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标题: 技术分享——自制小铣床升级:主轴改伺服电机(日鼎伺服电机接线参数设置经验) [打印本页]
作者: holyland 时间: 2022-11-22 10:40
标题: 技术分享——自制小铣床升级:主轴改伺服电机(日鼎伺服电机接线参数设置经验)
本帖最后由 holyland 于 2022-11-27 14:00 编辑
小铣床用时间长了，其它都还行，扭矩和回差一直头疼。
升级一下，效果下图。
加持苏维埃领导下的德意志民主共和国飞行徽章，配法新社滤镜。
这个不是社会ZY铁拳，而是750w伺服电机就只有拳头大。
说起来，diy设备选择驱动电机是比较头疼的事。
常见的异步220v单相电机难调速，价格高。380v电机家用需要配变频器，损失扭矩，同样价格不低。直流电机需要另配大功率变压器和控制器，还是成本不低。
那么，有没有更好的选择？
这个可以有，可能现在中国制造业发展很快，市场上有大量的二手缝纫机电机和伺服电机。
常用的550w二手缝纫电机加控制器套装，闲鱼价两百以下，但是只有简单控制，可玩性不高，质量也良莠不齐。
二手750w伺服电机加驱动器套装，闲鱼价200-300，这个就比较适合了。
伺服电机主要优点：
1、同样功率和扭矩，伺服电机体积很小，可以塞进各种空间。例如750w伺服电机只有拳头大，同功率异步电机则有脑袋这么大。
2、低速扭矩很大，实测铣床换er夹头时，可以调到零速后，直接用扳手拆螺帽，而不用固定主轴。
3、自带编码盘，可准确显示转速。
4、可玩性强，以后可以逐步升级数控。
好，闲话至此，其中关窍且听贫道细细道来。
尽量浅显，照顾新手，欢迎高手指正补充。
一、选择伺服电机型号
1、速度模式
市场上各类伺服电机型号非常多，某些型号还有无数派生型号。如果是给家用车床、铣床、台钻等用，伺服驱动器需要选择带速度模式的。
所谓速度模式，就是支持模拟量输入，可以外接电位器调速的型号，这个必须预先和卖家协商好，省的以后纠纷。
2、功率
伺服电机的扭矩和同功率异步电机基本相同，低速扭矩则要大于异步电机，这个特性用在车床上最好，解决木料低速开坯比较安全，但通常会头疼车床扭矩不足的问题。功率选择上，正常木工小车床的电机都是550w的。常见可用16mm钻头的立式台钻，电机功率是550-750w。家用的车、铣、钻、小带锯等主轴电机一般在750w就可以满足。
二、小常识及注意事项
伺服电机原理可以百度学习，不长篇大论了。但是做主轴电机需要了解的一般常识有：
1、和一般的异步电机不同，伺服电机自带编码盘，所以有两根电缆出线，一根是三相（wvu）动力电缆，另一根是编码器信号电缆。
编码器作用是感应电机位置，把信号发给驱动器，注意事项是千万不要自己拆编码器，那玩意重新安装需要调零，技术含量颇高。电机就值个一百来块，自己不会调的话找人调是不合算的，可以直接卖废铁了。
2、伺服电机没有散热扇叶，正常使用问题不大， 如果需要长期重载可以考虑另加装一个。
3、伺服电机相序不能错，否则转不起来且报过载，而不是像异步电机那样会倒转。
三、材料准备
我选择的是日鼎750w伺服套装，原因是市场上多且便宜。
材料清单：
1、闲鱼伺服电机套装，驱动器+电机，驱动器一定要有速度模式。
2、带自锁启动按钮，急停按钮、转换开关、电源开关、电位器（最大阻值常见的4.7k到10k都行）等等。
3、220v变10v和24v电源块各一。（淘宝不带外壳的，额定电流1A的大概十来块一个，带外壳的贵点）
4、DB15针和25针公接头各一，焊接的或带接线柱的都行，我买的是带接线柱的，方便穿线。有的伺服自带就不用买了。
四、接线原理
以我买的日鼎伺服来说明，其它品牌的伺服原理也是差不多的。
伺服驱动器正面四个接线端子，DB25插头（左上）是控制端子，DB15插头（左下）是编码盘，右上是进线电源，右下是出线电源，实物图及接线方式如下。
接线原理图如下：
说明：
1、图中1、2、3、4、14、13、22是DB25端子排上的线号，公头端子上可以看到标识，至于啥是公头端子，往下翻帖子看图片。VERF、CONT1之类是对应的端子号，含义需要查说明书，这里不多解释，按端子线号接就行。
