摘要：本文旨在介紹CoolDrive A8伺服驅(qū)動(dòng)器在立式加工中心上的應(yīng)用，同時(shí)為客戶提供一套完整的伺服系統(tǒng)解決方案。

關(guān)鍵字：清能德創(chuàng) CoolDrive A8 伺服 立式加工中心

1、概述

CoolDrive A8伺服驅(qū)動(dòng)器是清能德創(chuàng)電氣技術(shù)（北京）有限公司（以下簡(jiǎn)稱清能德創(chuàng)）最新推出的國(guó)內(nèi)首款網(wǎng)絡(luò)化模塊化伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，融合了共直流母線、能效管理、功能安全，多軸同步等多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，為客戶提供更節(jié)能，更靈活，更安全的伺服系統(tǒng)。本文主要介紹CoolDrive A8高端伺服系統(tǒng)作為進(jìn)給驅(qū)動(dòng)在立式加工中心上的應(yīng)用。

2、立式加工中心

立式加工中心是指主軸軸線與工作臺(tái)垂直設(shè)置的加工中心，主要適用于加工板類、盤(pán)類、模具及小型殼體類復(fù)雜零件，能完成銑、鏜削、鉆削、攻螺紋和用切削螺紋等工序。

立式加工中心最少是三軸二聯(lián)動(dòng)，一般可實(shí)現(xiàn)三軸三聯(lián)動(dòng)。有的可進(jìn)行五軸、六軸控制。立式加工中心由于立柱高度有限，對(duì)箱體類工件加工范圍要減少，這是立式加工中心的缺點(diǎn)。但立式加工中心工件裝夾、定位方便；刃具運(yùn)動(dòng)軌跡易觀察，調(diào)試程序檢查測(cè)量方便，可及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，進(jìn)行停機(jī)處理或修改；冷卻條件易建立，切削液能直接到達(dá)刀具和加工表面；三個(gè)坐標(biāo)軸與笛卡兒坐標(biāo)系吻合，感覺(jué)直觀與圖樣視角一致，切屑易排除和掉落，避免劃傷加工過(guò)的表面。此外，與相應(yīng)的臥式加工中心相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，占地面積較小，價(jià)格較低。

3、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 為什么選擇CoolDrive A8

通過(guò)前期與客戶溝通，我們了解到此前客戶相繼使用過(guò)國(guó)外脈沖式伺服系統(tǒng)以及總線式伺服系統(tǒng)。脈沖式伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能較差，進(jìn)行補(bǔ)償算法和電流前饋時(shí)需要模擬量輸出，信號(hào)干擾較大，控制器無(wú)法實(shí)時(shí)采集和處理驅(qū)動(dòng)器信號(hào)，且設(shè)備接線復(fù)雜，系統(tǒng)調(diào)試及故障檢測(cè)比較繁瑣。而國(guó)外的總線式伺服雖然性能較好，但是價(jià)格高昂，技術(shù)支持也比較滯后。

對(duì)于客戶遇到的這些問(wèn)題，CoolDrive A8是非常適合的解決方案。CoolDrive A8支持EtherCAT高速工業(yè)以太網(wǎng)，而且是國(guó)內(nèi)首家通過(guò)ETG一致性測(cè)試的產(chǎn)品；同時(shí)，CoolDrive A8內(nèi)置的電流環(huán)、速度環(huán)以及位置環(huán)的循環(huán)時(shí)間分別達(dá)到了62.5us、 125us和250us, 充分滿足加工中心對(duì)伺服系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)和同步性的要求。CoolDrive A8還具有加速度前饋補(bǔ)償功能和摩擦轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償功能，有效解決了由于外部干擾或摩擦變動(dòng)引起的響應(yīng)性變差，位置跟隨誤差變大問(wèn)題，提高系統(tǒng)定位精度。

