三菱電機(jī)伺服講述-共86頁(yè)課件

1、三菱電機(jī)伺服及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)1編碼器數(shù)據(jù)正弦波PWM控制器伺服放大器伺服電機(jī)系統(tǒng)的構(gòu)成最小最完整的控制系統(tǒng)！2 MR-J2S型號(hào)說明MR-J2S-A 通用脈沖串接口B 兼容SSCNET，高速串行總線CP 帶內(nèi)置定位功能CL 帶內(nèi)置程序操作功能CP-S084 與CC-Link連接型 無(wú) 單相/3相200-230VAC 1 單相100-120VAC 4 3相400VAC* SSCNET: Servo System Controller NETwork 3 電機(jī)系列H-FS-HC-KFS 低慣量，小功率HC-MFS 超低慣量，小功率HC-SFS 中慣量，中功率HC-RFS 超低慣量，中功率HC-UFS

2、 扁平型，中小功率HC-LFS 低慣量，中功率HA-LFS 低慣量，中高頻率 無(wú) 沒有電磁制動(dòng) B 有電磁制動(dòng)無(wú) 標(biāo)準(zhǔn)(直軸)K 鍵槽D D型槽HC-KFS46 6000 r/minHC-KFS410 10000 r/min高速系列G 帶減速箱4 MR-J2S-A的特點(diǎn)通用脈沖串輸入型，可選擇3種脈沖輸入波形可連接FX系列PLC，脈沖發(fā)生器FX2N-1PG/10PG和定位模塊FX2N-10GM/20GM也可連接A和Q系列脈沖輸出型定位模塊A1SD75P/D,QD75P/D和QD70P4/8等內(nèi)置電子齒輪，可對(duì)定位指令進(jìn)行調(diào)整5 MR-J2S-B的特點(diǎn)SSCNET高速串行總線連接型，指令傳輸速度

3、為10Mbps可連接支持SSCNET網(wǎng)絡(luò)的控制器實(shí)現(xiàn)高速?gòu)?fù)雜精確動(dòng)作Q系列定位模塊QD75MQ172/173CPU運(yùn)動(dòng)控制器集成的控制器軟件，方便系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)和定位數(shù)據(jù)設(shè)置連接方便，便于設(shè)備安裝調(diào)試6傳統(tǒng)解決方案QD75M4 軸/ 模塊Q173CPU32 軸/ 模塊SSCNET 解決方案 SSCNET與傳統(tǒng)接線方式比較7 MR-J2S的特點(diǎn)采用高性能CPU，速度響應(yīng)達(dá)到550Hz以上采用高分辨率編碼器131072p/rev(17位)高級(jí)實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整抑制控制器振動(dòng)抑制濾波器,自適應(yīng)振動(dòng)增益搜索功能，自動(dòng)找出最佳增益值電機(jī)的自動(dòng)ID識(shí)別接收一個(gè)脈沖，電機(jī)旋轉(zhuǎn)0.00278 通訊功能RS232C1根

4、總線上最多可帶32臺(tái)伺服放大器，站號(hào)從0-31功能運(yùn)行伺服系統(tǒng)修改參數(shù)監(jiān)視RS422RS232C/RS422 轉(zhuǎn)換器NO.0NO.1NO.319開放通訊協(xié)議，用戶可自行開發(fā)應(yīng)用程序讀出指令狀態(tài)顯示參數(shù)外部輸入輸出信號(hào)當(dāng)前報(bào)警和歷史報(bào)警寫入指令狀態(tài)顯示數(shù)據(jù)清除參數(shù)寫入當(dāng)前報(bào)警復(fù)位和歷史報(bào)警清除操作模式的選擇外部信號(hào)的使能測(cè)試操作模式相關(guān)數(shù)據(jù)主站發(fā)送指令,從站返回?cái)?shù)據(jù)的半雙工通訊方式10 伺服設(shè)置軟件 MR Configurator輕松設(shè)定伺服參數(shù)，同時(shí)還有診斷功能設(shè)定運(yùn)行速度和加減速時(shí)間做試運(yùn)行MR-J2S SETUP161E 用于MR-J2S基本功能監(jiān)控電機(jī)運(yùn)行情況，同時(shí)還可以采集數(shù)據(jù)構(gòu)成曲線

