一、应用概况

数控钻攻机是一种在机械加工领域应用广泛的设备，钻攻机是一种集钻孔、攻丝等多种加工功能于一体的金属加工机床，也被称为钻孔攻牙机。钻攻机能在金属或其他硬质材料上进行精确的钻孔操作，为后续的装配或其他加工工序提供定位孔或安装孔；可在已钻好的孔内加工出螺纹，实现零件之间的螺纹连接；部分钻攻机还具备一定的铣削功能，可对工件进行平面铣削、轮廓铣削等加工。钻攻机通过电机驱动主轴旋转，使安装在主轴上的刀具进行高速旋转切削。设备通过预设的加工程序，精确控制伺服电机驱动主轴和进给机构，实现精准的位置控制和加工动作。

二、系统方案

本文是基于迈信EP5S系列伺服主轴驱动器在数控钻攻机上的应用。EP5S作为主轴驱动单元，配合苏尼康EtherCAT总线数控系统，通过CNC程序控制机床的运动轨迹和加工参数，利用转动和推进方式将刀具钻入工件表面，在一次装夹中可连续完成钻、扩、铰、镗、攻丝的精准加工。配套机床广泛应用于汽车制造、模具制造、3C电子、航空航天等多行业的零部件加工制造。


三、应用现场图片

机床本体 / 机械结构 / 电气柜


四、机床工艺要求

1、钻攻机床要求主轴电机最高转速＞10000rpm，支持旋变编码器接口。较高的转速可提高加工效率，特别是在加工小孔和进行高速攻丝时，能有效缩短加工时间，提高生产效率。

2、钻攻机床要求主轴驱动器支持位置/速度控制模式，进给功能(C轴功能)和定向功能(准停功能)，以满足钻孔、刚性攻丝以及钻攻机的某些加工工艺需要。

3、钻攻机床主轴的径向跳动和轴向窜动要控制在极小范围内，通常径向跳动不超过 0.003mm，轴向窜动不超过 0.005mm，以保证钻头和丝锥在加工过程中的稳定性，提高加工精度和表面质量。

4、钻攻机床要求主轴在正、反向转动时均可进行自动加、减速控制，并且加、减速时间要短。主轴电机运行启停平稳，转速波动小，运行时不能出现抖动，定位精确。


五、调试步骤

第一步：安装EP5S主轴驱动器及主轴电机，并确保接线正确。系统上电，确定EtherCAT通讯网络正常。


第二步：主轴电机适配。搭配迈信成套主轴电机时，正确设置主轴电机代码；搭配第三方电机时，使用EP5S自学习功能，自动识别主轴电机参数及惯量。

先通过Fn-2进入单机模式，然后通过Fn6功能触发异步电机离线参数辨识功能，完成对定子电阻，转子电阻，互感，漏感的辨识。运行Fn6功能后，使能灯亮，当屏幕显示DONE且使能灯灭时，辨识结束，辨识过程大概需要花费半分钟左右。辨识结束后，按后退键退出Fn6功能，此时可以通过P菜单査询辨识的参数结果P702~P705，通过E-set保存该结果。



第三步：根据编码器类型及安装方式，确定电机与编码器传动比例，正确设置编码器线数及电子齿轮比相关参数。


第四步：旋转主轴电机，确定电机旋转方向及编码器旋转方向，如反向可通过EP5S相关参数进行修改。


第五步：测试加工效果，可通过EP5S环路增益参数调整，以配合机床机械达到最优的加工效果。



六、EP5S伺服主轴产品特点

1、功率型号：3.7kW、5.5kW、7.5kW、11kW、15kW
2、电压等级：AC380V -15%~+10% 50/60Hz
3、控制方式：EtherCAT总线控制，支持位置、速度、扭矩控制模式
4、双编码器接口，全闭环控制。支持方波、正余弦、串口通信、旋变等形式编码器信号输入
5、支持同步/异步主轴电机控制
6、支持主轴电机参数及惯量自学习
7、窄体结构设计，节省安装空间

8、直插自锁式电源接线端子，接线简便快捷