HSV18S系列交流主轴驱动器使用说明书V11.docx
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HSV18S系列交流主轴驱动器使用说明书V11
HSV-18S系列交流主轴驱动器
使用说明书
V1.1
2006.4
华中数控股份
中国·
目 录
第0章安全警告
感您选用HSV-18S交流主轴驱动器。
HSV-18S交流主轴驱动器和主轴电机适用于普通工业环境,请注意以下几点:
●主轴驱动器和主轴电机不适用于强烈振动的环境。
●主轴驱动器和主轴电机不适用于影响生命安全的医疗设备。
●主轴驱动器的结构不是防水型的,不适合雨淋和太阳直晒的环境。
●不要对主轴驱动器和主轴电机进行任何修改。
在正确安装、接线之前请认真阅读此使用手册,在操作之前必须了解此设备安全信息、安全警告以及此设备的使用知识。
0.1产品的警告标识
警告标识安装于主轴驱动器前面板
警告
●
高电压危险
●通电时不要移动接线,不要触摸端子
●断电5分钟后方能接线和开盖
0.2警告标识的含义
警告
●
高电压危险
●
通电时不要移动接线,不要触摸端子
●断电5分钟后方能接线和开盖
安全注意事项标识牌
每个标识符号的含义
标识符号
0.3标识符号的说明
注意
!
错误使用时,会引起危险情况,可能会导致人身轻度或中度伤亡和设备损坏。
0.4安全注意事项
⏹
产品到货确认
⏹
注意
!
●搬运时,请托住机体底部。
若只抓住面板,主机可能跌落,有受伤的危险。
●请安装在金属等不易燃烧的平板上。
有火灾的危险。
●必要时,请设置冷却风扇,并使进风保持在45°C以下。
由于过热会引起火灾及其它事故。
安装
⏹
接线
注意
!
●切勿将电容及LC/LR噪声滤波器接入U、V、W输出回路。
会导致主轴驱动器的损坏。
●请勿将电磁开关,电磁接触器接入U、V、W输出回路。
主轴驱动器在有负载的运行中,浪涌电流会引起主轴驱动器的过电流保护回路动作。
⏹
●确认了外部连接安装好了之后,在输入电源通电中,请勿进行拆卸。
有触电的危险。
●复位主轴驱动器后,在试运行时,请勿靠近机械设备。
(请在电气和机械设计上考虑人身的安全性。
)
●请另行准备急停开关。
有受伤的危险。
危险
调试运行
⏹
危险
●主轴驱动器在断电后,高压仍会保持一段时间,断电5分钟内请勿拆卸电线,不要触摸端子。
有触电的危险。
●除指定的专业人员以外,请勿进行连接、安装、操作、拆卸与维修等工作。
有触电和损坏主轴驱动器的危险。
故障处理
⏹
系统选型
⏹其它
危险
●请勿自行进行改造。
有触电、受伤的危险。
第1章概述
HSV-18S是华中数控股份推出的全数字交流主轴驱动器。
该驱动器结构紧凑、使用方便、可靠性高。
1.1产品简介
HSV-18S采用专用运动控制数字信号处理器(DSP)、大规模现场可编程逻辑阵列(FPGA)和智能化功率模块(IPM)等当今最新技术设计,具有025、050、075多种规格,具有很宽的功率选择围。
用户可根据要求选配不同规格驱动器和交流主轴电机,形成高可靠、高性能的交流主轴驱动系统。
HSV-18S全数字交流主轴驱动器具有以下特点:
1、控制简单、灵活。
通过修改主轴驱动器参数,可对主轴驱动器系统的工作方式、部参数进行修改,以适配主轴电机和适应不同应用环境和要求。
2、状态显示齐全。
HSV-18S设置了一系列状态显示信息,方便客户在调试、运用过程中浏览主轴驱动器的相关状态参数;同时也提供了一系列的故障诊断信息。
3、接口丰富,控制方式灵活多样。
HSV-18S具有脉冲输入接口,模拟输入接口,电机码盘反馈接口,串行通讯接口及可编程I/O接口,具有多种控制方式。