5、圖設(shè)定運(yùn)行位移做定位運(yùn)行11機(jī)械分析功能高級(jí)功能增益相位共振點(diǎn)30秒內(nèi)快速完成共振點(diǎn)的檢測(cè)12電機(jī)速度滯留脈沖速度命令力矩曲線圖13 主要選用配件動(dòng)態(tài)制動(dòng)器 型號(hào)DBU-K 適用于11KW或者以上的伺服放大器，當(dāng)斷電或者保護(hù)回路動(dòng)作時(shí)，使電機(jī)急停。改善功率因數(shù)電抗器 型號(hào)FR-BAL FR-BEL MR-DCL可將功率因數(shù)提高到90，降低電源功率。再生選件用于消耗電機(jī)減速期間由負(fù)載能量。14 型號(hào)的選用 力矩 慣量慣量比=負(fù)載慣量電機(jī)慣量如果力矩不夠，可采用帶減速箱電機(jī)或者選配精密減速箱減小齒輪間隙15 Capacity Selection 容量選擇用于伺服系統(tǒng)的選型16負(fù)載慣量計(jì)算舉例(圓柱

6、體)1718應(yīng)用舉例(水平絲杠)機(jī)械參數(shù)19 使用過程中注意事項(xiàng)工作電源上電或者工作中有振動(dòng),噪音增益值,響應(yīng)速度,慣量比放大器輸入的最大脈沖,電子齒輪的設(shè)置范圍電機(jī)和機(jī)械有共振點(diǎn)安裝和保護(hù)功能按標(biāo)準(zhǔn)接線外加保護(hù)電路，使報(bào)警時(shí)使電機(jī)停止運(yùn)行單相/三相750W以下可用單相或者三相,1000W以上建議用三相放大器的U,V,W對(duì)應(yīng)電機(jī)的紅,白,黑三線201003023 系列HF系列919603 系列高密度 高精度ABS高分辨率(自研發(fā))嵌入式視覺系統(tǒng)增量方式1000 p/r130k p/r 260k p/r編碼盤編碼盤(ABS)棱鏡縫合磁心 + 高密度繞線扁平磁心 + 高密度繞線圓形磁心 + 高密度

7、繞線伺服馬達(dá)技術(shù)革新 大小21速度響應(yīng)100(IPM)(金屬 PCB )指令馬達(dá)Tuning ON實(shí)時(shí)自整定 4030-929903性能易于使用200Hz550Hz900Hz自整定實(shí)現(xiàn)增益的設(shè)定伺服放大器技術(shù)革新 抑制機(jī)器手臂末端的振動(dòng)體積(結(jié)構(gòu)緊湊型模塊)機(jī)器位置馬達(dá)位置到位開始自整定22MR-E Super 的概念性能MR-J2S-AMR-E-A/AGMR-E SuperHW: 和MR-E兼容SW: 高速數(shù)據(jù)處理ENC: 分辨率增高 高速響應(yīng) 高性能 = MR-J2S-A23MR-E Super vs. MR-ENo.MR-EMR-E Super1速度控制的響應(yīng)頻率300Hz500Hz2編

8、碼器的分辨率16,384 p/rev131,072 p/rev3輸入的脈沖速度 (僅指A 型號(hào))500 Kpps1.0 Mpps4實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)諧功能 改良后 5油水防止功能KE: 無(wú)SE: 無(wú)KEW1-S100: 無(wú)SEJW1-S100: 有= MR-J2S-A24現(xiàn)狀性能規(guī)格MR-E-A/AG2KWMR-J2S-A55KWMR-J2S-BQ motionMR-J3-AQH motionMR-J3-BMR-E Super25速度控制響應(yīng)J2S: 550HzE-S: 500HzE: 300HzMR-E Super 能夠跟 MR-J2S以同樣的速度定位, 因?yàn)橥ㄟ^ 131,072 p/r ENC 和

