台达VFD-V系列变频器高速钻孔机上的应用

NC工作机械在产业界为提高生产力及品质的潮流中，有日新月异的发展。工作机械依加工对象及加工方法而种类很多，驱动方法也因此千差万别，本文将重点介绍台达VFD-V series变频器在NC之主轴驱动高速钻孔机上的应用。

车床是以主轴用电动机旋转工作物(被加工物)，逆向刀具以削切的机械。切削速度有依工作物(work)的材质选择最适切速度及配合工作物的大小而改变速度两类；也有依削切第几次而加减速运转以争缩短作业时间。而后者也在今天成为重要的课题之一，所以新近使用复合型NC车床，备妥补助加工机能，也给削切以外，加有要求角度分割机能。
机械中心则相反。它是主轴电动机旋转刀具，而推向载有工作物的工作桌台或推向主轴头端部以进行切削的加工。由于要面对许多不同材质大小，或刀具，所以需要很广范围的可变速度带域。
感应电动机没有电刷，所以不会要电刷或整流装置的维修保养。不但这样，也可以较直流电动机的形体小。其它方面，又因机械强度及价格的限制少，所以适合大容量化，高速度化开发。
感应电动机的转矩产生的机械理论较直流电动机复杂，故要得到其更高性能的控制，则须使用向量控制方式。
工作机械，特别是在机械中心，自长久以前就要求加工能率提升，因而要求主轴高速地驱转。较小容量机种的标准机种为8,000rpm，铝合金加工则使用12,000rpm程度的机种。因此控制装置大多采用数字高速化演算，马达采用精密轴承或高刚性的设计，以突破瓶颈问题。
工作机械愈在低速，则切削加工愈需要大的转矩，所以需要一定输出容量为其基本的特性。但是所谓的一定输出容量却是就其主轴驱动自身的定功率输出范围内组合齿轮比或滑轮(pulley)比，以发挥各部机械的性能。
要求这样做的确实用意是给不同速度控制范围的工作领域，因而得到切削速度范围扩大的效果，还可以在使定功率输出扩大控制范围时，减少转轮段数，甚至除去齿轮及转轮的段数。不过随着控制范围的扩大，则必须使用向量控制。
机械中心的工具在交换时，必须找寻该停的位置(点)，这个“找”的动作是透过马达的编码装置回传脉波，使它在最短时间抵达指定的停止位置。这种辨识位置的方法，较之以往更加快速且正确。
台达电子的VFD-V 系列向量控制变频器在许多方面正是机械中心达到最佳的最后一块拼图。


输入马达的额定电压，频率，电流：01-01，01-02，05-01；
2.将00-10=0V/F模式并运转约30分钟；
3.00-10=3向量+PG；
4.05-00=1马达参数自动量测；
5.选择使用者须要的频率及运转命令来源：00-20，00-21；
6.将01-09起动频率设为0；
7.设定使用者要求的加减速时间：01-12，01-13；
8.将02-01~02-06MI1~MI6中任一点设为30(定位控制模式1动作)，及36(定位控制模式2动作)；
9.试运行并观察在加速过程中电流变化情形；
10.适当调整05-21，05-22，05-23，05-24，05-25：ASRP增益自动速度调整（ASR）增益（P）1/2，ASRI积分时间积分（I）时间1/2，ASR1/2切换频率；
11.适当调整05-26：低速下提供额外的电流以得到较稳定平滑的运转（基底为no-loadcurrent）；
12.由于需于最快时间内到达使用者设定的频率且稳定运转于该频率点，故05-27转矩前制回馈可以提升系统响应速度，但于减速时，必须将此参数关闭，可利用02-01~02-06之多功能输入选择来切换05-27的Enable或Disable；
13.当为有使用PG卡回授的场合，请将05-29设为0；
14.将06-01设为450V：Disable过电压失速防止；
15.将07-00设为350V：提前让刹车电阻工作，因此应用为不断快速正/反转动作，会有较高的回升能量并频繁发生，故建议使用电阻值不变，但功率放大1.5~2倍的刹车电阻规格；
16.将06-03，04设为220%：因NC在加速过程及加功过程会有较大的电流输出；
17.输入Encoder之点数：10-00及方向10-01；
18.调整客户所需要的定位点并输入10-09；
19.当客户有使用手摇轮并输入脉脉信号至PG04/05的CH2时，请依手摇轮及Encoder的点数比例输入参数10-07，10-08，10-12；
20.适当调整10-16，10-17，10-18，10-19以达到使用者要求的定位方式；
21.适当调整10-13，10-14，10-15以调整Home定位后的刚性的振动；
22.通常使用者会要求将Pulse回授到其控制器，可使用PG04/05的Output并配合10-20的除频功能。