HSV-20S 系列全数字交流主轴驱动单元使用说明书.pdf
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1、HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 1 HSV-20S 系列 全数字交流主轴驱动单元 HSV-20S 系列 全数字交流主轴驱动单元 使用说明书使用说明书 (V1.0 版)(V1.0 版) 武汉华中数控股份有限公司 2004 年 4 月 武汉华中数控股份有限公司 2004 年 4 月 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 2 目 录 一一概述概述.3 二 .3 二接线接线 5 三 5 三操作与显示操作与显示14 四 14 四参数设置参数设置20 五 20 五运行与调整运行与调整28 六 28 六故障诊断故障诊断34 七 34 七安装尺寸安装尺寸3
2、5 35 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 3 第一章 概述 第一章 概述 HSV-20S 是武汉华中数控股份有限公司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 HSV-20S 采用最新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 025050075100 多种型号规格具有很宽的功率选择范围用户可 根据要求选配不同型号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-20S 全数字交流主轴驱动器具有以下特点 1 1 控制简单 控制简单灵活灵活 通过修改主轴驱动器
3、参数可对主轴驱动器系统的工作方式 内部参数进行修改以适应不同应用环境和要求 2 2 状态显示齐全 状态显示齐全 HSV-20S 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 3 接口丰富 接口丰富控制方式灵活多样控制方式灵活多样 HSV-20S 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 HSV-20S 主轴驱动器有四种控制方式 ? 位置控制方式脉冲量接口HSV-20S 主轴驱动器可以通过内部 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 ? 速度控制方
4、式模拟量接口HSV-20S 主轴驱动器可以通过内部 参数设置为速度控制方式可接收幅值不超过 10V 的如 -10V+10V模拟量 ? JOG 控制方式此种方式是 HSV-20S 主轴驱动器通过按键而无须 外部指令 设置使驱动器运动 给用户提供的一种测试主轴驱动系 统安装连接是否正确的运行方式 ? 内部速度控制方式HSV-20S 主轴驱动器在内部速度控制方式下 可根据主轴驱动器内部设定的速度运行 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 4 HSV-20S 全数字交流主轴驱动器规格HSV-20S 全数字交流主轴驱动器规格 主轴驱动器规格编号说明 HSV-20S 全数字交流主轴
5、驱动器技术规格 规格 连续电流(A) 短时最大电流(A) HSV-20S-025 9.4 12.6 HSV-20S-050 18.8 25.2 HSV-20S-075 27.0 36.3 HSV-20S-100 37.7 50.5 控制电源 单相 AC220V -50%+20% 50/60Hz 输入强电 电源 由 HSV-20P 电源模块提供 控制方式 位置控制 速度控制 JOG 控制 内部速度控制 调速范围 1r/min8000r/min 控制输入 使能报警清除偏差计数器清零正反向运转正负向力矩 限制 主轴定向开始 控制输出 准备好输出 报警输出主轴定向完成输出速度到达输出 零速输出 反馈
6、光电码盘器线数 1000p/r 或 1024p/r 稳速精度 转速变化低于 2r/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电机转矩电机负 载电流转子位置指令脉冲频率运行状态 保护功能 超速主电源过压欠压过流过载编码器反馈异常过热 位置超差等 操作 6 个 LED 数码管5 个按键 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 5 第二章第二章 接接 线线 定定 义义 一一信号与功能信号与功能 1. XT1 强电输入输出端子 1. XT1 强电输入输出端子 端子号 端子记号 信号名称 功能 1 2 P 主电源正极输入 3 4 N 主电源负极输入 主
7、电源由 HSV-20P 电源模块HSV-20P 电源模块提供 5 U 6 V 7 W 主轴驱动器 三相输出 必须与电机 UVW 端子对应连接 8 PE 系统接地端 接地电阻100 主轴电机输出和电源输入公共一点接 2. XT3 控制电源输入端子2. XT3 控制电源输入端子 端子号 端子记号 信号名称 功能 1 AC220 3 AC220 控制电源 单相 控制回路电源输入端子 AC220V/50Hz 3. XS1 串行接口3. XS1 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 数据接受 与控制器或上位机串口数
8、据发送 TX连接以实现串口通讯 5 GNDD 信号地 数据信号地 4.XS2 指令接口4.XS2 指令接口 端子号 端子记号 信号名称 功能 1 ENB- 第一码盘 B-相输出 2 ENB- 第一码盘 B+相输出 主轴电机的光电编码器 B 相脉冲输出 3 ENA- 第一码盘 A-相输出 4 ENA+ 第一码盘 A+相输出 主轴电机的光电编码器 A 相脉冲输出 5 CP- 6 CP+ 指令脉冲 PLUS 输入 7 DIR- 8 DIR+ 指令脉冲 SIGN 输入 外部指令脉冲输入端子 注 1由参数 22 设定脉冲输入方式 指令脉冲+符号方式 CCW/CW 指令脉冲方式 两相指令脉冲方式 9 SM