9、新的軟件使速度控制響應(yīng)頻率達(dá)到了500Hz .實(shí)際上從實(shí)用的觀點(diǎn)來看MR-E Super 和 MR-J2S 并沒有區(qū)別. 而且自動(dòng)調(diào)諧功能 也是一樣的. 由滯脈沖時(shí)間E-S:指令J2S:快E: 慢速度控制響應(yīng)頻率26編碼器MR-E Super 能夠使速度波動(dòng)變小,因?yàn)橛懈叻直媛实木幋a器. (8倍) 16,384 p/rev 131,072 p/revMR-E 速度波動(dòng)MR-E Super 速度波動(dòng)27輸入指令脈沖 MR-E Super(僅指脈沖型號(hào))控制器最大輸入脈沖 MR-E: 500Kpps MR-E Super: 1.0MppsPulses/sTimePulses/sTime理想的指令模

10、式MR-E 的模式MR-E Super 的模式MR-E Super 能夠得到更精確的指令.28實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)諧被限制的 MR-E 的自動(dòng)調(diào)諧的響應(yīng)速度 的最大值不是很大.如果響應(yīng)速度太高的話, 馬達(dá)將會(huì)發(fā)生振動(dòng).被限制的 MR-E Super 的自動(dòng)調(diào)諧的響應(yīng)速度 的最大值足夠大. (和MR-J2S一樣)指令time時(shí)間 低響應(yīng)的由滯脈沖高響應(yīng)的由滯脈沖MR-EMR-E Super29油水防止HF-SE*HF-SE*JW1-S100油水防止 油水防止功能HF-KE* : 無(wú) HF-KE*W1-S100: 無(wú)HF-SE* : 無(wú) HF-SE*JW1-S100: 有為了方便顧客, 油水防止功能作為 H

11、F-SE*JW1-S100 的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn).30伺服放大器各部數(shù)字MR-E 10 A- KH003意謂 E-SuperSymbolHF-KE*W1-S100HF-SE*JW1-S100HF-KE*HF-SE*1013132023234043437073527352100102102200152, 202152, 202 相對(duì)應(yīng)的馬達(dá)A: 脈沖AG: 模擬31馬達(dá)的各部數(shù)字HF-KE 1 3 B K W1-S100 意謂 E-Super額定轉(zhuǎn)速: 3000 r/min 無(wú): 無(wú)鍵槽直式軸K: 帶鍵槽 (和鍵)無(wú): 沒有制動(dòng)器B: 有制動(dòng)器1: 100W, 2: 200W, 4: 400W, 7: 7

12、50W HF-SE 5 2 B J K W1-S100 額定轉(zhuǎn)速: 2000 r/min 無(wú): 無(wú)鍵槽直式軸K: 帶鍵槽 (和鍵)無(wú): 沒有制動(dòng)器B: 有制動(dòng)器5: 0.5KW, 10: 1.0KW, 15: 1.5KW, 20: 2.0KW 有油水防止功能編碼器 131,072 p/rev (INC)意謂 E-Super編碼器 131,072 p/rev (INC)32伺服放大器MR-E-10/20/40A(G) -KH003MR-E-70/100A(G) -KH003MR-E-200A(G) -KH003- 尺寸: 和 MR-E 一致- 接插件: 和 MR-E 一致- 參數(shù): 和 MR-E

13、 一致 規(guī)格: 和 MR-E 一致， 除了 響應(yīng)速度 和 自動(dòng)調(diào)諧功能.和MR-E 兼容33伺服馬達(dá)HF-KE*W1-S100- 法蘭盤尺寸: 一致.- 編碼器分辨率: 16,384 p/rev 131,072 p/rev (INC)- 但是接插件已經(jīng)更改成為和 MR-J3 馬達(dá)一致的新的型號(hào)了. 和 MR-J3 馬達(dá)一樣. HF-KE*34伺服馬達(dá)HF-SE* HF-SE*JW1-S100- 法蘭盤尺寸(尺寸): 一致.- 編碼器分辨率: 16,384 p/rev 131,072 p/rev (INC)- 接插件: 一致.- 增加了油水防止功能.和MR-E 兼容35選購(gòu)件電纜HF-KE*(B

