50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机的方法

摘要

本发明公开了一种50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机的方法，包括以下步骤：首先，将50W伺服电机的键槽尺寸改造成30W交流伺服电机的键槽尺寸；其次，按照50W交流伺服电机和30W交流伺服电机的引脚对应关系，在30W交流伺服电机驱动器接口上焊接相应的引脚；最后，在30W交流伺服电机驱动器中按照50W交流伺服电机驱动器参数更改相应的参数。本发明通过修改50W交流伺服电机输出轴参数、驱动控制引脚以及驱动器参数设置，将50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机，能够在30W交流伺服电机停产的情况下避免因为使用30W交流伺服电机的机器停机而造成的财产损失。

说明书

技术领域

本发明涉及一种对小惯量交流伺服电机的电信号和软件参数进行改造和调整，实现对小惯量交流伺服电机进行升级和替代的方法，尤其是一种50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机的方法。

背景技术

伺服电机是利用输入数位信号转成机械能量的电机装置，又称执行电动机。在自动控制系统中，伺服电机用作执行元件，其内部的转子是永磁铁，驱动器控制的U/V/W三相电形成电磁场，转子在此磁场的作用下转动，同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器，驱动器根据反馈值与目标值进行比较，调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度。伺服电机分为直流和交流伺服电动机两大类，伺服电机其主要特点是，当信号电压为零时无自转现象，转速随着转矩的增加而匀速下降。

近年日本松下公司推出的全数字型MINAS系列交流伺服系统，其中永磁交流伺服电动机有MSMA系列小惯量型，功率包括从0.03kW至5kW共18种规格；中惯量型有MDMA、MGMA、MFMA三个系列，功率包括从0.75kW至4.5kW共23种规格，MHMA系列大惯量电动机的功率范围包括从0.5kW至5kW有7种规格。

但是在已有技术中，由于各种规格交流伺服电机的轴径，功率，连接方式和软件参数均互不兼容，所以各种型号的交流伺服电机无法互相替代。

当出现某种特定型号的交流伺服电机停产的情况或者发生故障而无法购买同型号备件，且不能使用其他型号的交流伺服电机进行替代，可能会造成使用该特定型号的机器设备停机，产生不可估量的损失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机的方法，能避免因为30W交流伺服电机停产而造成使用该种型号电机的机器设备停机产生的巨大损失。

为解决上述技术问题，本发明的50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机的方法所采用的技术方案是，包括以下三个步骤：

步骤一：对50W交流伺服电机的转轴尺寸进行改造，将50W伺服电机的键槽尺寸改造成30W交流伺服电机的键槽尺寸；

步骤二：记录50W交流伺服电机驱动器的使用引脚，按照50W交流伺服电机和30W交流伺服电机的引脚对应关系，在30W交流伺服电机驱动器接口上焊接相应的引脚；

步骤三：记录50W交流伺服电机和30W交流伺服电机驱动器的设定参数，比较不同的参数代码和参数内容，在30W交流伺服电机驱动器中按照50W交流伺服电机驱动器参数更改相应的参数。

本发明通过修改50W交流伺服电机输出轴参数、驱动控制引脚以及驱动器参数设置，不仅能将50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机，在30W交流伺服电机停产时可以对50W交流伺服电机进行调整从而代替30W交流伺服电机，能够避免因为使用30W交流伺服电机的机器停机而造成的财产损失。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是采用本发明的方法键槽示意图；

图2是电机输出端口的接法原理图；

图3是30W交流伺服电机驱动器的各信号引脚图；

图4是本发明的方法流程示意图。

具体实施方式

如图4所示，本发明一种50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机的方法，包括三个步骤。

第一步：利用数字车床对50W交流伺服电机的转轴尺寸进行改造，将50W伺服电机的键槽尺寸改造成30W交流伺服电机的键槽尺寸。50W伺服电机和30W交流伺服电机的键槽尺寸如表一所示。如图1所示，将50W伺服电机的键槽尺寸改造成30W伺服电机的键槽尺寸包括：将50W交流伺服电机的转轴尺寸从8mm改变到7mm；将50W交流伺服电机的键槽长度从14mm改变到13mm；将50W交流伺服电机的键长从12.5mm改变到12mm；将50W交流伺服电机的键宽从3h9mm改变到2h9mm；将50W交流伺服电机的键高从3mm改变到2mm；将50W交流伺服电机的键深从6.2mm改变到5.8mm。

