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變頻器案例

A510在數(shù)控車床主軸定位上的應(yīng)用

時(shí)間:2021-05-06 作者:山東左元 點(diǎn)擊:1424次

A510在數(shù)控車床主軸定位上的應(yīng)用

一.概述

加工工件或加工刀具、夾具在每次加工結(jié)束后,必須處于規(guī)定的方位上時(shí)就要使用主軸定位機(jī)構(gòu)。傳統(tǒng)的主軸自動(dòng)定位機(jī)構(gòu)常采用電氣減速機(jī)械定位方式,即主軸在加工結(jié)束后先制動(dòng)停止,再設(shè)法使主軸慢轉(zhuǎn)讓機(jī)械設(shè)備(如定位鉤機(jī)構(gòu))來(lái)準(zhǔn)確定位。主軸制動(dòng)過(guò)程的速度通常處于失控狀態(tài)且有可能帶來(lái)較大的電流沖擊,其慢轉(zhuǎn)一般工作在“半制動(dòng)”狀態(tài)(通常為同時(shí)通以交、直流電)或增加使用定位電機(jī)。這樣雖然也能實(shí)現(xiàn)主軸定位,但使電機(jī)工作于較惡劣的情形下或增加了輔助設(shè)備。

隨著變頻調(diào)速技術(shù)在機(jī)械加工設(shè)備中的廣泛應(yīng)用,在主軸使用變頻調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速的場(chǎng)合,如果主軸具有定位要求則可充分利用變頻調(diào)速的優(yōu)勢(shì)方便地實(shí)現(xiàn)主軸定位。

二.A510應(yīng)用與主軸定位

1.主要技術(shù)規(guī)格

(1)    編碼器

A:編碼器可選擇線驅(qū)動(dòng)、開集電極、推挽式;

B編碼器分辨率:開集電集、推挽式編碼器最多允許100KHz的脈沖回饋,以4極電機(jī)(額定轉(zhuǎn)速接近1500rpm)為例,最多允許4000線以下分辨率;  線驅(qū)動(dòng):允許規(guī)格為開集電集的3倍,即12000線分辨率以下;

2PG回授擴(kuò)展卡規(guī)格

A:開集電集PG-O內(nèi)置+5V/+12V電源,最高接收/發(fā)送100KHz脈沖信號(hào);

B:線驅(qū)動(dòng)(差分)PG-L內(nèi)置+5V/+12V電源,最高接收/發(fā)送300KHz脈沖信號(hào);

C:同步電機(jī)PG-PM內(nèi)置+5V/+12V電源,最高接收/發(fā)送300KHz脈沖信號(hào);

3)定位精度

定位誤差+/-1個(gè)脈沖以內(nèi),且不存在累計(jì)誤差問題。

2.注意事項(xiàng)說(shuō)明

(1)使用主軸定位/轉(zhuǎn)矩控制功能要求電機(jī)或主軸必須加裝編碼器,編碼器規(guī)格需符合上述要求;

(2)編碼器至PG卡之信號(hào)線須使用屏蔽線,屏蔽層可靠接地,編碼器回授信號(hào)是主軸定位成功的關(guān)鍵;

(3)變頻器必須配置PG回授擴(kuò)展卡,PG卡共3中型號(hào),請(qǐng)根據(jù)編碼器種類進(jìn)行匹配:JN5-PG-O:開集電極型;JN5-PG-L:線驅(qū)動(dòng)(差分)型;JN5-PG-PM:同步電機(jī)專用型;如PG卡與編碼器類型不匹配則無(wú)法使用。

(4)電機(jī)U、V、W必須與變頻器輸出端U、V、W一一對(duì)應(yīng)接線,不可隨意調(diào)換相序,否則電機(jī)會(huì)震動(dòng)且無(wú)法使用此功能;

(5)若編碼器與電機(jī)不是一體安裝,例如編碼器安裝于主軸上,需要根據(jù)電機(jī)軸與主軸間的減速比計(jì)算出電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈主軸所轉(zhuǎn)動(dòng)的角度,以此確定變頻器中“編碼器脈波數(shù)”的設(shè)定。例如,減速比1:2,編碼器1024線,則,變頻器中實(shí)際設(shè)定的“編碼器脈波數(shù)”應(yīng)為512;同時(shí),以此確定PG輸出齒輪比:20-30,20-31;

(6)變頻器必須使用SV矢量模式,即參數(shù)00-00=3.

