Die Frässpindel Nr. 3 - Made in China

Die Elektrik
Hinweis:
Die nachstehend beschriebenen Maßnahmen sollten mit besonderer Sorgfalt und von einem Fachmann durchgeführt werden.
Besonderes Augenmerk ist auch auf die Einhaltung von Sicherheitsvorschriften beim Umgang mit Frässpindeln zu legen. Unbedingt vor Beginn der Arbeiten das Handbuch lesen und erst wenn alles verstanden wurde mit den Arbeiten beginnen.
 

FU zum Anschluss vorbereiten
Bezüglich der Sicherheit sollte man sich bei der Spindel Gedanken machen.
Die Spindel wird mit einem 3-poligen Stecker geliefert. Den Masseanschluss (PE) sucht man vergebens.
Es sollte zumindest das Gehäuse mit einem Massekabel verbunden werden. Besser ist es gleich den vorhandenen Stecker mit einem Stecker entsprechender Belastbarkeit mit der entsprechenden Polzahl auszutauschen. über eine Schirmung sollte der Stecker auch verfügen.

Deshalb habe ich den Stecker gegen einen geschirmten Stecker mit ausreichend Kontakten ausgetauscht. Ich verwende einen Kabelstecker der Fa. Binder Typ 623 mit 6 Polen. Vierpolige gibt es leider nicht. Die Bestellnummer lautet: 99-4645-00-06
Zur Komplettierung des Steckers wird noch eine Erdungshülse mit Dichtung Typ 623 benötigt.
Die Bestellnummer hierfür lautet: 08-1200-100-062. Die letzten 3 Ziffern der Bestellnummer beziehen sich auf den Kabeldurchmesser (innen/außen), in diesem Fall 6,2 / 10,0 mm und ist individuell an das verwendete Kabel anzupassen.
Auf den Deckel der Spindel kommt dann noch eine Flanschdose Typ 623 für Frontmontage. Die Bestellnummer hierfür lautet: 99-4638-00-06
 

Achtung:
Bei den folgenden Arbeiten ist besonders sorgfältig vorzugehen. Wenn Sie sich nicht sicher sind, lassen Sie die Finger davon und kaufen sich eine Spindel aus europäischer Fertigung. Ein Fachmann könnte auch helfen.
 
Montage des Steckers   Highslide JS
 
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Masseanschluss an der Spindel. Das Massekabel wird am freien Ende mit dem Gehäusedeckel verbunden.

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Fertig montierte Buchse
Damit sollte dann ein sicherer Anschluss der Spindel möglich sein.








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Inbetriebnahme des FU / Spindel

Anschluss der Netzversorgung
Der FU ist für den Betrieb am 2-Phasennetz (220 V~) vorgesehen. Für den Betrieb des FU am privaten Hausnetz ist zur Vermeidung von Rückwirkungen/Störungen ein Entstörfilter vorzuschalten. Der Entstörfilter muss der Leistung des FU angepasst sein.


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Den Filter habe ich über ein Blech an den FU angeflanscht. Highslide JS
   

Anschluss am FU

Dazu wird das Anschlusskabel an die Kontakte „R“ und „T“ angeschlossen. Kontakt „S“ muss unbedingt frei bleiben. Zum Anschluss unbedingt einen Schutzkontakt verwenden. Der Schutzkontakt wird auf Klemme "9" gelegt.

Damit ist der FU nun zur ersten Erprobung elektrisch soweit angeschlossen. Die Erstprogrammierung würde ich ohne angeschlossene Spindel vornehmen.

 

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Achtung:
Niemals die Spannungsversorgung auf die Ausgangsbuchsen U-V-W legen!