  额定功率(KW)  0.03  0.05  键槽长度(mm)  13  14

    键长(mm)  12  12.5    键宽(mm)  2h9  3h9    键高(mm)  2  3    键深(mm)  5.8  6.2

表一

第二步，记录50W交流伺服电机驱动器的使用引脚，按照50W交流伺服电机和30W交流伺服电机的引脚对应关系，在30W交流伺服电机驱动器接口上焊接相应的引脚。

图2为电机输出端口的接法，如图2所示，在接线的时候要注意电源接线端(R，S，T)同电动机接线端(U，V，W)不能接错。电动机接线端不能同地短路也不能相互短路。端子P，B间不接任何东西，并注意通电时有较高电压。不能用调换三相端子的方法来使伺服电机反转，注意U，V，W的接线应同电动机的出线颜色相配。即驱动器上U，V，W，E端子与电机上联接器的1，2，3，4号端子必须按次序一一对应联接。端子板上各端子需用冷扎接头连接，接头的裸露部分用热缩套管绝缘。驱动器，电机及滤波器接地端连在一起时，注意应按“一点接地”原则接地。接线后，要盖上端子板的盖板。将涌流吸收电路接在磁接触器，继电器触头或线圈或电动机制动绕组之间，防止这些器件对驱动器产生干扰。

图3为30W交流伺服电机驱动器的各信号引脚图，如图3所示，而30W交流伺服电机驱动器是50针的引脚，50W交流伺服电机驱动器的上位控制器是36针引脚，各引脚的对应关系参见表二，根据表中的对应关系，将信号线焊接到30W交流伺服电机驱动器的对应接口上。

  旧型号接口  新型号接口引脚名称  引脚号名称  引脚号名称  Z相信号输出  1  OZ+  23  OZ+  Z相信号输出  2  OZ-  24  OZ-  模拟地  3  GND  25  GND  CZ Z相信号输出  4  CZ  19  CZ  PULS+、PULS-指令脉冲输入  5  PLUS+  3  PULS1  PULS+、PULS-指令脉冲输入  6  PLUS-  4  PULS2 SIGN+、SIGN-指令脉冲符号输入7SIGN+5SIGN1  SIGN+、SIGN-指令脉冲符号输入8SIGN-6SIGN2  INH命令脉冲输入禁止  9  INH  33  INH  ZEROSPD零速箝位输人  10  ZEROSPD  26  ZEROSPD  COM+接控制电源的正极  11  COM+  7  COM+  伺服准备好输入  12  SRV-ON  29  SRV-ON  CL偏差计数器清零  13  CL  30  CL  SPR/SPL速度指令输入  14  SPR/SPL  14  SPQ/TRQR

  GND模拟量的地  15  GND  15  GND  SP速度监视信号  16  SP  43  SPM  模拟地  17  GND  13  GND  18  FG  50  FG  A相信号输出  19  OA+  21  OA+  A相信号输出  20  OA-  22  OA-  B相信号输出  21  OB+  48  OB+  B相信号输出  22  OB-  49  OB-  23  RX+  24  RX-  COIN定位完成或速度到达输出25COIN39COIN+  ALM伺服报警输出  26  ALM  37  ALM+  S-RDY伺服准备好  27  S-RDY  35  S-RDY+  COM-接控制电源的负极。  28  COM-  41  COM-  CWL顺时针驱动禁止输入  29  CWL  8  CWL  CCWL逆时针(CCW)驱动禁止输入30CCWL9CCWL  A-CLR报警解除输入  31  A-CLR  31  A-CLR  C-MODE控制方式选择输入  32  C-MODE  32  C-MODE

  CWTL/CW转矩限制输入  33  CWTL  18  CWTL  CCWTL/CCW转矩限制输入  34  CCWTL/TRQR  16  CCWTL/TRQR  模拟地  35  GND  17  GND  Im转矩监视信号  36  IM  42  IM

表二

第三步，记录50W交流伺服电机和30W交流伺服电机驱动器的设定参数，比较不同的参数代码和参数内容，表三为50W交流伺服电机和30W交流伺服电机驱动器的设定参数，表四、表五为30W交流伺服电机驱动器新增的参数，在30W交流伺服电机驱动器中按照50W交流伺服电机驱动器参数更改相应的参数。

  编号PR：  参数名称旧型号新型号  编号PR：  参数名称旧型号新型号  PR_00  轴地址  0  1  PR_20  惯量比  90  1PR_01  LED初始状态11PR_21  实时自动增益00PR_02控制模式选择00PR_22  实时自动增益的机械刚性选择504  PR_03  转矩限  120  1  PR_23  自适应  250  1

  制选择  滤波器模式PR_04  行程限位禁止输入无效设置801PR_24  振动抑制滤波器切换选择00PR_05  内部/外部速度切换选择40PR_25  常规自动调整模式设置100000PR_06  零速箝为选择3000PR_26  制造商参数1000010PR_07  速度监视器选择13PR_27速度观测器10PR_08  转矩限制选择00PR_28  第2陷波频率0150PR_09  转矩限制中输出选择10PR_29  第2陷波宽度选择12  PR_0A  零速检  0  0  PR_2A  第2陷  0