14、)HF-KE*(B)W1-S100電源電纜, 接插件MR-PWCNK1MR-PWCNK2MR-PWS1CBL*M-A1(2)-H(L) MR-PWS2CBL03M-A1(2)-L制動(dòng)器電纜,接插件MR-BKS1CBL*M-A1(2)-H(L)編碼器電纜,接插件MR-EKCBL*M-H(L)MR-ECNMMR-J3ENCBL*M-A1(2)-H(L)MR-J3JCBL03M-A1(2)-L MR-EKCBL*M-H(L)MR-ECNM這些和 J3 馬達(dá)的一樣.別的電纜 (包括 HF-SE*JW1-S100的電纜) ，選購(gòu)件和 MR-E的相同.36 系列37SV開發(fā)理念 最簡(jiǎn)化 最優(yōu)化 機(jī)器性能

15、操作 / 調(diào)諧高水平自整定功能先進(jìn)振動(dòng)抑制控制. 高性能的伺服馬達(dá)功能更強(qiáng)的伺服設(shè)置軟件能夠輕松發(fā)揮機(jī)器的最佳性能，并縮小模塊的體積 38速度響應(yīng)100(IPM)(金屬 PCB )指令馬達(dá)Tuning ON實(shí)時(shí)自整定 4030-929903性能易于使用200Hz550Hz900Hz自整定實(shí)現(xiàn)增益的設(shè)定伺服放大器技術(shù)革新 抑制機(jī)器手臂末端的振動(dòng)體積(結(jié)構(gòu)緊湊型模塊)機(jī)器位置馬達(dá)位置到位開始自整定391003023 系列HF系列919603 系列高密度繞線 高精度編碼器ABS高分辨率(自研發(fā))嵌入式視覺系統(tǒng)增量方式1000 p/r130k p/r260k p/r縫合磁心 + 高密度繞線扁平磁心 +

16、 高密度繞線圓形磁心 + 高密度繞線伺服馬達(dá)技術(shù)革新 大小40由運(yùn)動(dòng)CPU與PLC CPU 構(gòu)成的系統(tǒng)能夠?qū)λ欧刂坪统艘酝獾臋C(jī)械控制和信息控制實(shí)施負(fù)載分擔(dān)?？膳c伺服放大器進(jìn)行高速串行通信可進(jìn)行伺服監(jiān)視器，伺服參數(shù)的設(shè)置和變更，可進(jìn)行伺服試驗(yàn)等。由于使用數(shù)據(jù)通信方式，速度指令無(wú)最大脈沖頻率限制?？蛇M(jìn)行矢量控制（預(yù)定配套：SSCNET：FR-V500、SSCNET：FR-A700）可采用絕對(duì)位置系統(tǒng)只要安裝電池和進(jìn)行參數(shù)設(shè)置就可采用絕對(duì)位置系統(tǒng)?？蛇M(jìn)行插補(bǔ)控制、同步運(yùn)行和軟件凸輪等的運(yùn)動(dòng)控制可根據(jù)用途選擇操作系統(tǒng)（）?？赏ㄟ^更換相同H/W的OS實(shí)現(xiàn)版本升級(jí)和特殊兼容。可構(gòu)建多系統(tǒng)（模式）最多個(gè)

17、中，最多可裝3個(gè)運(yùn)動(dòng)CPU。實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)動(dòng)控制（模式）以最短0.88ms的動(dòng)作運(yùn)算周期（SSCNET的周期最短0.44ms）進(jìn)行控制。可構(gòu)建抗干擾性強(qiáng)、可靠性高的系統(tǒng)用數(shù)據(jù)通信實(shí)現(xiàn)無(wú)脈沖化，通過傳送出錯(cuò)檢測(cè)提高可靠性。SSCNET通過線路光纜化實(shí)現(xiàn)無(wú)噪聲。運(yùn)動(dòng)控制器的特點(diǎn)41Mitsubishi 運(yùn)動(dòng)控制器網(wǎng)絡(luò) SSCNET現(xiàn)行通訊網(wǎng)絡(luò) SSCNET5.6Mbps201950Mbps1994高響應(yīng)節(jié)省連線網(wǎng)絡(luò)化管理通訊速度SSCNET 特性42節(jié)省配線，縮短起動(dòng)時(shí)間。節(jié)省配線。伺服參數(shù)由上位控制器進(jìn)行成批管理。減少布線錯(cuò)誤。長(zhǎng)距離接線化。提高維護(hù)性伺服監(jiān)視器的成批管理。使用數(shù)字式示波器可以對(duì)多軸