9、 速度反馈监视信号 速度反馈监视端子,模拟量输出 10 IM 转矩/电流监视信号 转矩/电流监视端子,模拟量输出 11,24 AN+ 模拟输入正端 模拟输入指令正端 12,13 AN- 模拟输入负端 模拟输入指令负端 14 ENZ- 第一码盘 Z-相输出 15 ENZ+ 第一码盘 Z+相输出 主轴电机的光电编码器 Z 相脉冲输出 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 6 16,17 GNDDM 数字信号地 脉冲输入数字信号地 25,26 GNDAM 模拟信号地 模拟输入模拟信号地 5.XS3 第一码盘 5.XS3 第一码盘 端子号 端子记号 信号名称 功能 19,20
10、+5V-MI 编码器电源反馈 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 21,22, 23,24 +5V-ENC 电源输出+ 3,4,5,6 GNDPG 电源输出- 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 13,31 Z- 编码器 Z-输入 与主轴电机光电编码器 Z-相连接 14,32 Z+ 编码器 Z+输入 与主轴电机光电编码器 Z+相连接 15,33 B- 编码器 B-输入 与主轴电机光电编码器 B-相连接 16,34 B+ 编码器 B+输入 与主轴电机光电编码器 B+相连接 17,35 A- 编码器 A-输入 与主轴电机光电编码器 A-相
11、连接 18,36 A+ 编码器 A+输入 与主轴电机光电编码器 A+相连接 19,20 PE 屏蔽地 与外壳连接 6.XS5 输入/输出端子6.XS5 输入/输出端子 端子号 端子 记号 信号名称 功能 1 MC2 2 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 3 SVR_ON 主轴使能 主轴使能输入端子 EN ON允许驱动器工作 EN OFF驱动器关闭停止工作 电机处于自由状态 注 1当从 EN OFF 打到 EN ON 前 电机必须是静止的 注 2打到 EN ON 后至少等待 50ms 再输入命令 注 3可以通过参数 STA-6 设置屏蔽此功能或 永远使开关
12、ON 4 ALM_RST 报警清除 报警清除输入端子 ACL ON清除系统报警 ACL OFF保持系统报警 5 FWD 正向运转 FWD正向运转开关输入端子 6 REW 反向运转 REW反向运转开关输入端子 7 THL 正方向力矩限制 THL 正方向力矩限制开关输入端子 OFF不允许限制正方向力矩此时参数 P-15 无效力矩只受参数 P-5 限制 ON允许限制正方向力矩此时参数 P-15 有效 注 1可以通过参数 STA-8 设置屏蔽此功 能或永远使开关 OFF HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 7 8 TLL 负方向力矩限制 TLL 负方向力矩限制开关输入端子 O
13、FF不允许限制负方向力矩此时参数 P-16 无效力矩只受参数 P-5 限制 ON 允许限制负方向力矩 此时 参数 P-16 有效 注 1可以通过参数 STA-9 设置屏蔽此功 能或永远使开关 OFF 9 ORN 主轴定向开始 主轴定向开始输入端子 ORN ON主轴定向开始 ORN OFF主轴定向取消 10 保留 11 OH1 12 OH2 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 13 24V_GND 公共端 14 24V_GND 电源输入- 15 24V 电源输入+ 输入端子的电源 用来驱动输入端子的光电耦合器 DC24V电流100mA 16 ORN_FIN 主轴定向完成输出
14、主轴定向完成输出端子 当到达主轴定向位置P-39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 17 GET 速度达到输出 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 范围P-11时速度到达输出 ON 18 ALM 主轴报警输出 主轴报警输出端子 ALM OFF主轴驱动器无报警主轴报警 输出 OFF ALM ON主轴驱动器有报警主轴报警输 出 ON 19 READY 主轴准备好输出 主轴准备好输出端子 SRDY ON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 SRDY OFF主电源未合或驱动器有报警 主轴准备好输出 OFF 20 ZSP 零速输出 零速到达输
15、出端子 当实际速度值到达设定的零速范围 P-29时零速到达开关输出 ON HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 8 二二接口电路 1 接口电路 1 开关量输入接口 开关量输入接口 A.由用户提供电源DC24V(电流100mA) B.注意如果电源极性接反会使主轴驱动器不能工作 2 2 开关量输出接口 开关量输出接口 外部电源由用户提供但必须注意如果电源的极性接反会使主轴驱动器 损坏 A 输出为集电极开路形式最大电流 50mA外部电源电压 24V 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 B 如果负载是继电器等电感
16、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损坏 3.脉冲列输入接口 3.脉冲列输入接口 A.为了正确地接收脉冲列数据HSV-20S 主轴脉冲输入接口采用差分接收方 式 B.在使用过程中建议采用差分方式(尤其信号电缆较长时) 4 4主轴电机光电编码输入接口主轴电机光电编码输入接口 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 9 5. 主轴电机光电编码输出接口 5. 主轴电机光电编码输出接口 6 6工作台位置反馈输入接口 工作台位置反馈输入接口 7.工作台位置反馈输出接口 7.工作台位置反馈输出接口 8.模拟指令输入接口 8.模拟指令输入接口 HSV20