CoolDrive A8在國(guó)內(nèi)伺服廠商中創(chuàng)新性的采用模塊化設(shè)計(jì)。整個(gè)系統(tǒng)由整流模塊和電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊構(gòu)成，通過(guò)直流母線連接。這樣的結(jié)構(gòu)便于用戶進(jìn)行系統(tǒng)擴(kuò)展，而且連線非常簡(jiǎn)單，共直流母線還能提高系統(tǒng)的能源效率，使設(shè)備更加節(jié)能。此外，CoolDrive A8還內(nèi)置了STO、SS1、SS2等安全功能，在緊急情況下能夠按照事先預(yù)定的規(guī)則進(jìn)行安全停車，保護(hù)設(shè)備及人員的安全。

更為重要的是，作為國(guó)產(chǎn)高端伺服產(chǎn)品，CoolDrive A8在滿足客戶要求的同時(shí)，產(chǎn)品價(jià)格遠(yuǎn)低于國(guó)外同類產(chǎn)品。同時(shí)清能德創(chuàng)作為本土品牌，能夠更快速的響應(yīng)客戶需求，提供更及時(shí)的技術(shù)服務(wù)支持。

客戶在詳細(xì)了解CoolDrive A8的產(chǎn)品特點(diǎn)及性能指標(biāo)后，便決定同清能德創(chuàng)合作，為其最新的立式加工中心設(shè)計(jì)系統(tǒng)方案。

3.2立式加工中心系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

（1）進(jìn)給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：滾珠絲杠+彈性聯(lián)軸器+直線滑軌+CoolDrive A8伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

（2）主軸系統(tǒng)：某國(guó)產(chǎn)品牌主軸伺服系統(tǒng)（7.5KW）。

（3）數(shù)控系統(tǒng)：廈門(mén)愛(ài)迪納ADXi5數(shù)控系統(tǒng)(S-140M加DX-110A加IX-320)。

4、加工效果分析

4.1評(píng)價(jià)說(shuō)明

此次臺(tái)階件（尺寸件）評(píng)價(jià)主要看加工出零件的尺寸是否在尺寸要求范圍以內(nèi)；3D件評(píng)價(jià)主要看加工出的零件表面光潔度是否滿足要求。

4.2影響加工效果的因素

1、加工程序編寫(xiě)是否合理；

2、刀具選用是否正確；

3、對(duì)刀是否準(zhǔn)確；

4、粗加工和精加工是否按照工藝要求操作，比如：精加工時(shí)要求根據(jù)加工效果適當(dāng)修改刀具半徑補(bǔ)償（G41），但實(shí)際加工過(guò)程中沒(méi)有修改。

5、加工中心本身機(jī)械誤差比較大；

6、加工環(huán)境；

7、系統(tǒng)參數(shù)、驅(qū)動(dòng)器參數(shù)等調(diào)整是否達(dá)到最佳；

8、主軸轉(zhuǎn)速是否達(dá)到加工速度要求；

9、進(jìn)給軸速度設(shè)定是否合理。

4.3客戶評(píng)價(jià)

本次現(xiàn)場(chǎng)試用加工零件經(jīng)過(guò)客戶的測(cè)量對(duì)比，給予清能德創(chuàng)伺服產(chǎn)品極高的評(píng)價(jià)。加工尺寸誤差保證在0.01mm左右，伺服最大位置跟隨誤差通過(guò)上位監(jiān)控顯示為0.007mm，完全滿足客戶對(duì)加工產(chǎn)品的要求，并且性能指標(biāo)超過(guò)了客戶此前使用的總線式伺服產(chǎn)品。

5、結(jié)束語(yǔ)

清能德創(chuàng)以“成為電氣傳動(dòng)和能源領(lǐng)域引領(lǐng)技術(shù)創(chuàng)新的高科技公司”為己任，秉承著綠色、節(jié)能、高效的產(chǎn)品理念，著眼于用戶的實(shí)際需求與國(guó)際尖端水平，通過(guò)極具前瞻性的研發(fā)平臺(tái)，傾力打造國(guó)產(chǎn)高性能伺服驅(qū)動(dòng)產(chǎn)品，從而更好的助力于中國(guó)制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)！