18、波形成批監(jiān)控?？梢越?jīng)過SSCNET使伺服放大器與SETUP軟件連接。提高性能和功能編碼器的高分辨率更高，以適應(yīng)更高的響應(yīng)。采用時(shí)鐘同步通信方式，提高了同步性能。 采用雙向通信，在監(jiān)控的同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)矩限制等的控制變更。提高可靠性提高了通信的抗干擾性（SSCNET采用光纜）。構(gòu)建了斷電時(shí)和緊急停止時(shí)的絕對(duì)位置系統(tǒng)。SSCNET 特點(diǎn)43傳統(tǒng)解決方案 傳統(tǒng)的伺服接線方式接線時(shí)間成本，接線錯(cuò)誤檢查成本產(chǎn)生！44 SSCNET 伺服系統(tǒng)Qn(H)CPUQ61P-A*Q3*BUSBSSC I/F A10BD-PCF/A30BD-PCF A30CD-PCF(WinXP/Win2000/WinNT/Win98)

19、個(gè)人電腦連接SSC Q170HBAT(Q6BAT)Q173HCPU/Q172HCPU適用的伺服放大器：MR-J3-BSSCNET(ch1)50Mbps、50m 每站 （HPCF）SSCNET(ch2)SSCNET Q173HCPU ： 通道 （32 軸）Q172HCPU ： 通道 （ 軸）MT DeveloperMR ConfiguratorPLC-CPUMotion-CPU每個(gè)通道16 軸 最大 4 個(gè)模塊電池 45機(jī)器機(jī)器機(jī)器編碼器電纜馬達(dá)驅(qū)動(dòng)線控制柜最大長(zhǎng)度m采用光纖實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離傳輸控制柜50m maximum(HPCF)安裝在機(jī)器上縮短連線46與運(yùn)動(dòng)控制新功能、新增功能動(dòng)作功能加強(qiáng)機(jī)能主

20、要用途指定位置停止功能液晶、記錄媒體用微調(diào)控制項(xiàng)旋轉(zhuǎn)體的分度動(dòng)作位相修正同步控制的滯留脈沖修正與同步編碼器讀取修正同步編碼器萬(wàn)脈沖（）同步裝置（提高低速時(shí)的速度檢測(cè)精度）連接外部放大器各種裝置（放大器分散配置），不需要Q172LX。真實(shí)馬達(dá)和虛擬馬達(dá)混存（）定位和同步運(yùn)行的同時(shí)控制使離合器平滑（）直線加減速成為可能，滑行結(jié)束信號(hào)。凸輪和滾珠絲桿切換功能（）虛擬馬達(dá)狀態(tài)下，可使凸輪軸自由動(dòng)作。安全功能（）用密碼保護(hù)用戶程序。使用長(zhǎng)距離電纜（站間）連接16臺(tái)伺服放大器時(shí)（表示即使是原來的SSCNET用的CPU，也可以通過標(biāo)準(zhǔn)OS的版本升級(jí)來使用）。伺服通信周期和動(dòng)作運(yùn)算周期最短0.44msec的高

21、速化。（光纜）滿足高速通信和長(zhǎng)距離配線的需要網(wǎng)絡(luò)通信速度約10倍高速化波特率電纜總長(zhǎng)適應(yīng)約25倍長(zhǎng)距離連接的需要距離(m)47設(shè)置選型編程軟件系統(tǒng)48選型軟件491.1 通用接口 MR-J3-A 和 B系列更快的響應(yīng)速度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集提高了20倍以上與運(yùn)動(dòng)控制器的連接 MR-J3-B只需一根線就可以連接所有伺服 通訊連接 USBmini-BUSB USB BUSB設(shè)置軟件50頻率范圍 10HZ1KHz 3HZ4.5KHz檢測(cè)能力得到很大提高 共振 : 個(gè) 機(jī)械分析器更精確的機(jī)械性能 更精確51位置指令位置控制馬達(dá)編碼器速度控制微分 魯棒擾動(dòng)補(bǔ)償功能 位置滯留脈沖魯棒擾動(dòng)補(bǔ)償功能滯留脈沖數(shù)得到了減