 测输出选择  波深度选择PR_0B绝对式编码器设备100001PR_2B  第1振动抑制滤波器频率00PR_0C RS232波特率设置100002PR_2C  第1振动抑制滤波器0PR_0DRS485波特率设置02PR_2D  第2振动抑制滤波器频率0PR_0E 操作面板锁定设置0PR_2E  第2振动抑制滤波器-327670PR_0F制造商参数16384PR_2F  自适应滤波器频率1331260PR_10 第1位置环增063PR_30  第2增益动作1

益设置PR_11第1速度环增益35PR_31第1控制切换模式1010PR_12第1速度环积分时间常数100016PR_32第1控制切换延迟时间1930PR_13第1速度检测滤波器2250PR_33第1控制切换水平5050PR_14第1转矩滤波器时间常数065PR_34第1控制切换时滞633PR_15速度前馈0300PR_35位置环增益切换时间600020PR_16速度前馈滤波器时间050PR_36第2控制切换模式4000

  常数PR_17制造商参数1PR_37  第2控制切换延迟时间5000PR_18  第2位置环增益073PR_38  第2控制切换水平1150PR_19  第2速度环增益35PR_39  第1控制切换时滞0PR_1A  第2速度环积分时间常数2501000PR_3A制造商参数PR_1B  第2速度检测滤波器00PR_3B制造商参数300PR_1C  第2转矩滤波器时间065PR_3C制造商参数

  常数PR_1D  第1陷波频率0150PR_3D  JOG速度设置PR_1E  第1陷波宽度选择2PR_3E制造商参数PR_1F  制造商参数16898PR_3F  制造商参数24576

表三

  编号PR：参数名称新型号  编号PR：参数名称新型号PR-40  指令脉冲输入选择0PR-50速度指令增益500PR-41  指令脉冲旋转方向设置0PR-51  速度指令逻辑取反0PR-42  指令脉冲输入方式1PR-52  速度指令零漂调整0PR-43  指令脉冲禁止输入无效设置1PR-53第1内部速度0  PR-44  反馈脉冲分倍频  250  PR-54  第2内部速度  0

  分子PR-45  反馈脉冲分倍频分母0PR-55第3内部速度0PR-46  反馈脉冲分逻辑取反0PR-56第4内部速度0PR-47  外部反馈装置Z相脉冲设置0PR-57速度指令滤波器0PR-48  指令脉冲分倍频第1分子0PR-58加速时间设置0PR-49  指令脉冲分倍频第2分子0PR-59减速时间设置0PR-4A  指令脉冲分倍频分子倍率PR-5A  S形加减速时间设置0PR-4B  指令脉冲分倍频分母10000PR-5B转矩指令选择0  PR-4C  平滑滤波器  1  PR-5C  转矩指令增益  30PR-4DFIR滤波器0PR-5D  转矩指令逻辑取反0PR-4E  记数器清零输入方式1PR-5E第1转矩限制300  PR-4F  制造商参数  0  PR-5F  第2转矩限制  300

表四

  编号PR：参数名称新型号  编号PR：参数名称新型号PR-60定位完成范围131PR-70  位置偏差过大水平25000PR-61零速50PR-71  模拟量指令过大水平1500  PR-62  到达速度  1000  PR-72  过载水平  0PR-63  定位完成输出设置0PR-73过速水平0  PR-64  制造商参数  PR-74  第5内部速度  0PR-65  主电源关断时欠电压报警时序1PR-75第6内部速度0PR-66  行程限位时报警时序0PR-76第7内部速度0PR-67  主电源关断时报警时序0PR-77第8内部速度0PR-68  伺服报警时相关时序0PR-78  外部反馈脉冲分倍频分子0PR-69  伺服OFF时相关时序0PR-79  外部反馈脉冲分倍频分子倍频0

PR-6A  电机停止时机械制动器延迟时间0PR-7A  外部反馈脉冲分倍频分母10000PR-6B  电机运转时机械制动器延迟时间0PR-7B  混合控制偏差过大水平100PR-6C  外接制动电阻设置3PR-7C  外部反馈脉冲方向设置0PR-6D  主电源关断检测时间35PR-7D制造商参数0  PR-6E  紧停时转矩设置  0  PR-7E  制造商参数  0  PR-6F  制造商参数  0  PR-7F  制造商参数  0

表五

本发明通过修改50W交流伺服电机输出轴参数、驱动控制引脚以及驱动器参数设置，将50W交流伺服电机改造为30W交流伺服电机，能够在30W交流伺服电机停产的情况下避免因为使用30W交流伺服电机的机器停机而造成的财产损失。