17、S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 10 9. 模拟指令输出接口 9. 模拟指令输出接口 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 11 三三标准接线标准接线 电源模块接线图 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 12 位置控制方式接线图 注意1.1.直流母线强电 P1N1 由提供电源千万不能接反2.2.在有多个驱动模块级联使 用时直流母线 P2N2 连接下级驱动模块3.3.连接图中的主轴电机是以登奇电机为例 220A1 220A2 AC1 1 AC2 3 XT3 XT3 P1+ P2+ N1- N2- P 1 P 2 N 3 N 4
18、 U 5 V 6 W 7 PE 8 XT1 XT1 UX VX WX PE 1 2 MC2 MC1 故障连锁 A+ A- B+ B- Z+ GND GND CP+ CP- DIR+ DIR- Z- 4 ENA+ 3 ENA- 2 ENB+ 1 ENB- 16 GNDAM 17 GNDAM 6 CP+ 15 ENZ+ 14 ENZ- 5 CP+ 8 DIR- 7 DIR- XS5 输入输入/输出输出 14 24VGND 15 24V 3 使能 4 报警清除 5 主轴正转 6 主轴反转 9 定向开始 17 速度到达 18 主轴报警 19 主轴 OK 16 定向完成 输入 输入 输入 输入 输入 输
19、入 输入 输出 输出 输出 输出 24VGND 24V 24VGND 24VGND 24VGND 24VGND 24VGND PE 1920 XS5 PE PG M 主轴电机主轴电机 15 12 13 3 5 17 7 9 11 1 14 11 12 +5VENC 21,22 +5VENC 23,24 GNDPG 34 GNDPG 56 A+ 1836 B+ 1634 Z+ 1432 A- 1735 B- 1533 Z- 1331 热保护 热保护 GND GND A B Z /A /B /Z +5V +5V XS3 第一码盘XS3 第一码盘 主轴驱动模块主轴驱动模块 XS2 指令接口XS2 指
20、令接口 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 13 PE 010V 或者 -10V+10V 输入 主轴驱动模块主轴驱动模块 速度控制方式接线图 注意1.1.直流母线强电 P1N1 由电源模块提供千万不能接反2.2.在有多个驱动模块级 联使用时P2N2 连接下级驱动模块3.3.连接图中的主轴电机是以登奇主轴电机为例 XS2 指令接口XS2 指令接口220A1 220A2 AC1 1 AC2 3 XT3 XT3 1 2 MC2 MC1 故障连锁 A+ A- B+ B- Z+ GND GND AN+ AN- AN- AN- Z- 4 ENA+ 3 ENA- 2 ENB+ 1
21、ENB- 23 GNDAM 24 GNDAM 11 AN+ 15 ENZ+ 14 ENZ- 24 AN+ 12 AN- 13 AN- XS5 输入/输出 XS5 输入/输出 14 24VGND 15 24V 3 使能 4 报警清除 5 主轴正转 6 主轴反转 9 定向开始 17 速度到达 18 主轴报警 19 主轴 OK 16 定向完成 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输入 输出 输出 输出 输出 24VGND 24V 24VGND 24VGND 24VGND 24VGND 24VGND P1+ P2+ N1- N2- P 1 P 2 N 3 N 4 U 5 V 6 W 7 PE 8 XT
22、1 XT1 UX VX WX PE PE 1920 11 12 +5VENC 21,22 +5VENC 23,24 GNDPG 34 GNDPG 56 A+ 1836 B+ 1634 Z+ 1432 A- 1735 B- 1533 Z- 1331 热保护 热保护 GND GND A B Z /A /B /Z +5V +5V XS3 第一码盘 XS3 第一码盘 PG M 主轴电机主轴电机 15 12 13 3 5 17 7 9 11 1 14 XS5 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 14 第三章 操作与显示 第三章 操作与显示 3.1 键盘操作键盘操作 ? 驱动器面
23、板由 6 个 LED 数码管显示器和 5 个按键 MS 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 ? 接通主轴驱动器控制电源驱动器面板上的 6 个 LED 数码管显示 器就会有显示 ? 操作按多层操作菜单执行 第一层为主菜单 包括四种操作模式 图 3.1 表示主菜单操作框图 第二层为各操作模式下的功能菜单 图 3.1 HSV20S 主轴驱动器主菜单 ? 通过按 M 键可实现一级菜单中各模式之间的切换通过按 S 键 可进入二级菜单 ? 在第 1 层中选择d
24、P-EPS并按键就进入显示模式 按 M 键 按 M 键 按 M 键 按 M 键 显示模式 辅助模式 运动参数模式 控制参数模式 HSV20S 全数字交流主轴驱动器 武汉华中数控股份有限公司 15 图 3.2 显示模式菜单 HSV-20S 主轴驱动器共有 14 种显示方式用户用键选择需要的显示 方式再按 S 键就进入具体的显示方式观察所选择的方式下的主轴驱 动器的状态信息再按 S 键可返回上一级菜单 表 3.1 显示模式一览表 序号 名称 功能 1 DP-EPS 显示速度跟踪误差(单位1r/m) 2 DP-SPD 显示实际速度(单位1r/m) 3 DP-TRQ 显示力矩电流指令(单位数字量327
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