机床主轴定向

一、产品介绍
主要实现有编码器速度反馈矢量控制和定位控制。现在定位所用的变频器型号为V6−H−M1，到目前为止我司变频器通过端口的组合能实现8点定位，若超过8点定位可通过变频器与上位机的通讯方式实现。

图1

二、硬件连接
如图所示的编码器接线图，编码器的+5V电源由数控系统给定，所以不要用变频器的内部电源。特别说明编码器安装在主轴上，而不是装在主轴电机的轴上，所以要设置电机和编码器的减速比，此参数定义为电机的转速和编码器的转速之比。如：电机每旋转6转。编码器旋转5转，那么此时的减速比为6/5=1.2，请设置参数Pd.24为1.2，编码器的每转脉冲数Pd.21要如实设置，比如为1024。
三、调试指导
因为定位控制要建立在闭环矢量的前提下，所以做要闭环矢量就显得尤为重要。首先把编码器的接线都连好，设置电机的基本频率（P0.15）和电机参数（P9.00−9.04），然后设置P9.15=2对电机进行完整自整定（一定要脱开负载即皮带轮）。整定完后把P0.03设为8（有速度传感矢量控制）和编码器的脉冲数Pd.21正确设置，然后用面板控制，由p0.05给定几HZ的频率，运行后看电流的大小，如果电流很大运行发生抖动，甚至出现过流，那么要把编码器的方向改一下（即调整一下pd.22）。
作机床主轴定向时，定向需要X端子使能，我们这里选择X3、X4、X5端子，设置P5.02=40、P5.03=41、P5.04=42，则X3端子为定向使能端子，X4、X5选择定向位置。只有X3端子闭合，实现使能，X4、X5端子才能选择定向位置，X4、X5的通断可以实现四种定向位置的选择。
定向位置设置：定向停止位置为相对于编码器Z信号角度，其参数定义为：以编码器Z信号为原点0°，编码器每转脉冲数（Pd.21）的4倍对应为360°的角度。如编码器每转脉冲数为1024，则H0.01设置范围为：0～4095，对应0～360°的角度。例如需定向在120°位置上，请设置H0.01＝120/360×(1024×4)＝1365，只需设置不同的H0.01得到不同的角度定位。在调试主轴的定向停止位置时，可先使主轴定向在某一角度，然后在线调整.H0.01以寻找到正确的定向角度。这里有四个定向位置的设置，H0.01、H0.07、H0.08、H0.09，X3端子闭合使能后，X4、X5端子通断可以任意选择的四个角度位置，实现定位选择。
由以上说明可以设置功能码为：P0.03=8、Pd.21=编码器每转脉冲数、Pd.22=编码器方向、P5.00=40、P5.01=41、P5.02=42、H0.01=定向停止位置1、H0.07=定向停止位置2 、H0.08=定向停止位置3 、H0.09=定向停止位置4。在设置以上功能前，先进行电机参数自整定。
四、主轴变频器调试参数（V6−H−M0）

图2

五、定位速度和位置环增益的参数设置解释。
上图中的纵坐标表示定位速度的大小，横坐标表示定位时间快慢。当变频器有运行命令且接受到定向指令（X3端子有效）时，电机会先运行到设定的定向速度，再执行定向过程。定向速度高，位置环增益大则定向过程快，但设置过高定向时会出现超调的现象。如图三中的第三幅坐标系。第一幅坐标系和第二副坐标系的区别在于在保证不超调的前提下，定向速度和位置环增益越大定向过程越快。保证所围成的面积相等（即S1=S2=S3−S4）。