三菱电机伺服讲述-共86页课件

1、三菱电机伺服及运动控制系统1编码器数据正弦波PWM控制器伺服放大器伺服电机系统的构成最小最完整的控制系统！2 MR-J2S型号说明MR-J2S-A 通用脉冲串接口B 兼容SSCNET，高速串行总线CP 带内置定位功能CL 带内置程序操作功能CP-S084 与CC-Link连接型 无 单相/3相200-230VAC 1 单相100-120VAC 4 3相400VAC* SSCNET: Servo System Controller NETwork 3 电机系列H-FS-HC-KFS 低惯量，小功率HC-MFS 超低惯量，小功率HC-SFS 中惯量，中功率HC-RFS 超低惯量，中功率HC-UFS

2、 扁平型，中小功率HC-LFS 低惯量，中功率HA-LFS 低惯量，中高频率 无 没有电磁制动 B 有电磁制动无 标准(直轴)K 键槽D D型槽HC-KFS46 6000 r/minHC-KFS410 10000 r/min高速系列G 带减速箱4 MR-J2S-A的特点通用脉冲串输入型，可选择3种脉冲输入波形可连接FX系列PLC，脉冲发生器FX2N-1PG/10PG和定位模块FX2N-10GM/20GM也可连接A和Q系列脉冲输出型定位模块A1SD75P/D,QD75P/D和QD70P4/8等内置电子齿轮，可对定位指令进行调整5 MR-J2S-B的特点SSCNET高速串行总线连接型，指令传输速度

3、为10Mbps可连接支持SSCNET网络的控制器实现高速复杂精确动作Q系列定位模块QD75MQ172/173CPU运动控制器集成的控制器软件，方便系统进行参数和定位数据设置连接方便，便于设备安装调试6传统解决方案QD75M4 轴/ 模块Q173CPU32 轴/ 模块SSCNET 解决方案 SSCNET与传统接线方式比较7 MR-J2S的特点采用高性能CPU，速度响应达到550Hz以上采用高分辨率编码器131072p/rev(17位)高级实时自动调整抑制控制器振动抑制滤波器,自适应振动增益搜索功能，自动找出最佳增益值电机的自动ID识别接收一个脉冲，电机旋转0.00278 通讯功能RS232C1根

4、总线上最多可带32台伺服放大器，站号从0-31功能运行伺服系统修改参数监视RS422RS232C/RS422 转换器NO.0NO.1NO.319开放通讯协议，用户可自行开发应用程序读出指令状态显示参数外部输入输出信号当前报警和历史报警写入指令状态显示数据清除参数写入当前报警复位和历史报警清除操作模式的选择外部信号的使能测试操作模式相关数据主站发送指令,从站返回数据的半双工通讯方式10 伺服设置软件 MR Configurator轻松设定伺服参数，同时还有诊断功能设定运行速度和加减速时间做试运行MR-J2S SETUP161E 用于MR-J2S基本功能监控电机运行情况，同时还可以采集数据构成曲线

5、图设定运行位移做定位运行11机械分析功能高级功能增益相位共振点30秒内快速完成共振点的检测12电机速度滞留脉冲速度命令力矩曲线图13 主要选用配件动态制动器 型号DBU-K 适用于11KW或者以上的伺服放大器，当断电或者保护回路动作时，使电机急停。改善功率因数电抗器 型号FR-BAL FR-BEL MR-DCL可将功率因数提高到90，降低电源功率。再生选件用于消耗电机减速期间由负载能量。14 型号的选用 力矩 惯量惯量比=负载惯量电机惯量如果力矩不够，可采用带减速箱电机或者选配精密减速箱减小齿轮间隙15 Capacity Selection 容量选择用于伺服系统的选型16负载惯量计算举例(圆柱

6、体)1718应用举例(水平丝杠)机械参数19 使用过程中注意事项工作电源上电或者工作中有振动,噪音增益值,响应速度,惯量比放大器输入的最大脉冲,电子齿轮的设置范围电机和机械有共振点安装和保护功能按标准接线外加保护电路，使报警时使电机停止运行单相/三相750W以下可用单相或者三相,1000W以上建议用三相放大器的U,V,W对应电机的红,白,黑三线201003023 系列HF系列919603 系列高密度 高精度ABS高分辨率(自研发)嵌入式视觉系统增量方式1000 p/r130k p/r 260k p/r编码盘编码盘(ABS)棱镜缝合磁心 + 高密度绕线扁平磁心 + 高密度绕线圆形磁心 + 高密度

