1 概述
湖南某鋼卷尺生產(chǎn)廠有幾臺90年代由日本大同實(shí)業(yè)公司（DAIDO JITSUGY CO；LTD）制造的ML400-T2鋼卷尺印刷機(jī)。該印刷機(jī)配置了三菱交流伺服系統(tǒng)，其控制系統(tǒng)基本構(gòu)成是：由三菱F2-80MT可編程控制器負(fù)責(zé)整個系統(tǒng)的開關(guān)量邏輯控制；由精度為1000p/rev的旋轉(zhuǎn)編碼器跟蹤主軸的轉(zhuǎn)速，將其脈沖信號送到專用的三菱MR-RT比例設(shè)定器（設(shè)有外部撥碼開關(guān)進(jìn)行脈沖數(shù)的人工微調(diào)）；經(jīng)過微調(diào)后的脈沖信號輸入伺服放大器驅(qū)動伺服電機(jī)；伺服電機(jī)帶動差動機(jī)械裝置，進(jìn)行鋼卷尺的“毫米”刻度印刷；而“分米”、“米”的刻度印刷由機(jī)械機(jī)構(gòu)嚴(yán)格保證其與“毫米”印刷按比例同步。
因使用年限的關(guān)系，其中一臺印刷機(jī)的MR-VC42伺服放大器的功率模塊和驅(qū)動模塊均已損壞。經(jīng)多方查詢，三菱電機(jī)公司停產(chǎn)此型號已有多年，已無配件可供，國內(nèi)也無法修復(fù)，故采用最新型號的MR-J2S-60A交流伺服放大器和HC-SFS52交流伺服電機(jī)替代。
2 新老伺服系統(tǒng)技術(shù)性能對比
2．1
原交流伺服放大器銘牌：
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
原交流伺服電機(jī)銘牌：
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與由菱電自動化（上海）有限公司聯(lián)系后，該公司提供了原伺服系統(tǒng)極其有限的基本技術(shù)資料，其單位制采用舊制：
·伺服電機(jī)型號：HB-42
·伺服放大器型號：MR-VC42
·額定功率：0.4kW
·額定轉(zhuǎn)矩：19.5 kg.cm
·3000rpm時(shí)轉(zhuǎn)矩：13.0 kg.cm
·額定轉(zhuǎn)速：2000 r/min
·最大轉(zhuǎn)速：3000 r/min
·允許瞬間速度：3450 r/min
·最大轉(zhuǎn)矩：48.7 kg.cm
· 連續(xù)定額轉(zhuǎn)矩時(shí)的功率變化率：.4.0kW/s
·慣性矩J：0.0094 kg.cm.s2
·轉(zhuǎn)動慣量GD2：37 kg.cm2
·速度、位置檢測器：分辨率：1000 p/rev
·結(jié)構(gòu)：全封閉、自冷卻
·電源：3相 AC220V/50Hz；允許電源波動率 ±5% 電源設(shè)備容量 1.2kVA
2．3新伺服系統(tǒng)的主要技術(shù)參數(shù)：
·伺服電機(jī)型號：HC-SFS52
·伺服放大器型號：MR-J2S-60A
·額定功率：0.5kW
·額定轉(zhuǎn)矩：2.39 N.m
·額定轉(zhuǎn)速：2000 r/min
·最大轉(zhuǎn)速：3000 r/min
·允許瞬間速度：3450 r/min
·最大轉(zhuǎn)矩：7.16 N.m
·連續(xù)定額轉(zhuǎn)矩時(shí)的功率變化率：.8.7 kW/s
·慣性矩J：0.0066 kg.cm.s2
·速度、位置檢測器：分辨率：131072 p/rev
·結(jié)構(gòu)：全封閉、自冷卻
·電源：3相 AC220V/50Hz；電源設(shè)備容量 1.0 kVA
按現(xiàn)行國際單位制換算后，再對比新老型號的技術(shù)參數(shù)，證實(shí)新型號完全可以替代老型號。
3 新老伺服系統(tǒng)硬件接線對比
3．1 我們依據(jù)日本大同公司產(chǎn)品圖紙（日文）、三菱電機(jī)公司傳真資料（日文）、《三菱MR-H□AN技術(shù)資料集（英文）》、《三菱AC伺服教程》、《MR-J2S□A伺服放大器技術(shù)資料集》等資料推斷出老系統(tǒng)的輸入/輸出情況：
接口外形：MR-VC42伺服放大器的信號輸入/輸出接線僅一個CN1口，它是一只50針3列（18針-14針-18針，半圓缺口處為高位）的排插。已經(jīng)使用的針腳定義如下：
·脈沖輸入：
18針（PP）：正向脈沖輸入
16針（NP）：正/反符號輸入
