Применение серво-шпиндельного преобразователя частоты серии MDA на токарном станке
Некоторые модели преобразователей частоты (ПЧ) оснащены специальными функциями позиционирования и представляют комплексное решение, которое можно использовать для автоматизации металлорежущих станков.
1. Введение
Постоянное развитие науки и техники способствует движению в станкостроительной промышленности. Она развивается в точности, скорости и функциональности. Шпиндель станка является одной из основных частей, которая приводит в движение заготовку для дальнейшей обработки. Качество изготовления шпиндельного узла и системы управления напрямую влияет на точность обработки деталей и шероховатость поверхности. Также от шпинделя напрямую зависит эффективность всего станка.
2. Устройство системы
Расскажем о практическом применении шпиндельного сервопривода переменного тока для токарного станка. В составе главного привода шпиндельный ПЧ работает вместе с системой ЧПУ. Задание приходит в соответствии с технологическим процессом: обеспечение контроля положения вала шпинделя и регулирование скорости. При таком устройстве системы токарная обработка, сверление и другие рабочие операции могут выполняться на одном и том же станке.
Технологический процесс:
(1) Запустить станок, зажать патрон, загрузить программу в систему ЧПУ. После запуска выполнения программы подается аналоговый сигнал управления скоростью, шпиндель вращается с требуемой скоростью, токарный инструмент выходит в стартовую позицию и начинается процесс токарной обработки.
(2) После завершения обработки система ЧПУ переключает режим управления с скорости на управление положением. Заготовка поворачивается на заданный угол и начинается сверление отверстия.
(3) Выполняется пять последовательных перемещений на определенный угол и сверления отверстий.
(4) Когда последнее сверление завершено происходит переключение в режим управления скоростью, чтобы выполнить токарную обработку во второй раз.
(5) Когда процесс токарной обработки завершится, ослабьте патрон и выключите станок.
Структурная схема системы
Подключение входов-выходов электроавтоматики между ЧПУ и ПЧ MDA
3. Метод отладки сервопривода в составе главного привода станка
Первичная настройка:
(1) Введите параметры с паспортной шильдика двигателя;
(2) Установите корректное разрешение энкодера;
(3) Запустите автонастройку ПЧ на двигатель без нагрузки;
(4) Запрограммируйте необходимые функции входов и выходов для корректной работы ПЧ;
Автоматическая настройка асинхронного двигателя.
Для проведения этой процедуры необходимо убедиться, что двигатель отключен от нагрузки. В течение этой процедуры, преобразователь сначала выполняет статическую автоматическую настройку и затем разгоняет двигатель до частоты, равной 80% номинальной частоты двигателя, интенсивность разгона задается параметром P0.17. Преобразователь продолжит работу в течение определенного периода, а затем будет тормозить двигатель до полной остановки с временем торможения, задаваемым параметром P0.18.
Перед выполнением этой процедуры, необходимо правильно задать тип двигателя и его параметры P1.00-P1.05, выбрать тип энкодера (параметр P1.28) и установить разрешение энкодера (параметр P1.27). Параметры двигателя P1.06-P1.10, чередование фаз A/B инкрементального энкодера ABZ (параметр P1.30) и параметры контура тока в режиме векторного управления P2.13-P2.16 вычисляются автоматически преобразователем при проведении процедуры полной автоматической настройки. Выберите значение параметра P1.37 равным 2 и нажмите клавишу ПУСК. После этого преобразователь частоты начнет проведение процедуры полной автоматической настройки.
(5) Необходимо настроить внутреннее управление положением и поиск нулевого положения с помощью дискретных команд, подаваемых на дискретные входы ПЧ. Эти настройки соответствуют группе параметров L4
Изготовленная деталь на реальном оборудовании с использованием серво шпинделя
4. Основные характеристики серво ПЧ
· Большой крутящий момент на низких частотах вращения. Может работать на высоких скоростях вращения, что делает его пригодным для использования в станках с широким диапазоном рабочих частот вращения.
· Привод отличается быстрой реакцией на команды пуск и останов, а также коротким временем позиционирования, что значительно повышает эффективность работы станка.
· Погрешность управления позиционированием достаточно низка, так как отклонение позиционирования находится в пределах ±1 импульса энкодера.
· Функция защиты делает его пригодным для применения в различных тяжелых условиях работы.
· Сервошпиндель на основе асинхронного привода поможет значительно сэкономить средства по сравнению с синхронным двигателем с постоянными магнитами (СДПМ).