一. 前言
大連安迪數(shù)控技術(shù)有限公司是由留日海歸博士和國內(nèi)自動化學(xué)者共同投資組建的高新技術(shù)企業(yè)。公司位于大連市高新園區(qū)海外學(xué)子創(chuàng)業(yè)園。是一家專門從事于交流永磁同步伺服系統(tǒng)和交流異步伺服系統(tǒng)的研發(fā)、制造、銷售和服務(wù)為一體的自動化控制企業(yè)。公司可為客戶提供完美的解決方案。
隨著中國百姓生活水平的不斷提高，高檔手表、精美的鉆戒已不再是奢侈品，各種精美的家具也走入了尋常百姓的家中。數(shù)控雕銑機(jī)因其可以切割、鏤銑，并具有加工精度高，效率高等特點成為高精密加工的能手。數(shù)控雕銑機(jī)屬于模具加工行業(yè)的主要設(shè)備，一般分為模具加工和手板加工兩種。因為加工材料和要求不同，前一種精度要求較高，后一種相對較低，與數(shù)控雕刻機(jī)精度相似。模具加工用數(shù)控雕銑機(jī)，定位精度為2絲以內(nèi)，重復(fù)定位精度5μm之內(nèi)（軸竄動，徑向跳動），電機(jī)加工精度最高為2μm，軸承室的加工精度最高，一般需要3-5臺伺服系統(tǒng)用在進(jìn)給軸，是伺服產(chǎn)品應(yīng)用的重點領(lǐng)域。因此安迪數(shù)控有限公司對ADSD-S伺服系統(tǒng)在數(shù)控雕銑機(jī)的應(yīng)用制作了方案。
二、雕銑機(jī)的結(jié)構(gòu)
雕銑機(jī)一般由數(shù)控系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)和進(jìn)給軸系統(tǒng)組成。主軸系統(tǒng)一般采用變頻器進(jìn)行驅(qū)動電主軸，最高速度為2-5萬轉(zhuǎn)/分，一般加工速度為1-2萬轉(zhuǎn)/分。進(jìn)給軸系統(tǒng)一般分為X軸、Y軸和Z軸，分別由3臺同步伺服驅(qū)動器和同步永磁電機(jī)組成。按照機(jī)臺可分為兩種，600-850機(jī)臺，使用安川ΣII或者ΣV的850W，或者山洋1KW伺服，目前這兩個品牌的伺服為雕銑機(jī)行業(yè)使用的主流產(chǎn)品；500機(jī)臺一般使用安川750W，臺達(dá)750W等系列伺服。模具加工用雕銑機(jī)，一般使用安川和三洋為主；手板加工用雕銑機(jī)會使用臺達(dá)750W等。國產(chǎn)伺服目前沒有市場占有率。使用安迪伺服，主要分為兩種：替換安川850W，5.34NM伺服，使用安迪ADSD-S23-1.5K + ADSM-S130-060M25DK 1.5KW，Z軸控制主軸上下運動，需使用抱閘電機(jī)，抱閘由伺服驅(qū)動器輸出控制；替換臺達(dá)750W伺服，可用ADSD-S23-0.75K + ADSM –S80-024M30DKM 2.4NM，Z軸控制主軸上下運動，需使用抱閘電機(jī)，抱閘由伺服驅(qū)動器輸出控制。
高性能的數(shù)控雕銑機(jī)要求伺服系統(tǒng)有較高的響應(yīng)頻寬、系統(tǒng)剛性，以及良好的低速特性。這就要求可移動部分在保證靈活運動的同時，有良好的剛性，這樣能減小機(jī)械傳動的慣量，從而得到較高的響應(yīng)頻率。
三、雕銑機(jī)控制方案
控制方案：
數(shù)控系統(tǒng)主軸采用變頻控制，進(jìn)給軸有3個伺服輸出端口。
大連安迪數(shù)控同步伺服驅(qū)動器具體根據(jù)負(fù)載情況選擇驅(qū)動器及同步伺服電機(jī)。采用外部位置控制方式，由數(shù)控系統(tǒng)發(fā)AB相脈沖信號，電子齒輪比為1:1。
數(shù)控系統(tǒng)與伺服及電機(jī)等接線圖紙如下：
四、驅(qū)動器調(diào)試
通過安迪伺服驅(qū)動器上位機(jī)軟件或鍵盤，可以對控制器的參數(shù)進(jìn)行修改，在定位過程中，要保持較高的響應(yīng)頻率，需在保持電機(jī)不振動的情況下，調(diào)節(jié)基本參數(shù)B36速度比例增益盡量大，B37速度積分時間常數(shù)盡量?。辉倏措姍C(jī)定位是否準(zhǔn)確，若定位有過沖則稍調(diào)小B10位置比例增益。
大連安迪交流同步伺服選型和相關(guān)參數(shù)設(shè)置
軸 X Y Z
伺服驅(qū)動器 ADSD-S23-1.5K ADSD-S23-1.5K ADSD-S23-1.5K
伺服永磁電機(jī) ADSM-S130-060M25 ADSM-S130-060M25 ADSM-S130-060M25DZ
B00 2 2 2
B01 2 2 2
B10 60 60 60
B20 1 1 1
B36 300 300 260
B37 28 28 28
Y13 906 906 906
Y18 65413 65413 65413
實際調(diào)試需注意事項：
上述為使用安迪伺服的雕銑機(jī)加工的球面，調(diào)試中需注意：
1．如球面出現(xiàn)麻點，說明機(jī)床剛性過高，尤其是Z軸，機(jī)床在加工過程中產(chǎn)生了震動，需拉低電流環(huán)和速度環(huán)增益；
2．如出現(xiàn)拉刀痕跡，說明位置環(huán)剛性偏低，加工中位置跟蹤誤差大，需調(diào)整位置環(huán)增益，雕銑機(jī)系統(tǒng)對位置響應(yīng)要求較高，需拉高位置環(huán)增益；
3．可根據(jù)實際情況，降低速度換積分時間常數(shù)；
4．Z軸速度環(huán)不宜調(diào)整過高，容易在上升停止后產(chǎn)生振蕩；
5．三軸位置環(huán)增益需要保持一致，保證位置跟蹤誤差一致，才能保證加工圓周和圓球時，尺寸沒問題；
五、總結(jié)
通過實際加工對比發(fā)現(xiàn)，使用安迪伺服的雕銑機(jī)加工的模具，基本可達(dá)到模具，尺寸完全合格，手感良好，粗糙度（光潔度）良好，在光線下曲面光澤細(xì)膩程度略遜于使用安川ΣII雕銑機(jī)加工的模具。對于加工手板雕銑機(jī)功能足夠滿足要求，對于模具加工雕銑機(jī)可以達(dá)到要求。
通過實際加工觀察，安迪伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動器達(dá)到要求響應(yīng)速度和精度，并具有更優(yōu)良的性價比，可為企業(yè)創(chuàng)造更多的效益。
