10V模擬電壓信號，控制主軸轉(zhuǎn)速。FWD/REV/COM為BWS伺服驅(qū)動器的正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)信號端子，通常由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出正轉(zhuǎn)信號FWD 或者反轉(zhuǎn)REV，來驅(qū)動中間繼電器，中間繼電器的常開接點接入BWS伺服驅(qū)動器FWD/COM 或者REV/COM，從而控制BWS伺服驅(qū)動器的正反轉(zhuǎn)。

　　調(diào)試參數(shù)：

　　1、BWS-BH異步伺服電機參數(shù)調(diào)整
　　電機參數(shù)調(diào)整應(yīng)該在設(shè)置電流環(huán)參數(shù)之前。
　　b00＝2，4 極電機
　　b01＝13，電機額定電流13A，該參數(shù)設(shè)定后，電流環(huán)參數(shù)和電機參數(shù)會自動設(shè)置為Y系列4極電機的參數(shù)，所以設(shè)定后如需更改，請相應(yīng)修改電流環(huán)參數(shù)和電機參數(shù)。
　　b02＝380V，電機額定電壓380V
　　b03＝1400rpm，電機額定轉(zhuǎn)速1400rpm
　　b04＝50Hz，電機額定頻率
　　b10＝2500，PG 脈沖數(shù)（按照編碼器銘牌設(shè)置）
　　b12，PG 旋轉(zhuǎn)方向，需要手動測試確定。
　　特別需要注意，由于閉環(huán)控制需要提供電機參數(shù)（阻抗），BWS伺服驅(qū)動器提供電機參數(shù)自整定功能b13，選擇b13=1，通過面板運行鍵，變頻器會自動運行。自動運行過程中，除了計算出電機參數(shù)以外，還能夠檢測出空載電流，這幾個參數(shù)對于閉環(huán)控制能夠表現(xiàn)出較高的性能非常重要，這個過程會持續(xù)十幾秒鐘時間。在執(zhí)行自整定功能前，一定要確認電機側(cè)是否沒有任何連接，包括減速皮帶。

　　2、PG 方向確定和電機方向確定
　　PG 的方向需要手動測量
　　F01＝2，帶PG 矢量控制模式
　　F02＝5Hz，給定頻率5Hz
　　F09＝5S，加速時間5S
　　F10＝5S，減速時間5S
　　手動運行，如果電機可以正常運行到5Hz，表示b12PG 旋轉(zhuǎn)方向設(shè)定正確。
　　如果電機只能運行在1Hz 以下，表示PG旋轉(zhuǎn)方向需要更改。
　　電機方向確定給定正轉(zhuǎn)運行命令
　　如果電機正轉(zhuǎn)，表示電機方向設(shè)定正確。
　　如果電機反轉(zhuǎn)，表示電機方向與命令方向相反，需要更改端子的命令，將FWD 和REV 的
　　接線端子對調(diào)。

　　3、矢量參數(shù)調(diào)整
　　F01＝2，帶PG 矢量控制模式
　　F04＝1，V2 給定
　　F05＝3，端子臺控制
　　F09＝0.5S，加速時間（根據(jù)客戶的要求）
　　F10＝0.1S，減速時間（根據(jù)客戶的要求）
　　F13＝175Hz，對應(yīng)于模擬信號10V 輸入時BWS伺服驅(qū)動器的輸出頻率，由于是在0-3500rpm范圍內(nèi)
　　調(diào)速，將機械減速比折算進去以后，此參數(shù)需要設(shè)置為175HZ
　　F14＝50Hz，基本頻率
　　F15＝8KHz，載波頻率
　　F17＝175Hz，上限頻率
　　F18＝10％，S曲線加速起始段
　　F19＝5％，S曲線減速起始段
　　F27＝1，自由停車模式
　　F42＝1，有過壓失速保護功能
　　F43＝1，有電流限幅功能
　　F48＝3，故障重復(fù)次數(shù)3次
　　F49＝0.5S，故障恢復(fù)時間

　　5 測試結(jié)論

　　BWS伺服驅(qū)動器的轉(zhuǎn)速由外部模擬量信號來控制，根據(jù)加工工藝(如;粗加工、精加工等)需要不同的轉(zhuǎn)速，可由數(shù)控系統(tǒng)輸出不同的模擬量電壓信號，調(diào)節(jié)不同的轉(zhuǎn)速。啟停信號以及報警信號處理等均由數(shù)控系統(tǒng)控制，提高自動化程度。自動轉(zhuǎn)矩提升功能，即使在低轉(zhuǎn)速（低頻）運行下也能平穩(wěn)輸出100% 的轉(zhuǎn)矩，滿足不同零件的加工需要，完全可以取代傳統(tǒng)的滾動軸承主軸結(jié)構(gòu)，并且此主軸結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、可以實現(xiàn)真正的無級調(diào)速。較寬的電壓波動范圍和轉(zhuǎn)速追蹤功能，可適應(yīng)用戶電網(wǎng)波動。主軸電機采用廣州博瑋伺服科技BWS-BBG系列伺服驅(qū)動器驅(qū)動，完全能夠滿足加工要求，提高了機床的加工效率。