1.2运行模式简介
HSV-18S主轴驱动器有四种控制方式:
1、位置控制方式(脉冲量接口)
HSV-18S主轴驱动器可以通过部参数设置接收三种形式的脉冲指令(正交脉冲;脉冲+方向;正、负脉冲)。
2、速度控制方式(模拟量接口)
HSV-18S主轴驱动器可以通过部参数设置为速度控制方式,可接收幅值不超过10V的(如:
-10V~+10V或0~+10V)模拟量。
3、JOG控制方式
HSV-18S主轴驱动器可以通过按键(而无须外部指令)设置使驱动器运动,给用户提供一种测试主轴驱动系统安装、连接是否正确的运行方式。
4、部速度控制方式
HSV-18S主轴驱动器在部速度控制方式下,可根据主轴驱动器部设定的速度运行,给用户提供一种测试主轴驱动系统安装、连接是否正确的运行方式。
控制电源
单相AC220V
-15%~+10%50/60Hz
主回路电源
三相AC380V
-15%~+10%50/60Hz
控制方式
1位置控制②速度控制
③JOG控制④部速度控制
调速围
1r/min-10000r/min
控制输入
①运行使能②报警清除③偏差计数器清零④正反向运转使能
⑤正负向力矩限制⑥主轴定向开始
控制输出
①主轴准备好输出②主轴报警输出③主轴定向完成输出
④速度到达输出⑤零速到达输出
反馈
光电码盘器线数1000p/r、1024p/r、2000p/r、2500p/r
稳速精度
转速变化低于5r/min(负载由0%变为100%)
监视功能
转速、当前位置、指令脉冲积累、位置偏差、磁通电流、
转矩电流、电机负载电流、运行状态、
保护功能
超速、主电源过压、欠压、过流、过载、编码器反馈异常、
电机过热、位置超差、模块故障等
操作
6个LED数码管、5个按键
1.3主轴驱动器规格
主轴驱动器规格编号说明:
表1.1驱动器技术规格
规格
连续电流(A)
短时最大电流(A)
适配最大电机功率(KW)
HSV-18S-025
8.2
16.4
3.0KW
HSV-18S-050
21.8
32.8
7.5KW
HSV-18S-075
31.4
47.1
11KW
第2章接线
警告
●参与接线或检查的人员都必须具有做此工作的充分能力。
●接线和检查必须在电源切断5分种以后进行,防止电击。
注意
●必须按端子电压和极性接线,防止设备损坏或人员伤害。
●主轴驱动器和主轴电机必须良好接地。
●在安装/拆卸连接电机轴的机械连接部件时,不要用锤子直接敲打电机轴。
(否则,电机编码器可能会被损坏。
)
●尽量使电机轴端对齐到最佳状态(否则会产生振动,或损坏轴承)。
2.1信号与功能
2.1.1端子配置
图2.1为伺服驱动器接口端子配置图。
其中XT1为端子排,XS1为DB9插座,XS2,XS3,XS4为高密插座,XS5、XS6为接线端子。
图2.1主轴驱动器接口端子配置图
插座XS2,XS3,XS4各自对应的插头及其插头焊片的引脚排序如下图所示:
图2.2XS4指令输入/输出接口插头的插头焊片(面对插头的焊片看)
图2.3XS4指令输入/输出接口插头(面对插头看)
图2.4XS3第一光电编码器插头的插头焊片(面对插头的焊片看)
图2.5XS3第一光电编码器插头(面对插头看)
图2.6XS2第二光电编码器插头的插头焊片(面对插头的焊片看)
图2.7XS2第二光电编码器插头(面对插头看)
2.1.2XT1强电输入输出端子
端子号
端子记号
信号名称
功能
1
P
外接制动点
主轴驱动器置70Ω/500W的制动电阻。
若仅使用置制动电阻,则将P端与BK端断开。
若使用外接制动电阻,则从P端与BK端端接外接制动电阻,此时置制动电阻与外接制动电阻是并联关系。
注意:
P端不能与BK端短接,
否则会损坏驱动器!
