一、概述
在数控机床上,不仅需要对主轴进行精确的速度控制,低频力矩大,响应快,同时也需要对主轴进行精确定位控制。Alpha6430s在高性能闭环矢量控制的基础上增加定位和进位功能,可对主轴实现任意点定位和任意角度进位。
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图1
二、硬件连接
如图1所示为5.5KW变频器的硬件连接。运行命令由端子给定,频率设定由模拟AI1给定。电机采用增量式编码器,AB相接X5、X6端子,并且设置好电机与主轴之间的传动比P6.08。如果编码器装在主轴上,则需设置好P2.49、P2.50并且P6.08设置为1。
三、调试说明
1、闭环矢量。因为系统运行在闭环矢量控制下,所以先保证闭环矢量运行正常。首先进行电机参数自整定,将电机与负载脱开,PA.29=2(旋转整定)。如果不能与负载脱开也可PA.29=1(静止整定)。或者直接抄写同类型电机的参数。设置好编码器线数P2.44。P0.01=1(闭环矢量控制)。先数字给定P0.02=10HZ,运行,若以较低的频率跑且电流很大,则应把编码器AB相换个相序。
2、定位功能。闭环矢量能正常运行的情况下定位功能的设置,使P6.07=1,定位功能模块才有效。主轴位置以脉冲数确定,可以以任意位置为参考0°,主轴转360°对应:编码器脉冲数*传动比*4。比如编码器为1000线,传动比1.5,则360°对应:1000*1.5*4=6000个脉冲,若要停在60°则P6.11设置值为:60/360*(1000*1.5*4)=1000。确定参考0°时,可使主轴停在某一角度,然后按上述公式算出角度对应的脉冲值,调整当前位置显示(P6.46)为此脉冲值即可。可设置4个定位角度(P6.11~6.14),通过选择端子选择,若需要更多的定位角可通过通讯设置。设置PC.21=1,则可在监视状态查看主轴当前位置。
另外在定位完成之后可进行进位处理,或者给定运行命令前,进位使能已经有效则直接输出定位完成,可接收进位命令。进位使能时定位使能命令无效。进位角同样以脉冲的方式设置,计算方法同上。时序如图2所示
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图2
四、总结
定位时变频器先运行到定位频率再执行定位过程,若出现超调可适当减小定位频率,或延长定位时间或者调小比例增益。目标是在不出现超调的情况下尽量减小定位时间。
经现场调试,Alpha6430s完全能满足定位精度要求,在主轴定位场合完全可替代伺服大量节省数控机床成本。
附表:现场调试参数参考值
功能码
|
参数名称
|
参数值
|
备注
|
P0.01
|
控制方式
|
1
|
1:闭环矢量控制
|
P0.03
|
频率设定源1
|
2
|
端子AI1
|
P0.18
|
加速时间1
|
1
|
根据需要设置
|
P0.19
|
减速时间1
|
1
|
根据需要设置
|
P2.44
|
内置PG每转脉冲数
|
1000
|
依现场情况确定
|
P3.01
|
X1端子功能
|
3
|
运行
|
P3.02
|
X2端子功能
|
54
|
定位使能
|
P3.03
|
X3端子功能
|
56
|
进位量/定向选择端子1
|
P3.04
|
X4端子功能
|
57
|
进位量/定向选择端子2
|
P3.05
|
X5端子功能
|
81
|
单相测速脉冲或双相测速A相脉冲输入
|
P3.06
|
X6端子功能
|
82
|
双相测速B相脉冲输入
|
P3.07
|
X7端子功能
|
55
|
进位使能
|
P3.08
|
X8端子功能
|
59
|
正向进位
|
P3.09
|
X9端子功能
|
60
|
反向进位
|
P3.10
|
X10端子功能
|
61
|
原点信号
|
P3.20
|
Y1端子功能定义
|
36
|
定位完成输出
|
P4.01
|
AI1最小模拟量输入值
|
0
|
依现场情况确定
|
P4.02
|
AI1最小模拟量输入值对应物理量
|
0.00V
|
依现场情况确定
|
P4.03
|
AI1最大模拟量输入值
|
0.0%
|
依现场情况确定
|
P4.04
|
AI1最大模拟量输入值对应物理量
|
10.00V
|
依现场情况确定
|
P4.05
|
AI1输入滤波时间常数
|
100.0%
|
依现场情况确定
|
P6.07
|
定位功能选择
|
1
|
定位功能有效
|
P6.08
|
主轴转动比
|
1.50
|
依现场情况确定
|
P6.09
|
定向方向选择
|
0
|
当前方向;
|
P6.10
|
定向频率
|
5.00
|
根据需要设置
|
P6.11~P6.14
|
定向位置1~定向位置4
|
0
|
根据需要设置
|
P6.15
|
定向完成范围
|
5
|
根据需要设置
|
P6.16
|
定向完成时间
|
0.500
|
根据需要设置
|
P6.17
|
定向位置选择端子滤波时间
|
0.500
|
根据需要设置
|
P6.18
|
定位减速时间
|
2s
|
根据需要设置,不能小于P0.19减速时间1
|
P6.19
|
进位量给定方式
|
0
|
端子选择;
|
P6.22
|
进位频率
|
5.00HZ
|
根据需要设置
|
P6.24
|
进位脉冲量高位1
|
1
|
根据需要设置
|
P6.25
|
进位脉冲量低位1
|
5000
|
根据需要设置
|
……
|
……
|
……
|
……
|
P6.38
|
进位脉冲量高位8
|
0
|
0~9999
|
P6.39
|
进位脉冲量低位8
|
0
|
0~9999
|
P6.40
|
位置环增益
|
0.50
|
根据需要设置
|
P6.41
|
位置前馈系数
|
45
|
根据需要设置
|
P6.42
|
寻找原点功能
|
0
|
寻找原点;
|
P6.43
|
寻找原点方向
|
0
|
正方向;
|
P6.44
|
寻找原点频率
|
0.5HZ
|
根据需要设置
|