2、22、13我用了一个单独的10v输入，通过电位器，实现0-10v调节。
也有只用一个24v电源，采用串电阻方式降压的方式，只用一个电源，省钱。
但日鼎说明书里，明确说13和14不能接在一起。鉴于本人世界观第2334条——再离谱的官方规定，都肯定有个离谱的原因。
所以多花十来块，加了个单独10v电源。
3、、这个图没画220v侧的如急停按钮等元件，但最好在总电源上加个急停，目的是紧急时刻一巴掌呼上去，设备能停下来。不要考验伺服电机的扭矩。
4、驱动说明书上，注明驱动器不可反复通、断电，每小时宜低于5次，避免电流冲击烧坏设备。所以急停按钮之后，宜加个电源开关，我偷懒了，把急停接了常开，兼作电源开关。
5、接地千万要接。
如果只用正转，那就简单了，可以如下接，把PN74参数改为15（手动正转一直有效），这样使能接通后，直接正转。
如果要再简单点，调速都不用，那么，直接用万用表用的9v电池接入22、13两个端子。然后把PN64设置为想要的转速，PN74参数改为15。
因为0-10v模拟量口一直输入9v左右，电机启动后实际转速比设置的转速低10%左右。
按这个原理，串1.5v干电池也行，实际转速=电池电压/10v*设定转速值。
当然，不建议这么干，电位器加10v电源不过20块。
五、参数调整
按日鼎伺服，其他都应该差不多。具体百度说明书，关键的几个在下面说明。
首先是面板按键：
面板四个键——模式（mode），上、下键、移动确认键（SHIFT/ENT），从左到右依次排列。
第一个是模式（mode），按下去切换模式，自动循环切换四个模式。
其中需要弄清的是PN（参数设置）和ON（监控）两个模式。
然后是操作方式：
按mode键，切换至PN模式，有PN01-99个参数，按第二、第三个上下键可以切换至需要调整的参数，然后按最后一个SHIFT/ENT 键约两秒，可以进入调整界面，调整完成后，再按住SHIFT/ENT 键约两秒，实现保存修改并退出。
按mode键，切换至ON模式是监控模式，进入ON-01至15，可以查看转速、电流、温度等。
例如进入ON-01就可以查看反馈回来的设备转速。
最后了解一下需调整的参数：
PN-09设置为01——控制模式为速度模式
PN-10设置为01——CONT1端子定义为伺服启动（有的也叫使能，实际就是使得伺服驱动器处于可以运行的状态）
PN-11设置为15——CONT2定义为手动正转。
PN-12设置为16——CONT3定义为手动反转。
PN-30设置为0——通电后，面板默认显示为电机转速。
PN-35、37——调整加速时间
PN-36、38——调整减速时间，
加速时间：选择手动正转后，电机加速到设定转速需要的时间，一般设个2秒。
减速时间：选择手动正转后，电机加速到设定转速需要的时间，一般也设个2秒。但用于车床挑丝等需要迅速停止的时后，可以设置0.5秒左右。但不宜设的过低，电机瞬间停住震动很大。
PN-56——断使能之后的减速时间。也就是如果电机在运行，但CONT1（设为使能）突然断开后减速时间，也是设2秒。
PN-64设置为3000——按电机铭牌额定转速设置，也是调节电位器后，能够达到的最大转速。
PN-75设置为15——含义是COTN2手动正转一直有效。如果用第一个正反转接线方式，这个选项不能选，但简易模式时可以选，按下使能后，电机自动正转，节约一个按钮。
六、实际改造
回到之前我做的小铣床上来，以前的帖子里发过。
一直以来有两个问题，一是功率太小，扭矩不足，容易憋刀。二是升降T型螺杆，回差大，没法微进给，这次彻底改一下。
升降燕尾重新铣过，铲刮一下，加大配合面。
Z轴换成滚珠丝杆，虽然是二手的，但回差极小，基本指哪停哪。
电机换成750w伺服，扭矩刚刚的，所以直接用连轴器驱动主轴。
驱动器用个盒子装起来。
内部实际接线如图，偷懒用急停代替开关，只接了使能，DB15针和25针用了桩头式的，以后好拆。
盖上就看不见了
最后插个曲
盒子里各种凌乱飞线、乱用颜色线、不标线号之类的违规行为，非专业人员切勿模仿，