7、绕线伺服马达技术革新 大小21速度响应100(IPM)(金属 PCB )指令马达Tuning ON实时自整定 4030-929903性能易于使用200Hz550Hz900Hz自整定实现增益的设定伺服放大器技术革新 抑制机器手臂末端的振动体积(结构紧凑型模块)机器位置马达位置到位开始自整定22MR-E Super 的概念性能MR-J2S-AMR-E-A/AGMR-E SuperHW: 和MR-E兼容SW: 高速数据处理ENC: 分辨率增高 高速响应 高性能 = MR-J2S-A23MR-E Super vs. MR-ENo.MR-EMR-E Super1速度控制的响应频率300Hz500Hz2编

8、码器的分辨率16,384 p/rev131,072 p/rev3输入的脉冲速度 (仅指A 型号)500 Kpps1.0 Mpps4实时自动调谐功能 改良后 5油水防止功能KE: 无SE: 无KEW1-S100: 无SEJW1-S100: 有= MR-J2S-A24现状性能规格MR-E-A/AG2KWMR-J2S-A55KWMR-J2S-BQ motionMR-J3-AQH motionMR-J3-BMR-E Super25速度控制响应J2S: 550HzE-S: 500HzE: 300HzMR-E Super 能够跟 MR-J2S以同样的速度定位, 因为通过 131,072 p/r ENC 和

9、新的软件使速度控制响应频率达到了500Hz .实际上从实用的观点来看MR-E Super 和 MR-J2S 并没有区别. 而且自动调谐功能 也是一样的. 由滞脉冲时间E-S:指令J2S:快E: 慢速度控制响应频率26编码器MR-E Super 能够使速度波动变小,因为有高分辨率的编码器. (8倍) 16,384 p/rev 131,072 p/revMR-E 速度波动MR-E Super 速度波动27输入指令脉冲 MR-E Super(仅指脉冲型号)控制器最大输入脉冲 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 能够得到更精确的指令.28实时自动调谐被限制的 MR-E 的自动调谐的响应速度 的最大值不是很大.如果响应速度太高的话, 马达将会发生振动.被限制的 MR-E Super 的自动调谐的响应速度 的最大值足够大. (和MR-J2S一样)指令time时间 低响应的由滞脉冲高响应的由滞脉冲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* : 无 HF-KE*W1-S100: 无HF-SE* : 无 HF-SE*JW1-S100: 有为了方便顾客, 油水防止功能作为 H

11、F-SE*JW1-S100 的一个标准.30伺服放大器各部数字MR-E 10 A- KH003意谓 E-SuperSymbolHF-KE*W1-S100HF-SE*JW1-S100HF-KE*HF-SE*1013132023234043437073527352100102102200152, 202152, 202 相对应的马达A: 脉冲AG: 模拟31马达的各部数字HF-KE 1 3 B K W1-S100 意谓 E-Super额定转速: 3000 r/min 无: 无键槽直式轴K: 带键槽 (和键)无: 没有制动器B: 有制动器1: 100W, 2: 200W, 4: 400W, 7: 7

12、50W HF-SE 5 2 B J K W1-S100 额定转速: 2000 r/min 无: 无键槽直式轴K: 带键槽 (和键)无: 没有制动器B: 有制动器5: 0.5KW, 10: 1.0KW, 15: 1.5KW, 20: 2.0KW 有油水防止功能编码器 131,072 p/rev (INC)意谓 E-Super编码器 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- 参数: 和 MR-E

13、 一致 规格: 和 MR-E 一致， 除了 响应速度 和 自动调谐功能.和MR-E 兼容33伺服马达HF-KE*W1-S100- 法兰盘尺寸: 一致.- 编码器分辨率: 16,384 p/rev 131,072 p/rev (INC)- 但是接插件已经更改成为和 MR-J3 马达一致的新的型号了. 和 MR-J3 马达一样. HF-KE*34伺服马达HF-SE* HF-SE*JW1-S100- 法兰盘尺寸(尺寸): 一致.- 编码器分辨率: 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选购件电缆HF-KE*(B