6、13、14、26、30、37針（SG）：信號公共端（同名端內(nèi)部相通）
·其它輸入：
9針（SON）：伺服開啟信號 Serev on（來自PLC輸出點(diǎn)Y43）
12針（RES）：復(fù)位信號 Reset（來自PLC輸出點(diǎn)Y10）
24針（LSP）：正向行程末端 Forward rotation stroke end
25針（LSN）：反向行程末端 Reverse rotation stroke end
6、13、14、26、30、37針（SG）：信號公共端（同名端內(nèi)部相通）
·其它輸出：
3針（ALM）：伺服故障 Trouble
49針（RD）：準(zhǔn)備完畢（就緒）Ready
48針（PF）：速度到達(dá) Speed reached
6、13、14、26、30、37針（SG）：信號公共端（同名端內(nèi)部相通）
3．2 MR-RT比例設(shè)定器與MR-VC42伺服放大器接線
MR-RT 31A MR-VC42 16針（NP）正/反符號
MR-RT 31B MR-VC42 14針（SG）公共端
MR-RT 32A MR-VC42 18針（PP）正向脈沖
MR-RT 32B MR-VC42 14針（SG）公共端
3．3 改型后的硬件接線
4 新老伺服系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置對比
4．1 MR-VC42伺服放大器設(shè)置參數(shù)（從放大器面板讀出，但定義不詳）
參數(shù)01——0
參數(shù)02——10
參數(shù)03——1
參數(shù)04——150（似為CMX電子齒輪分子）
參數(shù)05——35 （似為CDV電子齒輪分母）
參數(shù)06——100
參數(shù)07——30
參數(shù)08——100
參數(shù)09——1000
參數(shù)10——2000
參數(shù)11——0
參數(shù)12——0
參數(shù)13——0
參數(shù)14——0
參數(shù)15——0
參數(shù)16——0
參數(shù)17——0000
參數(shù)18——0000
參數(shù)19——0000
參數(shù)20——0
參數(shù)21——0
參數(shù)22——0
參數(shù)23——0
參數(shù)24——0002
4．2 MR-J2S-60A伺服參數(shù)實(shí)際設(shè)定值列表
5 系統(tǒng)調(diào)試情況及經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
伺服放大器的電子齒輪（指令脈沖倍率的分子CMX、指令脈沖倍率的分母CDV）是系統(tǒng)精確同步的關(guān)鍵，原系統(tǒng)為CMX/CDV=150/35。因沒有原伺服系統(tǒng)的操作手冊，不知道其“最小命令單位”和“減速比”，僅知道新老系統(tǒng)的脈沖分辨率為131072p/rev和1000p/rev ，精度相距甚遠(yuǎn)，理論換算比較困難，我們最終采取上機(jī)印刷、逐步逼近的試驗(yàn)方法求出CMX/CDV=110，該比值完全符合工藝要求，比例器撥碼開關(guān)的微調(diào)范圍合理。
因無技術(shù)資料，旋轉(zhuǎn)編碼器比例器輸出的脈沖波形在初調(diào)時(shí)將其誤認(rèn)為“帶符號的脈沖串”，但伺服放大器無法接收這種信號。而實(shí)際波形是“正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)脈沖串”，21號伺服參數(shù)OP3（指令脈沖選擇）應(yīng)設(shè)置為“0000”，其定義為“脈沖串為正邏輯、指令脈沖串輸入波形為正轉(zhuǎn)/反轉(zhuǎn)脈沖串”。
三菱伺服產(chǎn)品具有較強(qiáng)的互換性和繼承性，即使是十多年前的老產(chǎn)品，其產(chǎn)品設(shè)計(jì)思路、接口參數(shù)（英文定義）、伺服參數(shù)基本與現(xiàn)行產(chǎn)品通用，僅個別地方有些差異。熟悉了目前流行的三菱伺服產(chǎn)品，較容易找出與老產(chǎn)品的其對應(yīng)關(guān)系，這為我們進(jìn)行使用三菱產(chǎn)品的各類專用機(jī)床設(shè)備的技術(shù)改造提供了非常有益的經(jīng)驗(yàn)。
