电机类型 |
变频异步电机 |
额定功率 |
2.2KW |
额定转速 |
1430r/min |
额定电压 |
380V |
额定电流 |
6.0A |
额定频率 |
50HZ |
控制方式 |
端子控制 |
频率给定方式 |
模拟量给定(0-10V) |
控制模式 |
闭环矢量控制模式 |
三、工艺要求及变频器配置
数控车床主轴电机需要变频器在起停时要快且平稳,电机无尖叫声,无明显抖动。转矩响应要快,稳速精度要高;抗干扰能力强,同时维修要方便。电机最大转速要求达到3000r/min,现场速度脉冲编码器安装在车床主轴上面,车床主轴和主轴电机之间通过同步皮带连接,且皮带输入输出带轮直径比值为1:1。同时,车床主轴要求实现定位控制,当一个工件加工好后,车床主轴要回到初始位置,此时,将加工好的工件取下,重新装上一个待加工工件。
针对上述工艺要求,我司特选用高性能闭环矢量主轴定位专用变频器Goodrive35,功率等级为4KW,型号为GD35-004G-4-A1。
四、调试过程及实际效果
1、现场接线
2、调试过程及使用效果
(1)编码器参数及方向设定
CNC数控系统、变频器和速度脉冲编码器之间的连线接好后,然后测试编码器。设置编码器线数P20.01,设置P00.00=2,P00.10=20Hz,运行电机,此时电机旋转为20Hz,观察P18.00的测速值应接近20Hz,如果测速值为负,则表明编码器方向反向了,设置P20.02=1即可,如果测速值偏差较大,则表明P20.01设置错误。观察P18.02 Z脉冲计数值是否波动,如果波动,表明编码器有干扰或者P20.01设置错误,检查接线及屏蔽线是否良好接地。
(2)电机参数自学习
记录电机铭牌参数,然后设置参数P02.00~P02.05。设置P00.00=1,开环矢量运行模式,并设置参数P00.15=1(旋转参数自学习),同时给运行命令,电机会先静止然后再旋转到2/3的额定转速,自学习完成后,自动停机,键盘显示-END-,并且将学习得到的参数保存在P2组电机参数P02.06~P02.10中。
注:进行上述动态自学习时需要把电机轴与机械负载脱开,而进行静态自学习则不需要脱开机械负载。
(3)试运行电机
设置P00.00=3,闭环矢量控制模式,同时设置运行指令通道及频率给定源。调整加减速时间及P3组速度环及电流环PI参数,使之在整个范围内运行平稳。
(4)端子功能设定
参考说明书P5,P6组输入输出端子功能进行端子功能的设定。注:Goodrive35说明文档由Goodrive300产品说明书和Goodrive35附加说明书共同组成。
车床主轴加工工件时,转速要求设定为850r/min,采用闭环矢量控制模式,转速波动小,稳速精度高。电机无异常噪音,无明显抖动。当一个工件加工完成后,切换到定位模式,主轴可以精准地回到最始位置。Goodrive35主轴定位专用变频器在数控车床上的应用,完全可以满足客户需求。
3、变频器典型参数设置
序号 |
功能代码 |
名称 |
设定值 |
说明 |
1 |
P00.00 |
速度控制模式 |
3 |
闭环矢量模式 |
2 |
P00.01 |
运行指令通道 |
1 |
端子运行通道 |
3 |
P00.03 |
最大输出频率 |
100HZ |
|
4 |
P00.04 |
运行频率上限 |
100HZ |
|
5 |
P00.06 |
A频率指令选择 |
1 |
模拟量AI1 |
6 |
P00.11 |
加速时间1 |
1S |
|
7 |
P00.12 |
减速时间1 |
2S |
|
8 |
P01.13 |
正反转死区时间 |
1S |
|
9 |
P05.01 |
S1端子功能选择 |
1 |
正转运行 |
10 |
P05.02 |
S2端子功能选择 |
2 |
反转运行 |
11 |
P05.03 |
S3端子功能选择 |
45 |
主轴回零 |
12 |
P06.04 |
继电器RO2输出选择 |
5 |
变频器故障 |
13 |
P22.00 |
主轴定位模式选择 |