14、)HF-KE*(B)W1-S100电源电缆, 接插件MR-PWCNK1MR-PWCNK2MR-PWS1CBL*M-A1(2)-H(L) MR-PWS2CBL03M-A1(2)-L制动器电缆,接插件MR-BKS1CBL*M-A1(2)-H(L)编码器电缆,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这些和 J3 马达的一样.别的电缆 (包括 HF-SE*JW1-S100的电缆) ，选购件和 MR-E的相同.36 系列37SV开发理念 最简化 最优化 机器性能

15、操作 / 调谐高水平自整定功能先进振动抑制控制. 高性能的伺服马达功能更强的伺服设置软件能够轻松发挥机器的最佳性能，并缩小模块的体积 38速度响应100(IPM)(金属 PCB )指令马达Tuning ON实时自整定 4030-929903性能易于使用200Hz550Hz900Hz自整定实现增益的设定伺服放大器技术革新 抑制机器手臂末端的振动体积(结构紧凑型模块)机器位置马达位置到位开始自整定391003023 系列HF系列919603 系列高密度绕线 高精度编码器ABS高分辨率(自研发)嵌入式视觉系统增量方式1000 p/r130k p/r260k p/r缝合磁心 + 高密度绕线扁平磁心 +

16、 高密度绕线圆形磁心 + 高密度绕线伺服马达技术革新 大小40由运动CPU与PLC CPU 构成的系统能够对伺服控制和除此以外的机械控制和信息控制实施负载分担。可与伺服放大器进行高速串行通信可进行伺服监视器，伺服参数的设置和变更，可进行伺服试验等。由于使用数据通信方式，速度指令无最大脉冲频率限制。可进行矢量控制（预定配套：SSCNET：FR-V500、SSCNET：FR-A700）可采用绝对位置系统只要安装电池和进行参数设置就可采用绝对位置系统。可进行插补控制、同步运行和软件凸轮等的运动控制可根据用途选择操作系统（）。可通过更换相同H/W的OS实现版本升级和特殊兼容。可构建多系统（模式）最多个

17、中，最多可装3个运动CPU。实现高速运动控制（模式）以最短0.88ms的动作运算周期（SSCNET的周期最短0.44ms）进行控制。可构建抗干扰性强、可靠性高的系统用数据通信实现无脉冲化，通过传送出错检测提高可靠性。SSCNET通过线路光缆化实现无噪声。运动控制器的特点41Mitsubishi 运动控制器网络 SSCNET现行通讯网络 SSCNET5.6Mbps201950Mbps1994高响应节省连线网络化管理通讯速度SSCNET 特性42节省配线，缩短起动时间。节省配线。伺服参数由上位控制器进行成批管理。减少布线错误。长距离接线化。提高维护性伺服监视器的成批管理。使用数字式示波器可以对多轴

18、波形成批监控。可以经过SSCNET使伺服放大器与SETUP软件连接。提高性能和功能编码器的高分辨率更高，以适应更高的响应。采用时钟同步通信方式，提高了同步性能。 采用双向通信，在监控的同时进行转矩限制等的控制变更。提高可靠性提高了通信的抗干扰性（SSCNET采用光缆）。构建了断电时和紧急停止时的绝对位置系统。SSCNET 特点43传统解决方案 传统的伺服接线方式接线时间成本，接线错误检查成本产生！44 SSCNET 伺服系统Qn(H)CPUQ61P-A*Q3*BUSBSSC I/F A10BD-PCF/A30BD-PCF A30CD-PCF(WinXP/Win2000/WinNT/Win98)

19、个人电脑连接SSC Q170HBAT(Q6BAT)Q173HCPU/Q172HCPU适用的伺服放大器：MR-J3-BSSCNET(ch1)50Mbps、50m 每站 （HPCF）SSCNET(ch2)SSCNET Q173HCPU ： 通道 （32 轴）Q172HCPU ： 通道 （ 轴）MT DeveloperMR ConfiguratorPLC-CPUMotion-CPU每个通道16 轴 最大 4 个模块电池 45机器机器机器编码器电缆马达驱动线控制柜最大长度m采用光纤实现长距离传输控制柜50m maximum(HPCF)安装在机器上缩短连线46与运动控制新功能、新增功能动作功能加强机能主

