1.引言

隨著中國經(jīng)濟的快速發(fā)展，市場對高速高精度雕銑機的需求日益增多。顧名思義，雕銑機既可做精細雕刻，又能做切割、鏤銑，在一定程度上既可以替代雕刻機，也可以替代一些小型的加工中心，應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛，在模具行業(yè)、電子信息行業(yè)、汽車行業(yè)乃至傳統(tǒng)的五金、家具等行業(yè)都有著巨大的應(yīng)用需求，市場前景廣闊。而數(shù)控高速雕銑機是伺服產(chǎn)品的重點應(yīng)用行業(yè)，考驗伺服產(chǎn)品性能的好壞。一臺雕銑機一般需要3-5臺伺服電機做高速進給，可見對伺服產(chǎn)品的需求量甚大。根據(jù)工作臺、加工件大小以及重量不同，所選伺服電機的范圍一般在200W至1KW之間。

2. 雕銑機系統(tǒng)架構(gòu)

一般雕銑機的結(jié)構(gòu)包括以下部分：數(shù)控系統(tǒng)、主軸系統(tǒng)和運動進給系統(tǒng)。該企業(yè)的雕銑機數(shù)控是由專用運動控制卡組成，客戶獨立開發(fā)的控制程序。主軸系統(tǒng)采用國外進口一體式的電主軸，利用英威騰CHV系列變頻器進行驅(qū)動。運動進給系統(tǒng)由3臺伺服電機組成。其中一臺用于X軸進給，一臺用于Y軸進給，一臺用于Z軸進給。其中X、Y軸運動進給系統(tǒng)由滾珠絲桿，彈性聯(lián)軸器，線性導(dǎo)軌，伺服電機等組成，伺服電機選用的為英威騰750W伺服產(chǎn)品。Z軸運動進給系統(tǒng)也由滾珠絲桿，彈性聯(lián)軸器，線性導(dǎo)軌，伺服電機等組成，伺服電機選用的為英威騰400W伺服產(chǎn)品，帶抱閘系列。
該企業(yè)的雕銑機機械設(shè)計采用超寬的立柱和橫梁，它有極好的對稱性和極佳的剛性，移動部分則加寬了導(dǎo)軌與導(dǎo)軌之間的距離，以克服不良力矩的問題。這是高速切削設(shè)備的首選結(jié)構(gòu)。因為這種結(jié)構(gòu)基本上可以保證雕銑機的非移動部分的剛性盡可能的好，而移動部分在保持靈活的同時，也會保持較好的剛性。而且這還有利于在不影響機械系統(tǒng)剛度的同時，盡量減小機械轉(zhuǎn)動慣量。較小的機械轉(zhuǎn)動慣量比可以保證伺服系統(tǒng)有很高的響應(yīng)頻率。而雕銑機對伺服性能的要求就是要有很高的響應(yīng)頻率，很高的系統(tǒng)剛性，良好的低速特性。其結(jié)構(gòu)示意圖如下：

3.英威騰伺服調(diào)試

英威騰伺服已經(jīng)在彈簧機、高速繞線機、高速剝線機、雕銑機、、卷繞機、切割機、機器人、紡織機械、包裝機械等行業(yè)得到成功的應(yīng)用，具有接線簡單、調(diào)試方便的特點。

伺服驅(qū)動器一般有電流環(huán)、速度環(huán)和位置環(huán)三個環(huán)路組成，其結(jié)構(gòu)圖如下：

伺服驅(qū)動器結(jié)構(gòu)圖

英威騰伺服調(diào)試的一般原則是：當(dāng)電機固定后，電流環(huán)參數(shù)就固定不變。速度環(huán)參數(shù)與電機負載和機械轉(zhuǎn)動慣量有關(guān)，增益越高，積分時間越小，伺服驅(qū)動器的響應(yīng)越快，所以一般在調(diào)試的時候要在機械系統(tǒng)不振動的情況下盡可能提高速度環(huán)增益，減小速度環(huán)積分時間。位置環(huán)增益和機械系統(tǒng)剛度有關(guān)，這個要根據(jù)客戶的需要來設(shè)置。

a)  選擇合適慣量電機，機床機械轉(zhuǎn)動慣量要與電機慣量相匹配。

b)  進給速度提高后，伺服系統(tǒng)的跟隨誤差會隨速度的提高加大，影響移動件的動態(tài)精度，這就要求提高速度響應(yīng)，增大位置環(huán)剛度，大限度減小動態(tài)跟隨誤差。

c)機臺構(gòu)件有其固有頻率，當(dāng)產(chǎn)生諧振時，噪音，振動，響應(yīng)速度受限。利用英威騰伺服的上位機軟件確認諧振點，利用陷波濾波器消除機械諧振，提升機床響應(yīng)速度 。

d)  傳統(tǒng)手動調(diào)試伺服參數(shù)，經(jīng)驗性強，一般都可以調(diào)試到滿足機床要求，不過當(dāng)難以調(diào)試到狀態(tài)，可以用英威騰伺服上位機調(diào)試軟件進行調(diào)試，以幫助你把伺服調(diào)試到的性能。

英威騰伺服雕銑機應(yīng)用調(diào)試流程圖