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海浦蒙特HD50系列高性能變頻器在數控系統(tǒng)主軸定位上的應用

時間:2014-11-03 15:47:35來源:海浦蒙特hpmont

導語:?海浦蒙特HD50系列高性能變頻器,是一款閉環(huán)矢量高性能變頻器,能實現(xiàn)各種場合簡易伺服功能,伺服定位模式、主軸定向模式等。

摘要:本文主要介紹了海浦蒙特HD50系列高性能變頻器在數控系統(tǒng)主軸精確定位上的應用,并介紹了數控機床主軸定位系統(tǒng)組成、調試方法及應用特點。

1概述

通常數控系統(tǒng)上主軸精確定位,主要采用伺服控制系統(tǒng)來實現(xiàn),這就使得機床成本較高,而一些經濟型機床,就較難得到普遍應用;本系統(tǒng)主要由數控系統(tǒng)、閉環(huán)變頻器系統(tǒng)、主軸異步電機系統(tǒng)組成,這就降低了數控系統(tǒng)的成本,并且在市場上得到了廣泛的應用。

在數控機床上,不僅需要主軸在低頻啟動時力矩大,速度響應快、能進行精確的速度控制,同時還需要對主軸進行精確的位置控制,定位過程中需要變頻器快速啟停、力矩平穩(wěn)、定位平滑流暢干凈利落,這就對變頻器提出了較高的要求。

1數控系統(tǒng)主軸定位系統(tǒng)介紹

系統(tǒng)主要由數控操作系統(tǒng)、高性能變頻器、主軸電機和主軸組成。

基本控制過程:數控系統(tǒng)可采用通訊或I/O指令控制變頻器,驅動采用HD50系列高性能變頻器,主軸電機可使用異步或同步電機,無需使用伺服系統(tǒng),即可達到精確的定位效果,最多可設定4個任意角度的定位控制。如圖1,數控系統(tǒng)主要對用戶各種指令進行處理,閉環(huán)變頻器系統(tǒng)控制主軸異步電機,完成數控系統(tǒng)正轉、反轉、主軸定位等指令。

圖1控制原理圖

2HD50變頻器特點

海浦蒙特HD50系列高性能變頻器,是一款閉環(huán)矢量高性能變頻器,能實現(xiàn)各種場合簡易伺服功能,伺服定位模式、主軸定向模式等。

過載能力:150%額定輸出電流2分鐘;180%額定輸出電流10秒

驅動電機類型:交流異步電機、同步電機

控制方式:V/f控制;開環(huán)矢量控制(SVC);閉環(huán)矢量控制(VC)

運行命令設定方式:操作面板設定;外部端子設定;通過SCI通訊口由上位機設定

速度設定方式:數字設定、模擬設定、SCI通訊設定

速度設定分辨率:數字設定:0.01Hz

模擬設定:0.1%×最大頻率

速度控制精度:±0.5%(SVC);±0.05%(VC)

速度控制范圍:1:100(SVC);1:1000(VC)

轉矩控制響應:<200ms(SVC);<50ms(VC)

起動轉矩:180%額定轉矩/0.5Hz(SVC);180%額定轉矩/0Hz(VC)

轉矩控制精度:±5%

3系統(tǒng)接線及調試

本系統(tǒng)可以完成主軸定位和切削模式的雙重功能,切換主軸定位和切削模式功能時,只需數控系統(tǒng)一鍵切換即可;

主軸定向模式,主要由數控系統(tǒng)兩個定向停機端子的選擇來完成4個不同角度的定位,當數控系統(tǒng)發(fā)出主軸定向指令、方向指令及定向停機位置后,變頻器便可以按照指令的角度完成定向任務。

切削模式時,只需數控系統(tǒng)發(fā)出指定轉速及運行方向,變頻器就可以按照數控系統(tǒng)的速度給定,來完成不同高、低速的切削任務。

(1)變頻器接線如圖2所示。

圖2變頻器控制接線圖

(2)電機參數自整定:參照電機銘牌設定電機組參數,設定完畢后按“RUN”鍵,進入自整定狀態(tài),過程約1分鐘。

(3)設定編碼器參數及端子功能實現(xiàn)閉環(huán)矢量運行

(4)設定主軸定位參數實現(xiàn)主軸定向控制

4結語

注意調試時變頻器需安裝剎車電阻。

調試切削模式時,只需調整好主軸轉速與變頻器模擬量給定的對應關系;調試主軸定向模式時,變頻器先運行到定位頻率再執(zhí)行定位過程,若出現(xiàn)超調可適當減小定位頻率,或延長定位時間或者調整比例增益,目標是在不出現(xiàn)超調的情況下盡量減小定位時間,達到滿意效果。

經過現(xiàn)場調試,該數控系統(tǒng)無論在低頻進刀切削旋轉時的力矩方面,停機定位時的精準度方面都能達到用戶滿意的效果。

切削模式時,無論在正轉、反轉切削,低頻7Hz(轉速約300轉/分),進刀量為4mm,主軸轉速精度都能保持平穩(wěn)流暢,無頓挫感,切削完成后的工件表面平滑,無凹凸不平或沙粒感;主軸定向模式時,能按照指令進行不同角度定位,均能精準的停機定位,整個過程主軸響應迅速,平滑流暢、干凈利落。

事實證明HD50系列高性能變頻器完全能滿足主軸定位的高精度要求,在數控系統(tǒng)主軸定位場合,可替代伺服大量節(jié)省數控機床成本。

   

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