机床设备对伺服系统的要求是:调速范围宽(要求在100:1以上。如XT754型镗铣床最低速度是10mm/min,最高速度是2500mm/min,其调速范围d:2500:10=250:1);速度控制精度高(在整个调速范围,起制动及运行过程要求运行稳定);定位准确(当下件快速进给后定位时间短、定位行程小,从而可提高加工效率)。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;针对上述特点,我们选择性能比较先进的日本安川变频器驱动一般异步电动机,对1台XT754型镗铣床的进给直流伺服系统实施改造,从而使这台镗铣床的进给实现交流伺服控制。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;1.交流伺服系统的组成nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;由变频器、异步电动机、冷却风机和脉冲编码器等组成,如图1所示。图1nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;(1)nbsp;变频器是整个系统的核心。它是一个多功能全数字式变频器,主要负责整个系统的能源变换和数据处理。它和驱动电动机、脉冲编码器、PG速度控制卡一起构成典型的带PG反馈的闭环控制系统。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;变频器VS-616G5(CIMR-C5A43P7nbsp;3.7kW)为多功能全数字式。它有四种方式:无PGnbsp;U/f控制、有PGnbsp;U/f控制、无PG矢量控制和有PG矢量控制。当选用有PG矢量控制方式时,其调速范围可以达到1000:1,并且能够实现零速控制。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;(2)nbsp;驱动电动机采用一般笼型异步电动机(Y132M1-6型,4kW、380V、9.4A、960r/min),并配备强迫冷却风机(吵125mm轴流风机)。由于驱动电动机主要工作在低速状态,在低速长期运行时电动机易发热,因此增加冷却风机是必要的。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;(3)nbsp;脉冲编码器采用HLE-1024L-3F)knbsp;A型.安装于电动机的轴上,其轴径要与电动机轴径相配合。它是构成带PG反馈系统的关键部件,主要参数是每转脉冲数NP(变频器参数P1-01),由下式计算选择。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;NP=60f/nNnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;式中:f--速度控制卡工作频率,Hznbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nN--电动机额定转速,r/minnbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;当选用的电动机为960r/min,PG-B2速度控制卡的工作频率是20kHz时,NP=60X20000/960=1250。实际选用PG脉冲数为1024的脉冲编码器。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;2.PG脉冲数与车铣精度的关系nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;XT754型镗铣床进给系统的调速范围是μ=10~1120mm/Min,快速进给速度是2500mm/min。由于PG脉冲数与电动机的转速成正比,而电动机的转速又直接反映了伺服装置的行程。因此,当电动机转速为最低速n=5.14r/min(D10mm/min)时,则:nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;每个脉冲当量=μ/(nXPG脉冲数)=10/(5.14nbsp;X1024)=0.0019(mm)nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;即每个脉冲行程是1.9lμm。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;3.调速指令电阻网络匹配计算nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;变频器端子13为主速指令控制端,对应10V电压输出的频率是基本频率,即50Hz。根据工艺要求,电动机的调速范围是5.14-576r/min。若仍旧采用原调整控制开关进行控制,其电阻调整范围是7512-200k12。为配合这个调速开关的设计,调速电阻网络如图2所示。其中,R1、R3、R5均为3.3kΩ可调电阻。当RP在75ll-200k12变化时,对应端子13的输出电压是6-0.054V。根据电路原理分析,当R3=1.05kΩ时,可以得到一组计算参数:R1=985Ω,1.05kΩ,R5=2.26kΩ。图2nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;根据这组计算参数整定电阻R1、R3、R5,即可在变频器端子13得到所要求的频率设定电压。nbsp;nbsp;nbsp;nbsp;正常运行时,KA6不动作,端子13对17的输出范围在0.054-6V之间,对应电动机速度为5.14-576r/min。当快速进给时,KA6动作,端子13对17输出10V的电压,对应输出电动机的额定转速。