20、要用途指定位置停止功能液晶、记录媒体用微调控制项旋转体的分度动作位相修正同步控制的滞留脉冲修正与同步编码器读取修正同步编码器万脉冲（）同步装置（提高低速时的速度检测精度）连接外部放大器各种装置（放大器分散配置），不需要Q172LX。真实马达和虚拟马达混存（）定位和同步运行的同时控制使离合器平滑（）直线加減速成为可能，滑行结束信号。凸轮和滚珠丝杆切换功能（）虚拟马达状态下，可使凸轮轴自由动作。安全功能（）用密码保护用户程序。使用长距离电缆（站间）连接16台伺服放大器时（表示即使是原来的SSCNET用的CPU，也可以通过标准OS的版本升级来使用）。伺服通信周期和动作运算周期最短0.44msec的高

21、速化。（光缆）满足高速通信和长距离配线的需要网络通信速度约10倍高速化波特率电缆总长适应约25倍长距离连接的需要距离(m)47设置选型编程软件系统48选型软件491.1 通用接口 MR-J3-A 和 B系列更快的响应速度实时数据采集提高了20倍以上与运动控制器的连接 MR-J3-B只需一根线就可以连接所有伺服 通讯连接 USBmini-BUSB USB BUSB设置软件50频率范围 10HZ1KHz 3HZ4.5KHz检测能力得到很大提高 共振 : 個 机械分析器更精确的机械性能 更精确51位置指令位置控制马达编码器速度控制微分 鲁棒扰动补偿功能 位置滞留脉冲鲁棒扰动补偿功能滞留脉冲数得到了减

22、小 可以提高对于扰动因素的响应速度，这样可以在稳定状态下抑制扰动。52自整定抑制振动 自整定滤波32 个的相应速度选择简易自整定窗口53趋势图功能同时监控指令/滞留脉冲/力矩曲线图通道 示波器 整定/机械特性确认 历史查看功能（历史数据重写功能）采集数据 : 0.4ms x 30000点=12sec (J2S : 0.8ms x 1024点)54速度 / 力矩曲线数据监控 在操作模式中可以确认力矩余量速度 力矩 曲线监控功能連続運転領域短時間運転領域实际运行曲线55编程软件56伺服参数可用 MR-Configurator 设定所有的伺服参数集成MT-Developer 和 MR-Configu

23、rator (伺服设置软件) 57伺服监控通过MR-Configurator监控所有伺服的状态进而准确地了解机械末端的状态！ 伺服监控 58在 MT-Developmer点击图标即可启动 MR-Configurator多轴参数设定多轴监控59 软件操作说明 MT Developer系统设置利用组态化界面对硬件进行设置和参数设置直观性强，便于操作通讯设置USB:12MRS232C:115.2KSSCNET:5.6M (需A30CD-PCF卡)特点60参数设置固定参数HPR原点回归数据JOG运行数据伺服参数61 SV13/SV22实模式PLC ProgramMotion SFCProgram运动控

24、制步K伺服程序伺服放大器伺服电机62SFC流程图编程环境 按照系统运行流程添加相应的控制步,操作步和等待步等即可完成运动控制功能.63 运动控制器编程采用SFC(Sequential Function Chart)流程图的方式直接描述流程，易于编写和阅读集成了大量的编程工具，监视工具和调试工具高速响应外部输入，缩减伺服程序启动时间，利用步进执行方式高速执行控制SV_STARTF100SET M2042G100M2009PX10K100:RealABS-1Ax1, D100Speed, 1000G300#100L 1000LENDS ONSON 完毕等待启动定位开始等待下一步64 SV22虚模式PLC ProgramMotion SFCProgram运动控制步K伺服程序Mechanical system Program驱动模块(虚拟电机)输出模块)伺服放大器伺服电机65虚拟主轴设置 将实际的硬件系统用软件的方式实现,实现高精度的同步控制和无轴控制,同时提高系统的灵活性.输