在高速路上大家都很忌讳,急刹!特别是在时速120KM/h时急刹!同样,在铣床设备上面也是。下面就来看看这急刹如何处理的!
一、应用概述
系统架构图,如图1所示:


图1:系统架构图
正常情况下的定位,我们一般会通过伺服驱动器及伺服电机来完成。但是客户在面对无减速机,电机与铣刀直连的情况下,需达到近6000RPM转速的情况,很难选到转速如此高的伺服电机,所以只有用变频异步电机来完成该定位功能!客户机型为内藏式主轴,电机及编码器均在主轴内部,如图2所示,电机、编码器、温度传感器等一体式,编码器为Sincos编码器。

图2:内藏式主轴
ATV340变频器22KW以下自带编码器接口,可以接RS422增量式编码器或者正弦/余弦(Sincos)编码器(5V/12V/24V)。接RS422编码器时,我们可利用TOST(Z相脉冲停止)与RPOS(位置复位分配)完成定位,但是ATV340如果连接Sincos编码器时,暂时无法读出编码器的Z相信号,这时我们将Z相信号引出接至固态继电器上,如图3所示,应用固态继电器的低电压驱动3—32VDC,高电压5—60VDC输出以及快速响应等特点,接入施耐德M241 PLC的快速输入通道,然后利用M241的外部中断功能控制变频器的定位停车。
二、实现过程
1、在施耐德变频器调试软件Somove中,ATV340增加状态字控制字,状态字侧增加PUC,Sincos编码器的脉冲数。命令字侧增加CMI,扩展控制字 。
2、同样在Somove中,配置Sincos编码器的设置,如图3所示:
编码器类型选成Sincos编码器,5V供电,线数256
当编码器类型为Sincos时,与内置编码器脉冲数该参数无关。

图3:Sincos编码器的设置
3、变频器编码器接口定义及编码器管脚定义图
1)、ATV340变频器编码器接口定义,如表1所示:


表1:ATV340变频器编码器接口
2)、Sincos编码器接口定义,如表2所示:

表2:Sincos编码器接口
3)、接线对应管脚,如表3所示:

表3:接线对应管脚
4、M24 1PLC编程,控制功能块的描述,如图4所示:
Axis,轴的实例化
i_xEn, 激活或停用功能块的命令
KeepOpEn为1,正转反转给脉冲命令,KeepOpEn为0,正转反转给高电平低电平命令
i_xFwd,正转
i_xRev,反转
i_xQckStop,快停
i_xFreeWhl,自由停车
i_xFltRst,故障复位
i_xwSpdRef,速度给定

图4:ATV340控制功能块
5、高速中断控制ATV340精准停车
利用Sincos编码器的Z+、Z-驱动固态继电器,然后从固态继电器的上端头,接入至PLC的快速输入通道,利用M241的快速输入通道,外部中断控制变频器的停车指令。
三、难点突破
PUC为编码器的脉冲数,掉电不保持,0—65530之间变化,实验下来发现编码器转一圈的值为8096,上电后变频器无法得知铣刀的初始位置。
应用固态继电器的原因:变频器侧无一参数能读到编码器的Z相脉冲,因无法读到Z相脉冲则无法寻原点,导致无法定位,通过固态继电器中转信号,接入至PLC的快速输入通道,利用M241的快速输入通道,外部中断控制变频器的停车指令。
铣刀正常运行时高速运转(6000PRM),但是换刀时没有速度限制,虽然加固态继电器可能存在理论上的延迟,但是客户对换刀时间没有限制,所以应用固态继电器中转至PLC,利用PLC的外部中断来控制变频器的停车是一大亮点。