Bedienung des Terminals

 

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Folgende Tasten stehen zur Verfügung:
RUN "Start”-Taste zum Starten des FU/Spindel
STOP “STOP”-Taste zum Stoppen des FU/Spindel
JOG Tippbetrieb
Hoch/Runter  zum Verändern des aktuell angezeigten Wertes
>> beim Programmieren zum Springen zwischen den Dezimalstellen
PGM Programmiertaste
SET Auswahl des Parameters und Abspeichern

Die Programmierung
1 Drücken der Taste PRGM Auf dem Display erscheint der Programmparameter, z.B. PD000
2 Mit der „Hoch-/Runter“-Taste den gewünschten Parameter wählen Z.B 3 x „Hoch“ drücken es erscheint PD003 im Display
3 Drücken der „SET“-Taste zum Programmieren Mit der „>>“-Taste die gewünschte Dezimalstelle anspringen Mit dem Drücken der „Hoch-/Runter“-Taste kann der gewünschte Wert eingestellt werden.
4 Drücken der „SET“-Taste zum Speichern Oder einige Sekunden warten, dann wird der Wert automatisch gespeichert. Oder Durch Drücken der „PRGM“-Taste die Programmierung beenden
 
Welche Parameter müssen für die ersten Versuche programmiert werden?

Achtung:
Es gibt verschieden Softwareversionen! Die im WEB verlinkten Handbücher beziehen sich alle auf die alte Softwareversion! Das betrifft insbesondere dem Parameter PD013 - Reset. In der alten Version wird mit PD013 = 8 und mit der neuen Version PD013 = 1 der FU zurück gesetzt.

Der FU soll bereits bei Lieferung vorkonfiguriert sein. Diese Werte sollte man auf alle Fälle vor dem ersten Spindellauf überprüfen. Besser ist es allerdings den FU auf Werkseinstellungen zu „resetten“ und neu zu programmieren.
PD013 = 1 oder 8 = Rücksetzen auf Werkseinstellung (Parameter Reset)

Zunächst wird man die Spindel über das FU-Terminal betreiben. D.h. es werden alle Befehle über den „digital operator“ eingegeben. Folgende Parameter sind zu programmieren:  
PD001 = 0 = Ansteuerung über das "operator panel" (Source of Operatings Commands)
PD002 = 0 = Ansteuerung über das "operator panel" (Source of Operating Frequency)

Bei der Programmierung der folgenden Parameter ist die Einhaltung der Reihenfolge
wichtig:
PD005 = 400 = Maximale Frequenz (max. operating Frequency): 10.00 - 400 Hz
PD004 = 400 = Basisfrequenz (Base Frequency): 0.01-400Hz
PD003 = 400 = Hauptfrequenz (Main Frequency): 0.01-400Hz)
PD144 = 3000 = Max. Drehzahl (Rated Motor Revolution 3000 --> 24.000 u/min.)

Nach dem setzen der Parameter sollte man diese nochmals auf Richtigkeit
überprüfen!

Damit ist der Frequenzumrichter für den ersten Test programmiert.
Danach können weitere Parameter gesetzt werden: Damit ist der Frequenzumrichter
für den ersten Test programmiert. Danach können weitere Parameter gesetzt werden:

PD011 = 100 = Mindestfrequenz (Frequency Lower Limit) 100 --> 6.000 u/min.
PD014 = 2 = Beschleunigungszeit (Accel. Time) 1:0.1 – 6500.0 s
PD015 = 2 = Abbremszeit (Decel. Time) 1:0.1 – 6500.0 s
PD123 = 3 = Überstromabschaltung (Over-torque Detect Mode):0 – 3
PD124 = 100 = (Over-torque Detect Level): 0 -200%
PD125 = 1 = (Over-torque Detect Time): 0.1 – 20.0 s
PD141 = 220 = Motornennspannung (Rated Motor Voltage)
PD142 = 7.5 = Motornennstrom (Rated Motor Current) 7,5 A lt. Datenblatt
P = √3 * U * I * cos φ. Angenommen cos φ = 0,8:
P= 1,73*230V*7,5A*0,8 = 2.387 W
PD143 = 2 = Polzahl (Motor pole number)
PD006 = 2.5 = Intermediate Frequency:0.01-400Hz
PD007 = 4 = Min Frequency: 0.01-20.00Hz
PD008 = 220 = Max. Motorspannung (Max. Voltage: 220/380V)

Was tun bei Fehlermeldungen?

