一、應用概況

數(shù)控鉆攻機是一種在機械加工領域應用廣泛的設備，鉆攻機是一種集鉆孔、攻絲等多種加工功能于一體的金屬加工機床，也被稱為鉆孔攻牙機。鉆攻機能在金屬或其他硬質材料上進行精確的鉆孔操作，為后續(xù)的裝配或其他加工工序提供定位孔或安裝孔；可在已鉆好的孔內加工出螺紋，實現(xiàn)零件之間的螺紋連接；部分鉆攻機還具備一定的銑削功能，可對工件進行平面銑削、輪廓銑削等加工。鉆攻機通過電機驅動主軸旋轉，使安裝在主軸上的刀具進行高速旋轉切削。設備通過預設的加工程序，精確控制伺服電機驅動主軸和進給機構，實現(xiàn)精準的位置控制和加工動作。

二、系統(tǒng)方案

本文是基于邁信EP5S系列伺服主軸驅動器在數(shù)控鉆攻機上的應用。EP5S作為主軸驅動單元，配合蘇尼康EtherCAT總線數(shù)控系統(tǒng)，通過CNC程序控制機床的運動軌跡和加工參數(shù)，利用轉動和推進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、鉸、鏜、攻絲的精準加工。配套機床廣泛應用于汽車制造、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、應用現(xiàn)場圖片

機床本體 / 機械結構 / 電氣柜


四、機床工藝要求

1、鉆攻機床要求主軸電機最高轉速＞10000rpm，支持旋變編碼器接口。較高的轉速可提高加工效率，特別是在加工小孔和進行高速攻絲時，能有效縮短加工時間，提高生產效率。

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

3、鉆攻機床主軸的徑向跳動和軸向竄動要控制在極小范圍內，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量。

4、鉆攻機床要求主軸在正、反向轉動時均可進行自動加、減速控制，并且加、減速時間要短。主軸電機運行啟停平穩(wěn)，轉速波動小，運行時不能出現(xiàn)抖動，定位精確。


五、調試步驟

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


第二步：主軸電機適配。搭配邁信成套主軸電機時，正確設置主軸電機代碼；搭配第三方電機時，使用EP5S自學習功能，自動識別主軸電機參數(shù)及慣量。

先通過Fn-2進入單機模式，然后通過Fn6功能觸發(fā)異步電機離線參數(shù)辨識功能，完成對定子電阻，轉子電阻，互感，漏感的辨識。運行Fn6功能后，使能燈亮，當屏幕顯示DONE且使能燈滅時，辨識結束，辨識過程大概需要花費半分鐘左右。辨識結束后，按后退鍵退出Fn6功能，此時可以通過P菜單査詢辨識的參數(shù)結果P702~P705，通過E-set保存該結果。



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


第四步：旋轉主軸電機，確定電機旋轉方向及編碼器旋轉方向，如反向可通過EP5S相關參數(shù)進行修改。


第五步：測試加工效果，可通過EP5S環(huán)路增益參數(shù)調整，以配合機床機械達到最優(yōu)的加工效果。



六、EP5S伺服主軸產品特點

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/異步主軸電機控制
6、支持主軸電機參數(shù)及慣量自學習
7、窄體結構設計，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