2
BK
3
R
主回路电源
主回路电源输入端子,
三相AC380V/50HZ
注意:
不要同电机输出端子U、V、W连接。
4
S
5
T
6
U
主轴驱动器三相输出
必须与电机U、V、W端子对应连接
7
V
8
W
9
PE
系统接地端
接地端子,接地电阻<4Ω
主轴电机输出和电源输入公共一点接
2.1.3XS6控制电源输入端子
端子号
端子记号
信号名称
功能
1
AC220
控制电源(单相)
控制回路电源输入端子
AC220V/50Hz
3
AC220
2.1.4XS1串行接口
端子号
端子记号
信号名称
功能
2
TX
数据发送
与控制器或上位机串口数据接收
(RX)连接,以实现串口通讯
3
RX
数据接收
与控制器或上位机串口数据发送
(TX)连接,以实现串口通讯
5
GNDD
信号地
数据信号地
2.1.5XS4指令输入/输出接口
端子号
端子记号
信号名称
功能
1
ZSP
零速到达输出
零速到达输出端子
当实际速度值到达设定的零速围(运动参数PA-29)时,零速到达输出ON
2
READY
主轴准备好输出
主轴准备好输出端子
SRDYON:
控制电源和主电源正常,驱动器没有报警,主轴准备好输出ON
SRDYOFF:
主电源未合或驱动器有报警,主轴准备好输出OFF
3
ALM
主轴报警输出
主轴报警输出端子
ALMOFF:
主轴驱动器无报警,主轴报警输出OFF
ALMON:
主轴驱动器有报警,主轴报警输出ON
4
GET
速度到达输出
速度到达输出端子
当速度偏差到达或小于设定的速度偏差围(运动参数PA-11)时,速度到达输出ON
5
ORN_FIN
主轴定向完成
输出
主轴定向完成输出端子
当主轴实际位置与设定的主轴定向位置(运动参数PA-39)偏差等于或小于设定的主轴定向完成围(运动参数PA-37)时,主轴定向完成输出ON,当定向输入信号取消时,该状态撤除。
6
DINPUT8
保留
7
AN_TP+
保留
8
AN_TP-
保留
9
AN_TN+
保留
10
AN_TN-
保留
11,12
GNDAM
模拟信号地
模拟输入模拟信号地
13
CP+
指令脉冲PLUS输入
外部指令脉冲输入端子
注1:
由运动参数PA-22设定脉冲输入方式。
①指令脉冲+符号方式
②CCW/CW指令脉冲方式
③两相指令脉冲方式
14
CP-
15
DIR+
指令脉冲SIGN输入
16
DIR-
17
ENA+
第一光电编码器
A+相输出
主轴电机的光电编码器A相脉冲输出
18
ENA-
第一光电编码器
A-相输出
19
THL
保留
20
REW
反向运转
REW:
反向运转开关输入端子
21
TLL
保留
22
FWD
正向运转
FWD:
正向运转开关输入端子
23
ORN
主轴定向开始
主轴定向开始输入端子
ORNON:
主轴定向开始;
ORNOFF:
主轴定向取消。
24
ALM_RST
报警清除
报警清除输入端子
ALM_RSTON:
清除系统报警
ALM_RSTOFF:
保持系统报警
25
EN
主轴使能
主轴使能输入端子
ENON:
允许驱动器工作
ENOFF:
驱动器关闭,停止工作,
电机处于自由状态
注1:
当从ENOFF打到ENON前,
电机必须是静止的;
注2:
打到ENON后,至少等待50ms
再输入命令;
注3:
可以通过控制参数STA-6设置屏蔽此功能,或永远使开关ON。
26,27,28
COM
公共端
XS4端子开关量输入/输出信号公共端
注意:
COM信号必须与XS4端子开关量输入/输出外部DC24V电源的地信号连在一起,否则主轴驱动器不能正常工作。