1. Fehler-Code"E.Lu.S"

Was tun bei Fehlermeldungen?
1. Fehler-Code"E.Lu.S"
1 PD200 = 65535
2 PD209 = 50
 
2. Fehler-Code "E.oA.A"
Die eingestellte Frequenz passt nicht zur Spindel. Folgende Parameter setzen oder
resetten:
1 PD005 = 400
2 PD004 = 400
3 PD072 = 400
4 PD003 = 400
 
4. Fehler-Code "EL05"  
Folgende Parameter resetten/setzen:
1 PD200 = 65535
2 PD209 = 100
 
5. Spindel lässt sich nicht über das Potentiometer regeln
Folgende Parameter setzen:
1 PD002 = 1
2 PD070 = 1
 
Anschluss der Spindel an den FU
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Der Anschluss der Spindel erfolgt klassisch an „U“,„V“, „W“.
Die Reihenfolge der Kabel ist zunächst egal. Später nach Inbetriebnahme der Spindel kann durch Vertauschen von 2 Adern die Drehrichtung beeinflusst werden. Die Spindel muss unbedingt mit dem Erdungsanschluss verbunden werden. Dazu muss ggf. der vorhandene Spindelstecker ausgetauscht werden (siehe oben). Es ist unbedingt geschirmtes Kabel verwendet werden. Der Schirm wird ebenfalls mit „Masse“  (PE) verbunden.  

Weitere Inbetriebnahme
Zunächst muss man dazu entscheiden in welcher Betriebsart der FU betrieben werden soll.
Zuständig ist der Parameter PD001 (Source of Operation Commands):
Set Range: 0 - 2
Unit: 1
Voreinstellung: 0
     
0   Set by the Operator – Die Steuerbefehle werden über die Bedienknöpfe (digital operator) am FU eingegeben
1   Set by external terminals - Die Steuerbefehle werden über die Terminalan-schlüsse (external terminals) am FU eingegeben
2   Set by communication ports –Die Steuerbefehle werden über die serielle
Schnittstelle (communication port) vom PC übertragen

Mit dem Parameter PD002 wird die Quelle für die Drehzahleinstellung festgelegt.
Zuständig ist der Parameter PD002 (Source of Operating Frequency):
Set Range: 0 - 2
Unit: 1
Voreinstellung: 0

Zur Verfügung stehen:
0   Set by the operator - Die Steuerfrequenz wird über die Bedienknöpfe (digital operator) am FU eingegeben
1   Set by external terminals - Die Steuerfrequenz wird über analoge Eingangssignale
über die Terminalanschlüsse gesteuert. Der Signaltyp wird mit Parameter PD0070 festgelegt. For the related parameters refer to PD070-PD076.
2   Set by communication ports - Die Steuerfrequenz wird über die serielle Schnittstelle übertragen

Zunächst sollte man die Spindel zum ersten Test über das Display ansteuern.
Also werden programmiert:
PD001 = 0
PD002 = 0
 
Jetzt drückt man die Taste "START" und man kann mit den "Hoch/Runter"-Tasten die Drehzahl ändern.
 
Ansteuerung mittels Potentiometer
Funktioniert das zufriedenstellend, dann kann man daran gehen, die Drehzahl z.B. über ein Potentiometer zu steuern. Für den Einbau ist bereits im FU alles vorbereitet. Es ist lediglich ein Potentiometer einzulöten.

Terminal mit Poti
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Nachdem das Poti eingelötet wurde muss ein Jumper umgesetzt werden
Auszug aus Betriebsanleitung:

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Nun wird der FU neu konfiguriert und die Drehzahl kann mit dem eingebauten Potentiometer eingestellt werden:
PD001 = 0
PD002 = 1
PD070 = 1 - Analog Input Range: 0-5V