22、小 可以提高對(duì)于擾動(dòng)因素的響應(yīng)速度，這樣可以在穩(wěn)定狀態(tài)下抑制擾動(dòng)。52自整定抑制振動(dòng) 自整定濾波32 個(gè)的相應(yīng)速度選擇簡(jiǎn)易自整定窗口53趨勢(shì)圖功能同時(shí)監(jiān)控指令/滯留脈沖/力矩曲線圖通道 示波器 整定/機(jī)械特性確認(rèn) 歷史查看功能（歷史數(shù)據(jù)重寫功能）采集數(shù)據(jù) : 0.4ms x 30000點(diǎn)=12sec (J2S : 0.8ms x 1024點(diǎn))54速度 / 力矩曲線數(shù)據(jù)監(jiān)控 在操作模式中可以確認(rèn)力矩余量速度 力矩 曲線監(jiān)控功能連続運(yùn)転領(lǐng)域短時(shí)間運(yùn)転領(lǐng)域?qū)嶋H運(yùn)行曲線55編程軟件56伺服參數(shù)可用 MR-Configurator 設(shè)定所有的伺服參數(shù)集成MT-Developer 和 MR-Configu

23、rator (伺服設(shè)置軟件) 57伺服監(jiān)控通過MR-Configurator監(jiān)控所有伺服的狀態(tài)進(jìn)而準(zhǔn)確地了解機(jī)械末端的狀態(tài)！ 伺服監(jiān)控 58在 MT-Developmer點(diǎn)擊圖標(biāo)即可啟動(dòng) MR-Configurator多軸參數(shù)設(shè)定多軸監(jiān)控59 軟件操作說明 MT Developer系統(tǒng)設(shè)置利用組態(tài)化界面對(duì)硬件進(jìn)行設(shè)置和參數(shù)設(shè)置直觀性強(qiáng)，便于操作通訊設(shè)置USB:12MRS232C:115.2KSSCNET:5.6M (需A30CD-PCF卡)特點(diǎn)60參數(shù)設(shè)置固定參數(shù)HPR原點(diǎn)回歸數(shù)據(jù)JOG運(yùn)行數(shù)據(jù)伺服參數(shù)61 SV13/SV22實(shí)模式PLC ProgramMotion SFCProgram運(yùn)動(dòng)控

24、制步K伺服程序伺服放大器伺服電機(jī)62SFC流程圖編程環(huán)境 按照系統(tǒng)運(yùn)行流程添加相應(yīng)的控制步,操作步和等待步等即可完成運(yùn)動(dòng)控制功能.63 運(yùn)動(dòng)控制器編程采用SFC(Sequential Function Chart)流程圖的方式直接描述流程，易于編寫和閱讀集成了大量的編程工具，監(jiān)視工具和調(diào)試工具高速響應(yīng)外部輸入，縮減伺服程序啟動(dòng)時(shí)間，利用步進(jìn)執(zhí)行方式高速執(zhí)行控制SV_STARTF100SET M2042G100M2009PX10K100:RealABS-1Ax1, D100Speed, 1000G300#100L 1000LENDS ONSON 完畢等待啟動(dòng)定位開始等待下一步64 SV22虛模式PLC ProgramMotion SFCProgram運(yùn)動(dòng)控制步K伺服程序Mechanical system Program驅(qū)動(dòng)模塊(虛擬電機(jī))輸出模塊)伺服放大器伺服電機(jī)65虛擬主軸設(shè)置 將實(shí)際的硬件系統(tǒng)用軟件的方式實(shí)現(xiàn),實(shí)現(xiàn)高精度的同步控制和無(wú)軸控制,同時(shí)提高系統(tǒng)的靈活性.輸