使用双伺服电机完成攻丝，可以通过主从控制或同步控制的方式实现高精度、高效率的螺纹加工。双伺服系统能够分别控制攻丝轴的旋转（主运动）和进给轴的直线运动（进给运动），并通过同步协调确保两者严格匹配，从而避免传统攻丝中因机械传动误差导致的螺纹质量问题。以下是具体实现方案及关键步骤：
一、双伺服攻丝系统组成
主电机（旋转轴）
驱动攻丝主轴旋转，提供切削扭矩。
需配备高精度编码器（如绝对式编码器），实时反馈转速和位置。
功率根据材料硬度选择（如铝合金用小功率，不锈钢用大功率）。
从电机（进给轴）
驱动攻丝刀具沿轴向进给，控制螺距精度。
同样需高精度编码器，与主电机同步反馈位置。
负载能力需匹配切削力（如深孔攻丝需更高推力）。
控制器
支持双轴同步控制（如PLC、运动控制器或CNC系统）。
需具备电子齿轮比功能，实现旋转与进给的精确比例关系。
实时监控电流、扭矩和位置，防止过载或失步。
机械传动
旋转轴：通过联轴器直接连接主轴，减少传动间隙。
进给轴：采用滚珠丝杠或直线电机，确保低摩擦、高刚性。
同步带或齿轮传动（可选）：用于长距离传动，但需定期校准间隙。
二、双伺服攻丝控制原理
电子齿轮比同步
设定旋转轴与进给轴的转速比为 1:螺距（如M10×1.5螺纹，比例为1:1.5）。
控制器根据主电机转速实时调整进给速度，确保每转进给量恒定。
示例：主电机转速1000rpm时，进给轴速度为1500mm/min（1.5mm/转×1000转）。
动态补偿
扭矩补偿：根据切削力变化动态调整进给速度，避免堵转或断丝锥。
位置补偿：通过编码器反馈修正微小偏差，确保螺纹深度一致。
加速度匹配：在启动和停止阶段，协调两轴加速度，防止冲击。
安全保护
过载保护：监测电机电流，超限时立即停机并报警。
失步检测：对比编码器反馈与指令位置，异常时触发急停。
碰撞检测：通过力传感器或电流突变识别刀具碰撞，自动回退。
三、实施步骤
硬件连接
将主电机和从电机分别连接至控制器的双轴驱动接口。
配置编码器信号线，确保控制器能读取两轴位置。
连接限位开关、急停按钮等安全装置。
参数设置
电子齿轮比：根据螺纹规格设置旋转与进给的比例（如1:1.5）。
加速度/减速度：设定两轴的启停斜率，避免振动。
扭矩限制：根据丝锥直径和材料设置最大切削扭矩。
同步模式：选择“主从同步”或“交叉耦合控制”（高精度场景）。
编程与调试
先单独测试旋转轴和进给轴的运动。
逐步增加负载，观察同步精度和电流变化。
使用千分尺测量螺纹螺距，验证精度。
G代码示例（CNC系统）：
gcodeG90 G94 G17 ; 绝对坐标，每分钟进给，XY平面S1000 M03 ; 主轴正转1000rpmG84 Z-20.0 R2.0 F1.5 ; 刚性攻丝，Z向深度-20mm，安全高度R2mm，每转进给1.5mmM30 ; 程序结束
手动调试：
优化与维护
定期校准：检查电子齿轮比是否因机械磨损发生偏移。
润滑保养：对滚珠丝杠和导轨进行定期润滑，减少摩擦。
更换丝锥：根据加工材料选择合适丝锥，并控制使用寿命（如每50孔更换）。
四、优势与适用场景
优势：
高精度：螺距误差可控制在±0.01mm以内。
高效率：无需机械传动链，减少换向时间。
灵活性：可快速切换不同螺纹规格，无需更换齿轮。
适用场景：
精密零件加工（如航空发动机叶片、医疗器械）。
深孔攻丝（如模具钢M20×2.5深50mm）。
多品种小批量生产（如自动化生产线）。
五、常见问题与解决
螺纹乱扣
原因：电子齿轮比设置错误或同步丢失。
解决：重新校准比例，检查编码器连接。
丝锥断裂
原因：进给过快或扭矩过大。
解决：降低进给速度，设置扭矩保护阈值。
振动噪音
原因：加速度过高或机械刚性不足。
解决：优化加减速参数，加固机械结构。