29
AN+
模拟输入正端
模拟输入指令正端
30
GNDDM
数字信号地
脉冲输入数字信号地
31
AN-
模拟输入负端
模拟输入指令负端
32
ZPLS_OUT
Z脉冲输出
Z相脉冲输出
33
ENZ-
第一光电编码器
Z-相输出
主轴电机的光电编码器Z相脉冲输出
34
ENZ+
第一光电编码器
Z+相输出
35
ENB-
第一光电编码器
B-相输出
主轴电机的光电编码器B相脉冲输出
36
ENB+
第一光电编码器
B+相输出
2.1.6XS3第一光电编码器接口
端子号
端子记号
信号名称
功能
1
A+
编码器A+输入
与主轴电机光电编码器A+相连接
2
A-
编码器A-输入
与主轴电机光电编码器A-相连接
3
B+
编码器B+输入
与主轴电机光电编码器B+相连接
4
B-
编码器B-输入
与主轴电机光电编码器B-相连接
5
Z+
编码器Z+输入
与主轴电机光电编码器Z+相连接
6
Z-
编码器Z-输入
与主轴电机光电编码器Z-相连接
13
OH1
电机过热
电机过热检测输入端子
连接电机过热检测传感器
26
OH2
14,15
PE
屏蔽地
与电机外壳连接
16,17,
18,19
+5V_ENC
第一光电编码器
+5V电源输出端
主轴电机光电编码器用+5V电源,
电缆长度较长时,应使用多根线并联。
23,24,
25
GNDPG
第一光电编码器+5V电源地
20,21,
22
+5V_MI
第一光电编码器
+5V反馈输入端
编码器电源反馈,主轴驱动器可根据编码器电源反馈自动进行电压补偿。
2.1.7XS5输入/输出端子
端子号
端子
记号
信号名称
功能
1
MC1
故障连锁
故障连锁输出端子
继电器常开输出,主轴故障时继电器断开
2
MC2
3
保留
4
保留
2.2接口电路
2.2.1开关量输入接口
图2.8主轴驱动器开关量输入接口
1、XS4指令输入/输出接口的COM信号必须与外部DC24V电源的地信号连在一起,否则主轴驱动器不能正常工作。
2.2.2开关量输出接口
图2.9.a继电器连接
图2.9.b光电耦合器连接
1、输出为达林顿晶体管,与继电器或光电耦合器连接;
2、外部电源由用户提供,但是必需注意,如果电源的极性接反,会使主轴驱动器损坏;
3、输出为集电极开路形式,最大电流50mA,外部电源最大电压25V。
因此,开关量输出信号的负载必须满足这个限定要求。
如果超过限定要求或输出直接与电源连接,会使主轴驱动器损坏;
4、如果负载是继电器等电感性负载,必须在负载两端反并联续流二极管。
如果续流二极管接反,会使主轴驱动器损坏;
5、输出晶体管是达林顿晶体管,导通时,集电极和发射集之间的压降Vce约有1V左右,不能满足TTL低电平要求,因此不能和TTL集成电路直接连接。
2.2.3脉冲列输入接口
图2.10.a脉冲量输入的差分驱动方式
图2.10.b脉冲量输入的单端驱动方式
1、为了正确地接收脉冲列数据,建议采用差分驱动方式。
2、在使用过程中,建议采用差分方式(尤其信号电缆较长时),差分驱动方式采用AM26LS31,MC3487或类似的RS422线驱动器。
3、采用单端驱动方式,会使动作频率降低,根据脉冲量输入电路,驱动电流10~15mA,限定外部电源最大电压25V的条件,确定电阻R的数值。
经验数据:
VCC=24V,R=1.3K~2K;VCC=12V,R=510Ω~820Ω;VCC=5V,R=82Ω~120Ω。
4、采用单端驱动方式时,外部电源由用户提供。