41 |
主轴定位使能;脉冲有效 |
14 |
P22.01 |
主轴准停速度 |
5HZ |
|
15 |
P20.02 |
编码器方向 |
0或1 |
调整编码器方向 |
16 |
P22.03 |
主轴零点位置 |
0~4096 |
调整零点位置 |
五、结论
之前,数控车床主轴定位功能是由伺服驱动器来完成。采用英威腾主轴定位专用变频器Goodrive35替代伺服驱动器后,性能优良,具有伺服驱动器主轴定位控制的同样效果,并能大大降低数控车床的成本。
2、调试过程及使用效果
(1)编码器参数及方向设定
CNC数控系统、变频器和速度脉冲编码器之间的连线接好后,然后测试编码器。设置编码器线数P20.01,设置P00.00=2,P00.10=20Hz,运行电机,此时电机旋转为20Hz,观察P18.00的测速值应接近20Hz,如果测速值为负,则表明编码器方向反向了,设置P20.02=1即可,如果测速值偏差较大,则表明P20.01设置错误。观察P18.02 Z脉冲计数值是否波动,如果波动,表明编码器有干扰或者P20.01设置错误,检查接线及屏蔽线是否良好接地。
(2)电机参数自学习
记录电机铭牌参数,然后设置参数P02.00~P02.05。设置P00.00=1,开环矢量运行模式,并设置参数P00.15=1(旋转参数自学习),同时给运行命令,电机会先静止然后再旋转到2/3的额定转速,自学习完成后,自动停机,键盘显示-END-,并且将学习得到的参数保存在P2组电机参数P02.06~P02.10中。
注:进行上述动态自学习时需要把电机轴与机械负载脱开,而进行静态自学习则不需要脱开机械负载。
(3)试运行电机
设置P00.00=3,闭环矢量控制模式,同时设置运行指令通道及频率给定源。调整加减速时间及P3组速度环及电流环PI参数,使之在整个范围内运行平稳。
(4)端子功能设定
参考说明书P5,P6组输入输出端子功能进行端子功能的设定。注:Goodrive35说明文档由Goodrive300产品说明书和Goodrive35附加说明书共同组成。
车床主轴加工工件时,转速要求设定为850r/min,采用闭环矢量控制模式,转速波动小,稳速精度高。电机无异常噪音,无明显抖动。当一个工件加工完成后,切换到定位模式,主轴可以精准地回到最始位置。Goodrive35主轴定位专用变频器在数控车床上的应用,完全可以满足客户需求。
3、变频器典型参数设置
序号 |
功能代码 |
名称 |
设定值 |
说明 |
1 |
P00.00 |
速度控制模式 |
3 |
闭环矢量模式 |
2 |
P00.01 |
运行指令通道 |
1 |
端子运行通道 |
3 |
P00.03 |
最大输出频率 |
100HZ |
|
4 |
P00.04 |
运行频率上限 |
100HZ |
|
5 |
P00.06 |
A频率指令选择 |
1 |
模拟量AI1 |
6 |
P00.11 |
加速时间1 |
1S |
|
7 |
P00.12 |
减速时间1 |
2S |
|
8 |
P01.13 |
正反转死区时间 |
1S |
|
9 |
P05.01 |
S1端子功能选择 |
1 |
正转运行 |
10 |
P05.02 |
S2端子功能选择 |
2 |
反转运行 |
11 |
P05.03 |
S3端子功能选择 |
45 |
主轴回零 |
12 |
P06.04 |
继电器RO2输出选择 |
5 |
变频器故障 |
13 |
P22.00 |
主轴定位模式选择 |
41 |
主轴定位使能;脉冲有效 |
14 |
P22.01 |
主轴准停速度 |
5HZ |
|
15 |
P20.02 |
编码器方向 |
0或1 |
调整编码器方向 |
16 |
P22.03 |
主轴零点位置 |
0~4096 |
调整零点位置 |
五、结论
之前,数控车床主轴定位功能是由伺服驱动器来完成。采用英威腾主轴定位专用变频器Goodrive35替代伺服驱动器后,性能优良,具有伺服驱动器主轴定位控制的同样效果,并能大大降低数控车床的成本。