A510在數控車床主軸定位上的應用

A510在數控車床主軸定位上的應用

.概述

加工工件或加工刀具、夾具在每次加工結束後,必須處于規定的方位上時就要使用主軸定位機構。傳統的主軸自動定位機構常采用電氣減速機械定位方式,即主軸在加工結束後先制動停止,再設法使主軸慢轉讓機械設備(如定位鈎機構)來准確定位。主軸制動過程的速度通常處于失控狀態且有可能帶來較大的電流沖擊,其慢轉一般工作在半制動狀態(通常爲同時通以交、直流電)或增加使用定位電機。这样虽然也能实现主轴定位,但使電機工作于较恶劣的情形下或增加了辅助设备。

隨著變頻調速技術在機械加工設備中的廣泛應用,在主軸使用變頻調速來實現無級變速的場合,如果主軸具有定位要求則可充分利用變頻調速的優勢方便地實現主軸定位。

二.A510應用與主軸定位

1.主要技術規格

(1)    編碼器

A:編碼器可选择线驱动、开集电极、推挽式;

B編碼器分辨率:開集電集、推挽式編碼器最多允许100KHz的脈沖回饋,以4极電機(额定转速接近1500rpm)爲例,最多允許4000線以下分辨率;  線驅動:允許規格爲開集電集的3倍,即12000線分辨率以下;

2PG回授擴展卡規格

A:開集電集PG-O內置+5V/+12V電源,最高接收/發送100KHz脈沖信號;

B:線驅動(差分)PG-L內置+5V/+12V電源,最高接收/發送300KHz脈沖信號;

C:同步電機PG-PM內置+5V/+12V電源,最高接收/發送300KHz脈沖信號;

3)定位精度

定位誤差+/-1個脈沖以內,且不存在累計誤差問題。

2.注意事項說明

1)使用主軸定位/转矩控制功能要求電機或主轴必须加装編碼器,編碼器规格需符合上述要求;

2)編碼器至PG卡之信号线须使用屏蔽线,屏蔽层可靠接地,編碼器回授信号是主轴定位成功的关键;

3變頻器必須配置PG回授擴展卡,PG卡共3中型号,请根据編碼器种类进行匹配:JN5-PG-O:開集電極型;JN5-PG-L:線驅動(差分)型;JN5-PG-PM:同步電機专用型;如PG卡与編碼器类型不匹配则无法使用。

(4)電機UVW必须与變頻器输出端UVW一一对应接线,不可随意调换相序,否则電機会震动且无法使用此功能;

(5)若編碼器与電機不是一体安装,例如編碼器安装于主轴上,需要根据電機轴与主轴间的减速比计算出電機旋转一圈主轴所转动的角度,以此确定變頻器中編碼器脉波数的設定。例如,減速比1:2,編碼器1024线,则,變頻器中实际设定的編碼器脉波数應爲512;同時,以此確定PG輸出齒輪比:20-30,20-31

(6)變頻器必须使用SV矢量模式,即參數00-00=3.

3.定位功能主要參數設置及配線

(1)馬達自學習

參數代碼

建議設定值

參數說明

00-00

3

SV矢量模式

17-00

01

动态自學習  静态自學習

17-01

馬達铭牌

馬達额定功率

17-02

馬達铭牌

馬達额定电流

17-03

馬達铭牌

馬達额定电压

17-04

馬達铭牌

馬達额定频率

17-05

馬達铭牌

馬達额定转速

17-06

馬達铭牌

馬達极数

17-07

編碼器规格

編碼器脉波数

17-08=350

低于電源電壓30V

馬達无载电压

17-09

馬達额定电流的1/3

馬達无载电流(仅静态自學習需要设定此参数)

17-10

1

自學習使能

17-10設置爲1后,进入自學習画面,按面板“RUN”键开始自學習,自學習成功后面板显示“AtEnd”,此時按“DSP”返回。若自學習失败,则显示“AtErr”,此時需檢查參數設置及接線是否無誤。

(2)其他主要參數

參數代碼

建議設定值

參數說明

00-14

依需求設定

加速時間

00-15

依需求設定

減速時間

01-08

5Hz

定位起始頻率

03-02~04

2~4

多段速/多點定位之位元

03-05

46

S6端子:零伺服功能

03-06

51

S7端子:多段速/多點定位切換

03-07

52

S8端子:內部位置命令使能

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相零點定位

21-43

依需求

定位偏置脈沖數

(3)接線圖示例

說明:下圖爲使用多點定位功能之接線圖,如僅需要單點定位,則S3~S5S7S8均不需接線

                        


4.控制流程

(1)    單獨零伺服---單點定位時:運行狀態下(S1S2導通時),導通S6(零伺服)即會開始減速,減速至01-08所設頻率時進入定位模式,並開始尋找Z相原點(定位過程運轉速度由21-09設定),一圈內定位完成;

(2)    多點定位時:運行狀態下(S1S2導通),同時導通S6(零伺服)、S7(多段速/多點定位切換)、S8(多點定位使能)即會開始減速,減速至01-08所設頻率時進入定位模式,並開始尋找定位点,由S3~S5等多點定位位元按二進制方式組合決定定位至第幾個內部位置,相應的內部位置定位圈數和脈波數由參數21-10~21-41決定,最多可定位16個點。

三.結語

使用A510自帶主軸定位功能的主軸定位控制方法,從實例計算可以看出大大減少了輔助工時,提高了生産效率。同時,減少了定位時的沖擊,提高了定位平穩性。實際系統使用、運行結果表明該方法既滿足了生産工藝要求又簡化了設備結構及控制過程,方便實用,運行可靠。

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