Ansteuerung via Software (digitale Signale)
Eine weitere Möglichkeit die Drehzahl der Spindel zu steuern ist die Steuerung via Software. Die Grundeinstellung erfolgte bereits wie oben beschrieben. Folgende Arbeiten müssen nun noch ausgeführt werden:
1.   Planung der Signale zur Ansteuerung des Frequenzumrichters
2.   Konfiguration von Mach3
3.   Herstellen der Kabelverbindungen zwischen der Steuerung (Mach3) und dem Frequenzumrichter
4.   Programmieren des Frequenzumrichters

1. Planung der Signale zur Ansteuerung des Frequenzumrichters
Die Ansteuerung soll gemäß Handbuch unter Verwendung der Signale DCM, FOR, REV erfolgen. Dazu wird eine Ansteuerkarte benötigt, die auf der Karte von C. Selig beruht und sich schon für meine Brushless-Spindeln mit dem Maxxon-Controller bewährt hat. Für die Ansteuerung des Frequenzumrichters habe ich diese nochmals leicht modifiziert bzw. für meine Zwecke erweitert. Die Schaltung ist auf die weiter unten erwähnte Variante 2 zugeschnitten.
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Bedeutung der Anschlüsse und Signale am Frequenzumrichter
Symbol Function Description Fabrikeinstellung
FOR Programmierbarer Multi-Eingang 1 FOR-Vorwärts
REV Programmierbarer Multi-Eingang 2 REV - Rückwärts
RST Programmierbarer Multi-Eingang 3 RESET - Rücksetzen
SPH Programmierbarer Multi-Eingang 4 Hohe Drehzahl - High speed
SPM Programmierbarer Multi-Eingang 5 Mittlere Drehzahl - Middle speed
SPL Programmierbarer Multi-Eingang 6 Niedrige Drehzahl - Low speed
DCM Gemeinsamer Anschluss für digitale Steuer- signale +12V Spannungsversorgung, (EV,IPV,P24) Masse
EV (IPV) +12V Spannungsversorgung Max. Ausgangsstrom 200mA
P24 +12V Spannungsversorgung Max. Ausgangsstrom 200mA
+10 Spannungsversorgung für Geschwindigkeitsregelung +10 V
VI Analog-Spannungseingang zur Drehzahlregelung 0 ... +10 V
AI Analog-Stromeingang zur Drehzahlregelung 0 ... 20 mA
ACM Gemeinsamer Anschluss für analoge Steuersignale DC24V/100mA
DRV Multi-Ausgang 1 (Optokoppler)
UPF Multi-Ausgang 2 (Optokoppler)
FA(EFA)
F(EFB)
FC(EFC)
Multi-Ausgang 3 (N/O oder N/C) 3A/250VAC
K(EKA)
KB(EKB
Multi-Ausgang 4 (N/O) 3A/250VAC
AM Output terminals of digital frequency 0 ... 10V
RS+ RS- RS485 Kommunikationsport


1. Anordnung der Steuereingänge

UPF DRV DCM SPL SPM SPH RST REV FOR FOR
  FA FC FB DRV +10 VI AI ACM AM RS- RS+
 
Es stehen 2 Varianten zur Ansteuerung der Spindel zu Verfügung:
 
1. Variante - Verwendung der Eingänge "FOR", "REV" und RST zur Ansteuerung der Spindel


(Bild: Handbuch)

1 Auswahl FOR, REV and RST

2 Parameter Einstellung:
PD001=01 für Verwendung einer externen Ansteuerung
PD044=02 für Rechtslauf (FOR rotation) auch CW
PD045=03 for Linkslauf (REV Rotation) auch CCW  
PD046=04 für Stop

3 Funktionsbeschreibung:
Wenn der "RUN-Kontakt" geschlossen wird, dann wird die
Spindel mit Rechtslauf gestartet.
Wenn der "REV-Kontakt" geschlossen wird, dann wird die
Spindel mit Linkslauf gestartet.
Wenn der "Stop-KOntakt" betätigt wird, dann hält die
Spindel an (STOP)
Achtung:
Durch das Öffnen des "STOP-Kontaktes" und dem anschließenden Anhalten der Spindel, befindet sich die Spindel nicht in einem "sicheren Halt", das d.h. die Spindel kann durch Störimpulse jederzeit wieder unkontrolliert Anlaufen --> Unfallgefahr
Zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit, z.B. beim Werkzeugwechsel, müssen weitere Maßnahmen eingeleitet werden.
 
