钢卷尺印刷机新老三菱交流伺服系统的替换

】　　1 概述
　　湖南某钢卷尺生产厂有几台90年代由日本大同实业公司（DAIDO JITSUGY CO；LTD）制造的ML400-T2钢卷尺印刷机。该印刷机配置了三菱交流伺服系统，其控制系统基本构成是：由三菱F2-80MT可编程控制器负责整个系统的开关量逻辑控制；由精度为1000p/rev的旋转编码器跟踪主轴的转速，将其脉冲信号送到专用的三菱MR-RT比例设定器（设有外部拨码开关进行脉冲数的人工微调）；经过微调后的脉冲信号输入伺服放大器驱动伺服电机；伺服电机带动差动机械装置，进行钢卷尺的“毫米”刻度印刷；而“分米”、“米”的刻度印刷由机械机构严格保证其与“毫米”印刷按比例同步。
　　
　　因使用年限的关系，其中一台印刷机的MR-VC42伺服放大器的功率模块和驱动模块均已损坏。经多方查询，三菱电机公司停产此型号已有多年，已无配件可供，国内也无法修复，故采用最新型号的MR-J2S-60A交流伺服放大器和HC-SFS52交流伺服电机替代。
　　
　　2 新老伺服系统技术性能对比
　　2．1
　　原交流伺服放大器铭牌：
　　AC SERVO
　　MODEL MR-VC42
　　TC300A000G51 B
　　POWER SUPPLY AC200V50Hz 200/230V 60Hz
　　OUTPUT 3.7 A
　　SERIAL 130036E
　　MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
　　MADE IN JAPAN
　　BC370C00H01
　　原交流伺服电机铭牌：
　　MITSUBISHI ELECTRIC
　　INDUCTION SERVO MOTOR
　　MODEL HB-42
　　0.5 0.4Kw
　　2000 rpm
　　RATING 50% EDCONT
　　0 ~ 40℃
　　MITSUBISHI ELECTRIC CORPORATION
　　MADE IN JAPAN
　　
　　2.2与由菱电自动化（上海）有限公司联系后，该公司提供了原伺服系统极其有限的基本技术资料，其单位制采用旧制：
　　·伺服电机型号：HB-42
　　·伺服放大器型号：MR-VC42
　　·额定功率：0.4kW
　　·额定转矩：19.5 kg.cm
　　·3000rpm时转矩：13.0 kg.cm
　　·额定转速：2000 r/min
　　·最大转速：3000 r/min
　　·允许瞬间速度：3450 r/min
　　·最大转矩：48.7 kg.cm
　　· 连续定额转矩时的功率变化率：.4.0kW/s
　　·惯性矩J：0.0094 kg.cm.s2
　　·转动惯量GD2：37 kg.cm2
　　·速度、位置检测器：分辨率：1000 p/rev
　　·结构：全封闭、自冷却
　　·电源：3相 AC220V/50Hz；允许电源波动率 ±5% 电源设备容量 1.2kVA
　　
　　2．3新伺服系统的主要技术参数：
　　·伺服电机型号：HC-SFS52
　　·伺服放大器型号：MR-J2S-60A
　　·额定功率：0.5kW
　　·额定转矩：2.39 N.m
　　·额定转速：2000 r/min
　　·最大转速：3000 r/min
　　·允许瞬间速度：3450 r/min
　　·最大转矩：7.16 N.m
　　·连续定额转矩时的功率变化率：.8.7 kW/s
　　·惯性矩J：0.0066 kg.cm.s2
　　·速度、位置检测器：分辨率：131072 p/rev
　　·结构：全封闭、自冷却
　　·电源：3相 AC220V/50Hz；电源设备容量 1.0 kVA
　　按现行国际单位制换算后，再对比新老型号的技术参数，证实新型号完全可以替代老型号。
　　
　　3 新老伺服系统硬件接线对比
　　3．1 我们依据日本大同公司产品图纸（日文）、三菱电机公司传真资料（日文）、《三菱MR-H□AN技术资料集（英文）》、《三菱AC伺服教程》、《MR-J2S□A伺服放大器技术资料集》等资料推断出老系统的输入/输出情况：
　　接口外形：MR-VC42伺服放大器的信号输入/输出接线仅一个CN1口，它是一只50针3列（18针-14针-18针，半圆缺口处为高位）的排插。已经使用的针脚定义如下：
　　·脉冲输入：
　　18针（PP）：正向脉冲输入
　　16针（NP）：正/反符号输入
　　6、13、14、26、30、37针（SG）：信号公共端（同名端内部相通）
　　·其它输入：
　　9针（SON）：伺服开启信号 Serev on（来自PLC输出点Y43）
　　12针（RES）：复位信号 Reset（来自PLC输出点Y10）
　　24针（LSP）：正向行程末端 Forward rotation stroke end
　　25针（LSN）：反向行程末端 Reverse rotation stroke end
　　6、13、14、26、30、37针（SG）：信号公共端（同名端内部相通）