但必须注意,如果电源极性接反,会使主轴驱动器损坏。
2.2.4主轴电机光电编码输入接口
图2.11主轴光电编码器输入接口
2.2.5主轴电机光电编码输出接口
图2.12.a主轴光电编码器输出接口
1、编码器信号经差分驱动器(AM26LS31)输出;
2、控制器输入端可采用AM26LS32接收器,必须接终端电阻,约330Ω左右;
3、控制器地线与驱动器地线必须可靠连接;
4、非隔离输出;
5、控制器输入端也可采用光电耦合器接收,但必须采用高速光电耦合器
(如6N137)。
图2.12.b 主轴光电编码器输出接口
2.2.6模拟指令输入接口
图2.13.a模拟差分输入接口
图2.13.b模拟单端输入接口
图2.13.c模拟差分电位器输入接口
图2.13.d模拟单端电位器输入接口
1、模拟输入接口是差分方式,根据接法不同,可接成差分和单端两种形式。
输入电压围是-10V~+10V。
2、在差分接法中,模拟地线和输入负端在控制器侧相连,所以控制器到驱动器需要三根线连接,如图2.13.a。
3、在单端接法中,模拟地线和输入负端在驱动器侧相连,所以控制器到驱动器需要二根线连接,如图2.13.b。
4、差分接法比单端接法性能优越,它能抑制共模干扰。
5、输入电压不能超出-10V~+10V围,否则可能损坏驱动器。
6、建议采用屏蔽电缆连接,减小噪声干扰。
7、模拟输入接口存在零偏是正常的,可通过调整运动参数PA-8对零偏进行补偿。
8、模拟接口是非隔离的。
2.3配线
1、强电输入输出端子XT1和控制电源输入端子XS6
(1)线径:
XT1端子中的P,BK,R,S,T,U,V,W,PE端子线径≥2.5mm2;XS6端子中的AC220,AC220端子线径≥1.0mm2。
(2)接地:
接地线应尽可能粗一些,主轴驱动器、主轴电机都要接PE,接地电阻<4Ω。
(3)端子连接采用H4-17预绝缘冷压端子,务必连接牢固。
(4)建议电源经噪声滤波器后供电,提高抗干扰能力。
(5)请安装非熔断型(NFB)断路器,使驱动器故障时能及时切断外部电源。
2、控制信号XS4,第一光电编码器反馈信号XS3
(1)线径:
采用屏蔽电缆(最好选用绞合屏蔽电缆),导线截面积≥0.12mm2(AWG24-26),屏蔽层须接接线插头的金属外壳。
(2)线长:
电缆长度尽可能短,控制信号XS4电缆不超过10米,反馈信号XS3的长度不超过40米。
(3)布线:
远离动力线路布线,防止干扰串入。
请给相关线路中的感性元件(线圈)安装浪涌吸引元件:
直流线圈反向并联续流二极管,交流线圈并联阻容吸收回路。
2.4标准接线
注意
●U、V、W与电机绕组一一对应连接,不可反接。
●电缆及导线须固定好,并避免靠近驱动器散热器和电机,以免因受热降低绝缘性能。
●主轴驱动器有大容量电解电容,即使断电后,仍会保持高压,断电后5分钟切勿触摸驱动器和电机。
●接线图中的“壳”指的是接线插头的金属外壳,电缆屏蔽线必须与外壳相连。
制作时,先解开网状屏蔽,使其互不相绕,再取其部分缠成线,其余部分剪除,然后将缠成线的屏蔽套上套管,露出线头焊接至插头的金属外壳。
2.4.1位置控制方式标准接线
图2.14位置控制方式标准接线图
注意
●XT1端子中的P,BK用于外接外部制动电阻。
主轴驱动器置70Ω/500W的制动电阻。
若仅使用置制动电阻,则将P端与BK端断开。
若使用外接制动电阻,则从P端与BK端端接外接制动电阻,此时置制动电阻与外接制动电阻是并联关系。
注意:
P端不能与BK端短接,否则会损坏驱动器!