专业人员也不要接给别人用，不然让别人维修时，会挨揍。
其实，就是自己若干年后打开来维修，八成也会骂句当时真是SB。
还有，不要自恃技术高超，一边听有声书一边接线.........会接错的。
作者: dujundujundujun 时间: 2022-11-22 11:54
收藏了，以后学习用
作者: sunfei2960 时间: 2022-11-22 13:32
很详细，学习了，有几套伺服一直吃灰，抽空也换掉交流电机
作者: 何光 时间: 2022-11-22 17:04
直驱的没有减速，220v的伺服电机憋停也没影响吧？试过攻丝吗，能攻多大丝锥？
作者: holyland 时间: 2022-11-22 17:12
扭矩倒是可以，小铣机架强度在那里，顶多用10mm铣刀，想憋停不容易。没接反转，没打算用来攻丝，断怕了。
作者: 阳光zxcv 时间: 2022-11-22 18:36
好贴收藏，讲的详细
作者: shift10000 时间: 2022-11-22 19:45
750w伺服扭矩也不大吧，我用1.8kw伺服做动力耍个刀盘还憋停了
作者: holyland 时间: 2022-11-23 08:28
扭矩是看需要的，这么大点的铣床，750w电机的功率已经过剩了。
作者: wcdsxm 时间: 2022-11-23 10:28
动手能力很强，很有参考价值
作者: tiekuxin 时间: 2022-11-23 10:29
好贴，纯正技术分享，顶楼主
作者: woainanjing 时间: 2022-11-23 14:16
精品帖子！
作者: XXBO 时间: 2022-11-24 01:31
感谢分享！
作者: 海绵头头 时间: 2023-3-25 21:38
我买了缝纫机电机 加上运费不到200。感觉挺好的，体积小，共振噪音小，那个开关随幅度改变转速，也可以设定转速，就是只有550w，达到标称扭矩也要两千转左右，也想做个钻铣床，我想用皮带轮变速，一来解决直连转速太高问题，然后可以提高扭矩。
作者: 黑猫走夜路 时间: 2023-4-2 14:32
收藏了，以后学习用
作者: curie 时间: 2023-4-18 09:48
你这个装麻花钻，可以钻铁吗？最大能上多大直径麻花钻？
作者: curie 时间: 2023-4-18 12:17
电位器买最普通的那种就行了吗？
作者: curie 时间: 2023-4-23 09:00
楼主，现在我也弄了一个和你一样型号的伺服电机，但是我还没接10V电源，伺服电机就会非常慢的转动，不知什么原因？大约一分钟转1-2圈。接了10V后转得非常快了。
作者: holyland 时间: 2023-5-2 08:40
1、不接10v，就没有输入模拟量，无法调速。2、扭矩很好，钻铁没问题，用钨钢铣刀铣不锈钢，下刀2毫米很轻松。
3、电位器用4.7k至10k阻值的都行，这东西没技术含量，可以买颜值高的。
作者: 阳光zxcv 时间: 2023-5-2 10:22
最近在小带锯上，发现电机在运转半小时左右会起热，伺服电机作为主轴动力，运行半小时起热严不严重？
作者: holyland 时间: 2023-5-3 14:32
用在铣床上，一般开不了半小时，倒是没发现过热，仅是温乎乎的，应该不超过40度（一般热水器出水温度）。
电机都有额定绝缘温度，一般感应电机铭牌上有，
常见有E\B\F三个级别，对应温升为120度、130度、155度。
理论上在这个温升之下，都可以正常运行。
作者: curie 时间: 2023-5-3 20:53
那钻铁最大能用多大的麻花钻啊?
作者: 虚伪的寄托 时间: 2023-5-6 20:43
高手，我这个怎么接啊，直接接控制器怎么弄？？？继电器我有两个…24v 电源一个…接了好多次都不行
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作者: 目标巨大 时间: 2023-5-9 09:02
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