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深圳市蓝海华腾技术股份有限公司
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机床主轴定向

日期: 2015-03-20
作者:

一、产品介绍
主要实现有编码器速度反馈矢量控制和定位控制。现在定位所用的变频器型号为V6−H−M1,到目前为止我司变频器通过端口的组合能实现8点定位,若超过8点定位可通过变频器与上位机的通讯方式实现。

机床主轴定向

图1

二、硬件连接
如图所示的编码器接线图,编码器的+5V电源由数控系统给定,所以不要用变频器的内部电源。特别说明编码器安装在主轴上,而不是装在主轴电机的轴上,所以要设置电机和编码器的减速比,此参数定义为电机的转速和编码器的转速之比。如:电机每旋转6转。编码器旋转5转,那么此时的减速比为6/5=1.2,请设置参数Pd.24为1.2,编码器的每转脉冲数Pd.21要如实设置,比如为1024。
三、调试指导
因为定位控制要建立在闭环矢量的前提下,所以做要闭环矢量就显得尤为重要。首先把编码器的接线都连好,设置电机的基本频率(P0.15)和电机参数(P9.00−9.04),然后设置P9.15=2对电机进行完整自整定(一定要脱开负载即皮带轮)。整定完后把P0.03设为8(有速度传感矢量控制)和编码器的脉冲数Pd.21正确设置,然后用面板控制,由p0.05给定几HZ的频率,运行后看电流的大小,如果电流很大运行发生抖动,甚至出现过流,那么要把编码器的方向改一下(即调整一下pd.22)。
作机床主轴定向时,定向需要X端子使能,我们这里选择X3、X4、X5端子,设置P5.02=40、P5.03=41、P5.04=42,则X3端子为定向使能端子,X4、X5选择定向位置。只有X3端子闭合,实现使能,X4、X5端子才能选择定向位置,X4、X5的通断可以实现四种定向位置的选择。
定向位置设置:定向停止位置为相对于编码器Z信号角度,其参数定义为:以编码器Z信号为原点0°,编码器每转脉冲数(Pd.21)的4倍对应为360°的角度。如编码器每转脉冲数为1024,则H0.01设置范围为:0~4095,对应0~360°的角度。例如需定向在120°位置上,请设置H0.01=120/360×(1024×4)=1365,只需设置不同的H0.01得到不同的角度定位。在调试主轴的定向停止位置时,可先使主轴定向在某一角度,然后在线调整.H0.01以寻找到正确的定向角度。这里有四个定向位置的设置,H0.01、H0.07、H0.08、H0.09,X3端子闭合使能后,X4、X5端子通断可以任意选择的四个角度位置,实现定位选择。
由以上说明可以设置功能码为:P0.03=8、Pd.21=编码器每转脉冲数、Pd.22=编码器方向、P5.00=40、P5.01=41、P5.02=42、H0.01=定向停止位置1、H0.07=定向停止位置2 、H0.08=定向停止位置3 、H0.09=定向停止位置4。在设置以上功能前,先进行电机参数自整定。
四、主轴变频器调试参数(V6−H−M0)

功能码名称说明用户设定1 备注
P 9.01电机极数参见电机铭牌  
P 9.02额定转速  
P 9.03额定功率  
P 9.04额定电流  
P9.05空载电流旋转自整定后会自行确定;  
P 9.15自整定最好将电机脱轴旋转自整定 2 
P 0 .03控制运行模式有速度传感矢量控制(闭环矢量)8 
P 0 .04开环主给定AI1通道1由数控系统给定
P 0 .05开环数字给定频率开环数字频率给定从P0.05的基础上开始叠加0.00HZ 
P 0 .06运行命令给定端子方式1 
P 0 .08加速时间由用户自己设定1S根据现场情况而定
P 0 .09减速时间1S
P 0 .11最大输出频率 10010V对应的最大频率
P 0 .13上限频率P0.13=P0.11100
P 3 .09防反转选择允许反转0 
P 5 .00正转运行一般设定在X1,若电机运行方向不对,请将任意靠近的电机两相端子接线互换2 
P 5 .01反转 3 
P 5 .02定位使能端子 40 
P 5 .03定向停止位置选择端子1 41 
P 5 .04定向停止位置选择端子2 42 
P 3 .05减速停车 0 
P 6 .00模拟曲线设定AI1模拟曲线设定0 
P 6 .04曲线1输入点A1对应的给定频率f1 100HZ 
P 7 .00Y1端子输出功能选择定位完成输出信号40 
P 7 .02继电器端子输出功能选择故障输出信号14 
P A .09能耗制动已使用能耗制动选择1如果要用制动电阻必须要设定
P A .10能耗制动使用时间 100S
P A .11制动单元动作电压 750V
P d .01速度环比例增益1注意:如果在闭环矢量调好的基础上,出现转速不稳定,可适当把增益设小。但是必须确保电机轴和编码器轴连接的皮带是紧的。5 
P d .02速度环积分增益10.2 
P d .03速度环比例增益25 
P d .04速度环积分增益20.15 
P d .05ASR切换频率5HZ 
P d .19ASR输入滤波时间 0.5ms 
P d .20ASR输出滤波时间 0.5ms 
P d .21编码器每转脉冲数(闭环矢量) 1024编码器铭牌上多少就设多少
P d .22编码器方向选择  根据现场情况而定
P d .23编码器断线检测时间 2s 
P d .24电机和编码器的转速比电机转速/编码器转速=i1.2 
H0 .01定向停止位置1  根据现场情况
H0 .02定向方向选择012三种可选(详细解释请查看M0非标说明书)  根据现场情况
H0 .03定向速度(详细请查看M0非标说明书) 15HZ根据现场情况
H0 .04定位完成范围(详细请查看M0非标说明书) 5根据现场情况
H0 .05定为完成时间(详细请查看M0非标说明书) 0.1S根据现场情况
H0 .06位置环增益(详细请查看M0非标说明书) 2根据现场情况
H0 .07定向停止位置2(详细请查看M0非标说明书)  根据现场情况
H0 .08定向停止位置3(详细请查看M0非标说明书)  根据现场情况
H0 .09定向停止位置4(详细请查看M0非标说明书)  根据现场情况
H0 .10位置选择端子确定时间(详细请查看M0非标说明书) 0.010S根据现场情况
H0 .11定向脉冲显示(详细请查看M0非标说明书)  根据现场情况

机床主轴定向

图2

五、定位速度和位置环增益的参数设置解释。
上图中的纵坐标表示定位速度的大小,横坐标表示定位时间快慢。当变频器有运行命令且接受到定向指令(X3端子有效)时,电机会先运行到设定的定向速度,再执行定向过程。定向速度高,位置环增益大则定向过程快,但设置过高定向时会出现超调的现象。如图三中的第三幅坐标系。第一幅坐标系和第二副坐标系的区别在于在保证不超调的前提下,定向速度和位置环增益越大定向过程越快。保证所围成的面积相等(即S1=S2=S3−S4)。 


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