2. Variante - Steuerung der Spindel unter Verwendung der Eingänge REV, DCM, FOR
 

(Bild: Handbuch)

1 Auswahl FOR und REV

2 Parameter Einstellung: PD001=01 für Verwendung einer externen Ansteuerung
PD044=01 für "RUN-Funktion" (Start-STOP)
PD045=05 für Umschaltung zwischen Rechts- und Links-
lauf

3 Funktionsbeschreibung:
Wenn der "K2" geöffnet ist und "K1" geschlossen wird,
dann läuft die Spindel im Rechtslauf (CW) an.
Wenn "K2" geschlossen ist und "K1" geschlossen wird,
dann läuft die Spindel im Linkslauf (CCW) an.
Wenn die Spindel bereits durch Schließen von "K1" dreht,
kann duech Öffnen bzw. Schließen von "K2" die
Drehrichtung während des Betriebes geändert werden
Achtung:
Durch das Öffnen des "K1-Kontaktes" und dem anschließenden Anhalten der Spindel, befindet sich die Spindel nicht in einem "sicheren Halt", das d.h. die Spindel kann durch Störimpulse jederzeit wieder unkontrolliert Anlaufen --> Unfallgefahr
Zur Gewährleistung der Arbeitssicherheit, z.B. beim Werkzeugwechsel, müssen weitere Maßnahmen eingeleitet werden.
Ich habe mich für Variante 2 entschieden:

(Bild: Handbuch)

1 Auswahl FOR und REV

2 Parameter Einstellung:
PD001=01 für Verwendung einer externen Ansteuerung
PD044=01 für "RUN-Funktion" (Start-STOP)
PD045=05 für Umschaltung zwischen Rechts- und Links-
lauf
3 Funktionsbeschreibung:
Wenn der "K2" geöffnet ist und "K1" geschlossen wird,
dann läuft die Spindel im Rechtslauf (CW) an.
Wenn "K2" geschlossen ist und "K1" geschlossen wird,
dann läuft die Spindel im Linkslauf (CCW) an.
Wenn die Spindel bereits durch Schließen von "K1" dreht,
kann duech Öffnen bzw. Schließen von "K2" die
Drehrichtung während des Betriebes geändert werden
 

Die Verdrahtung sieht dann so aus:

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Bedeutung der Kabel/ Anschlüsse:
braun = DCM
gelb = REV
weiss = FOR
blau = ACM
rot = VI

 
  Highslide JS
Nun wird der FU neu konfiguriert und die Spindel kann über Mach3 in der Drehzahl und
Drehrichtung gesteuert werden:
PD001 = 1 - Ansteuerung über das externes Terminal (Mach3)
PD002 = 1 - Quelle für das Analogsignal (externes Terminal) kommt von "Mach3"
PD011 = 0
PD023 = 1 - Vorwärts- und Rückwärtslauf

Für die Auswertung des Analogeingangs sind die folgenden Parameter zuständig:
PD070 = 0 - Analog Input Range: 0-10V
PD071 = 20 - Standardeinstellung
PD072 = 400 - oberer Analogwert (max. 400 Hz)
PD073 = 0 - unterer Analogwert
PD074 = 0 - gibt die Richtung des Frequenzvektors für den oberen Analogwert an
                 (0 = positiv)
PD075 = 0 - gibt die Richtung des Frequenzvektors für den unteren Analogwert an
                 (0 = positiv)
PD076 = 0

Nun noch Mach3 konfiguriert und Mach3 kann die Spindel im Bereich von 0 ... 24.000 u/min. steuern:

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Nun sollte die Ansteuerung über Mach3 funktionieren.

Wird fortgesetzt

     
     
     
Quellen:
u.a.:

http://www.cnczone.com/forums/index.php

http://www.jinlantrade.com/Stock_files/VFDManual.doc
Herstellerseite

   Rev. Stand: 03.12.2016