3.定位功能主要參數(shù)設(shè)置及配線

(1)馬達(dá)自學(xué)習(xí)

參數(shù)代碼

建議設(shè)定值

參數(shù)說(shuō)明

00-00

3

SV矢量模式

17-00

0或1

動(dòng)態(tài)自學(xué)習(xí) 或 靜態(tài)自學(xué)習(xí)

17-01

馬達(dá)銘牌

馬達(dá)額定功率

17-02

馬達(dá)銘牌

馬達(dá)額定電流

17-03

馬達(dá)銘牌

馬達(dá)額定電壓

17-04

馬達(dá)銘牌

馬達(dá)額定頻率

17-05

馬達(dá)銘牌

馬達(dá)額定轉(zhuǎn)速

17-06

馬達(dá)銘牌

馬達(dá)極數(shù)

17-07

編碼器規(guī)格

編碼器脈波數(shù)

17-08=350

低于電源電壓30V

馬達(dá)無(wú)載電壓

17-09

馬達(dá)額定電流的1/3

馬達(dá)無(wú)載電流(僅靜態(tài)自學(xué)習(xí)需要設(shè)定此參數(shù))

17-10

1

自學(xué)習(xí)使能

17-10設(shè)置為1后,進(jìn)入自學(xué)習(xí)畫面,按面板“RUN”鍵開始自學(xué)習(xí),自學(xué)習(xí)成功后面板顯示“AtEnd”,此時(shí)按“DSP”返回。若自學(xué)習(xí)失敗,則顯示“AtErr”,此時(shí)需檢查參數(shù)設(shè)置及接線是否無(wú)誤。

(2)其他主要參數(shù)

參數(shù)代碼

建議設(shè)定值

參數(shù)說(shuō)明

00-14

依需求設(shè)定

加速時(shí)間

00-15

依需求設(shè)定

減速時(shí)間

01-08

5Hz

定位起始頻率

03-02~04

2~4

多段速/多點(diǎn)定位之位元

03-05

46

S6端子:零伺服功能

03-06

51

S7端子:多段速/多點(diǎn)定位切換

03-07

52

S8端子:內(nèi)部位置命令使能

07-09

1

自由停車

20-00

8左右

ASR比例增益1

20-02

8左右

ASR比例增益2

21-09

10Hz左右

定位最高頻率

21-42

3

定位模式:Z相零點(diǎn)定位

21-43

依需求

定位偏置脈沖數(shù)

(3)接線圖示例

說(shuō)明:下圖為使用多點(diǎn)定位功能之接線圖,如僅需要單點(diǎn)定位,則S3~S5,S7,S8均不需接線

                        


4.控制流程

(1)    單獨(dú)零伺服---單點(diǎn)定位時(shí):運(yùn)行狀態(tài)下(S1或S2導(dǎo)通時(shí)),導(dǎo)通S6(零伺服)即會(huì)開始減速,減速至01-08所設(shè)頻率時(shí)進(jìn)入定位模式,并開始尋找Z相原點(diǎn)(定位過(guò)程運(yùn)轉(zhuǎn)速度由21-09設(shè)定),一圈內(nèi)定位完成;

(2)    多點(diǎn)定位時(shí):運(yùn)行狀態(tài)下(S1或S2導(dǎo)通),同時(shí)導(dǎo)通S6(零伺服)、S7(多段速/多點(diǎn)定位切換)、S8(多點(diǎn)定位使能)即會(huì)開始減速,減速至01-08所設(shè)頻率時(shí)進(jìn)入定位模式,并開始尋找定位點(diǎn),由S3~S5等多點(diǎn)定位位元按二進(jìn)制方式組合決定定位至第幾個(gè)內(nèi)部位置,相應(yīng)的內(nèi)部位置定位圈數(shù)和脈波數(shù)由參數(shù)21-10~21-41決定,最多可定位16個(gè)點(diǎn)。

三.結(jié)語(yǔ)

使用A510自帶主軸定位功能的主軸定位控制方法,從實(shí)例計(jì)算可以看出大大減少了輔助工時(shí),提高了生產(chǎn)效率。同時(shí),減少了定位時(shí)的沖擊,提高了定位平穩(wěn)性。實(shí)際系統(tǒng)使用、運(yùn)行結(jié)果表明該方法既滿足了生產(chǎn)工藝要求又簡(jiǎn)化了設(shè)備結(jié)構(gòu)及控制過(guò)程,方便實(shí)用,運(yùn)行可靠。

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