●连接图中的主轴电机是以登奇电机为例。
注:
图中的“壳”指的是接线插头的金属外壳,电缆屏蔽线必须与外壳相连。
制作时,先解开网状屏蔽,使其互不相绕,再取其部分缠成线,其余部分剪除,然后将缠成线的屏蔽套上套管,露出线头焊接至插头的金属外壳。
注意:
焊锡不要过多,应保证插头护罩能够盖上。
2.4.2速度控制方式标准接线
图2.15速度控制方式标准接线图
注意
●XT1端子中的P,BK用于外接外部制动电阻。
主轴驱动器置70Ω/500W的制动电阻。
若仅使用置制动电阻,则将P端与BK端断开。
若使用外接制动电阻,则从P端与BK端端接外接制动电阻,此时置制动电阻与外接制动电阻是并联关系。
注意:
P端不能与BK端短接,否则会损坏驱动器!
●连接图中的主轴电机是以登奇电机为例。
注:
图中的“壳”指的是接线插头的金属外壳,电缆屏蔽线必须与外壳相连。
制作时,先解开网状屏蔽,使其互不相绕,再取其部分缠成线,其余部分剪除,然后将缠成线的屏蔽套上套管,露出线头焊接至插头的金属外壳。
注意:
焊锡不要过多,应保证插头护罩能够盖上。
2.5制动电阻的连接与选用
HSV-18型主轴驱动器制动电压为DC660V,最大制动电流如表2.1所示。
驱动器已置70Ω/500W的制动电阻,最大允许10倍的过载(1秒连续)。
当驱动器的负载较大或惯量较大时,需外接制动电阻。
通常负载、惯量越大,制动时间越短,所选的制动电阻阻值就越小,电阻功率就越大,但最大制动电流不应超过驱动器的最大制动电流。
若仅使用置制动电阻,需将驱动器XT1强电输入输出端子P端与BK端断开(驱动器出厂默认使用置制动电阻)。
若使用外接制动电阻,需从驱动器XT1强电输入输出端子P端与BK端端接外接制动电阻,此时置制动电阻与外接制动电阻是并联关系。
驱动器外接制动电阻推荐值如表2.1所示。
表2.1驱动器外接制动电阻推荐值
规格
最大制动电流(A)
外接制动电阻(推荐值)
HSV-18S-025
15
推荐只使用置制动电阻
HSV-18S-050
25
阻值:
51Ω功率:
≥800W
阻值:
68Ω功率:
≥600W
HSV-18S-075
40
阻值:
24Ω功率:
≥1500W
阻值:
27Ω功率:
≥1500W
第3章操作与显示
3.1概述
1、驱动器面板由6个LED数码管显示器和5个按键↑、↓、←、M、S组成,用来显示系统各种状态、设置参数等。
按键功能如下:
M:
用于一级菜单(主菜单)方式之间的切换
S:
进入下一层操作菜单,或返回以及输入确认。
↑:
序号、数值增加,或选项向前。
↓:
序号、数值减少,或选项退后。
←:
移位
2、接通主轴驱动器控制电源,驱动器面板上的6个LED数码显示管全部显示“8”,保持1秒钟后显示“RO”。
3、操作按多层操作菜单执行,第一级为主菜单,包含五种操作模式:
显示模式、运动参数模式、辅助模式、控制参数模式、故障历史模式。
如图3.1所示第一级主菜单操作框图,及其五种操作模式。
图3.1HSV-18S主轴驱动器第一级主菜单
4、通过按M键可实现第一级主菜单中各操作模式之间的切换,通过按S键可进入第二级菜单。
第二级菜单为各操作模式下的功能菜单。
5、6位LED数码管显示系统各种状态及数据,当首位数码管出现“A”
时,表示发生报警,后续数码管显示报警号。
通过故障诊断和故障排除措施,当故障源消失后,可通过辅助模式下的报警复位方式进行系统复位或通过关断电源,重新给主轴驱动器上电来清除报警使系统复位。
图3.2报警显示
3.1.1显示模式操作
1、在第一级主菜单中选择“dP--EPS”,并按↑、↓
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- HSV18S 系列 交流 主轴 驱动器 使用 说明书 V11