台达A2-L 伺服在数控雕铣机上的应用

目前国内需要以市场为导向，加大力气提高自主创新能力，积极调整产业结构和产品结构。作为机床核心技术之一的雕铣机，在高速高精方面做得更是越来越棒。

一、设备外观

二、电气配置

三、调机步骤与分析

1、PA系统采用模拟量控制，模拟量对外界干扰较敏感，因此做好防干扰措施是非常必要的；由于系统或者伺服的硬件区别，零漂的问题随之会产生，因此在正常调机前，需要对伺服的硬件做一次校准动作，即：P2-08=20，P4-10=5（此需要在伺服OFF，且外部模拟量无输出情况下），有时候在校准后也无法完全消除零漂问题，这样可以通过P4-22进行电压的OFFSET设定，使得零漂值达到最小。

2、参数P1-59对模拟速度指令的线性滤波有很大的帮助。我列举以下修改P1-59=0和2的波形进行比对。如下图：

这两幅图，可以明显的看出，下图的速度更随性比较好。并且命令更是相当平滑。在实际的加工效果上，也起到了不同凡响的效果。此参数值大小的设置，可以根据电流的波动情况而具体设置。

3、一般雕铣机的都需要高速高精，自然伺服的响应也要被拉到极限。但对于机械自然震动频率的影响，当伺服带宽拉到一定高的时候，会产生共振问题，而产生很大的噪音。而A2伺服内部可以进行系统鉴别的频谱，可以清楚地看出，各个惯量比的设定是否正确，各个共振点的频率等等。对于调整好一个稳定系统，变得轻而易举。如下图：

4、雕铣机常见问题：一般雕铣机都会测试加工球形工件，而在Z轴换向处会产生线条。对于一般采用位置控制的CNC系统，可以在上位机做尖角补偿（又叫过象限补偿）。而对于采用仿真量控制的系统，一般不存在此类补偿。为了解决此过象限问题，因此只有提高伺服带宽，增加响应性。在受限与机械自然共振频率下，我们无法再调高伺服带宽的情况下，我们又如何解决呢？而A2-L增加了一组摩擦力补偿，P1-62，P1-63让你完全无后顾之忧（P1-62摩擦力补偿百分比，P1-63摩擦力补偿平滑常数）。

前者为没有进行补偿时的命令与追随的示波器，后者为补偿后的示波器，补偿效果非常好。但在补偿的时候，要注意到一个P1-38的参数。因为P1-62，P1-63补偿量是在判断伺服是处于零速启动的过程中开始做补偿，而P1-38正是零速判断的条件。所以要想能更好的补偿，必须选择合适的时机，即P1-38设置越小，补偿效果越好。下图为软件模拟补偿示意图。

通过零速启动瞬间的摩擦力补偿，消除了因为静摩擦力作用而产生启动瞬间追随落后，改善了过象限出现线条问题。

四. A2-L伺服的性能介绍

ASD-A2-L系列伺服的功率数由0.1KW到7.5KW，其优越的性能特点如下：

■ ASD-A2-L系列支持20位的高分辨率编码器，满足机器设备高精度定位控制及平稳低速运转的应用需求；

■ 优异的高速性能表现：速度响应带宽为1000Hz,命令整定时间可达1ms以下；

■ 空载情况下，额定转速-3000r/min至3000r/min加速时间只需7ms；

■ 高灵活的PR编程功能，全死循环控制，2组自动共振抑制功能+一组手动共振抑制；

■ 内置摩擦力补偿，对上位机功能的互补。

五、结束语

台达针对雕刻机高速高精的特点，特推出了高分辨率和高响应的A2-L伺服，并解决Z轴换向点出现象限纹的摩擦力补偿功能。

台达C200变频器在雕刻机上的应用

【摘要】本文主要介绍台达C200变频器驱动高速主轴电机在雕刻机上的应用。

【Abstract】This paper mainly introduces the application of Delta C200 inverter in driving motor of spindle in the engraving machines.

【关键字】C200变频器；高速主轴；雕刻机

【Keywords】C200 converter; high-speed spindle; carving machine

随着制造业的发展，五金、广告制品加工等行业对高速高精度雕刻机的需求与日俱增，而适合驱动高速电主轴的驱动器也在不断发展，电主轴通常采用变频调速方法，其驱动控制特性为恒转矩驱动，输出功率和转速成正比，基频以上的调速也在越来越多的场合得到应用。

高速主轴电机能够实现高速运转，除了凭借电机本身优秀的高速特性，还需要有一台能够驱动其稳定运行的高频输出变频器。台达C200系列变频器是包含高频输出功能的通用变频器，丰富的功能和良好的驱动适应性使它在多种应用场合表现出色。

本文将介绍C200变频器高频输出功能应用在某厂牌雕刻机所配置的主轴驱动系统，变频器在900Hz加工工件，达到完美效果。

调试设备我国华南某品牌雕刻机，主轴电机为国产高速主轴，该电机极数为4极，功率5.5kW（VFD055CB43A-20），额定电压380V，额定频率450Hz，额定转速13500rpm,最高输出转速27000rpm，用户对变频器调试的要求为：主轴工作在速度开环平稳启动的前提下，电机转速达到27000转重载切削测试。

下面将介绍C200在雕刻机电主轴的调试过程。

图1 变频器主回路配线图

调试步骤：

（1）变频器上电前，检查配线是否正确，接地布线是否良好可靠；

（2）00-02=9恢复出厂设置（基底频率50Hz）；

（3）检查机种代码00-00是否与机型相符；

（4）基本参数设置：VF控制模式是依照电机本身适用的VF曲线对变频器进行参数设置，最终达到变频器输出电压频率曲线符合电机的VF特性。

01-00=900 最高操作频率900Hz（设置前需确定当前变频器为高频版本）；

01-01=450 电机额定频率450Hz；

01-02=380 电机额定电压380V；

高速电主轴带载工作时，一般需要作过转矩限制或电流限制，以确保主轴不会因过转矩或电流过大而损坏，所以一般在机器运转前需要设置保护参数：

06-06 出现过转矩OT1报警后，立刻停止运转

06-07 过转矩报警电流准位

06-08=1 过转矩时间准位1s

06-12 变频器输出最大电流限制

01-12=5 01-13=5 加减速时间均为5s

参数设置完成。

用监控软件查看0~900Hz加速和减速运转时的波形。

图2 加减速时的变频器频率命令、实际输出频率、DCBUS电压波形

由图2中所示为电机加速、减速运转时的波形，可见由于减速时电机回升能量造成变频器直流母线电压上升，触发变频器刹车电阻工作，直流母线电压维持在可接受范围内，说明变频器在快速加减速时能够有效控制变频器输出，在刹车电阻的辅助下，保证了系统的安全正常运转。

本次调试也进行了C200重载切削测试，相同机台同样测试条件下，5.5kW C200与台达B系列5.5kW变频器驱动相同主轴电机，对切削工件效果进行对比，发现切削效果没有区别，C200驱动主轴电机的加工性能与同文件B系列一致，C200变频器在现场得到了用户的肯定。

图3 C200与台达B系列同样测试条件下切削效果对比,效果相同

台达C200变频器支持高频输出，驱动高速电主轴的典型应用，能够完全满足雕刻机行业对主轴系统的技术要求，进一步拓宽了C系列变频器在该行业的应用范围。

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