低压单轴伺服驱动产品介绍.ppt

,武汉华中数控股份有限公司,低压单轴伺服驱动产品介绍,伺服驱动产品部 张华锋,介绍内容,一、低压单轴伺服驱动产品简介 二、驱动产品选型 三、伺服驱动产品使用说明 四、调试及报警处理简述,一、低压单轴伺服驱动产品简介,1 . 低压单轴驱动产品家族图谱 2 . 产品特性简介 3. HSV160B+及HSV160C技术改进,1 . 低压单轴伺服驱动家族图谱,HSV-16-020/030A,HSV-160-010/020/030,HSV-160B(+),HSV-16B-020/030A,HSV-16L-050/075A,2008-05,2010-11,HSV-160C,2 . 低压单轴伺服驱动产品简介,1) HSV16/16B/16L系列伺服驱动 特点： 控制芯片采用DSP(ADMC401)+FPGA方案 指令接口与I/O信号接口分开 主回路全部采用直插器件 控制电源为单相220V输入 开关电源采用单片电源方案 外壳结构件为钣金件 区别： HSV16/16B产品规格有 020A,030A HSV16L产品规格有 050A,075A,2 . 低压单轴伺服驱动产品简介,2) HSV160/160A系列伺服驱动 特点： 控制芯片采用DSP(ADI)+FPGA方案 (HSV160) 控制芯片采用DSP(TI) (HSV160A) 指令接口与I/O信号接口合并 主回路大部分采用表贴器件 外壳结构件为塑料件 控制电源为单相220V输入 开关电源采用单片电源方案 区别： HSV160产品规格有 010A,020A,030A HSV160A产品规格有 020A,030A,3) HSV160B系列伺服驱动 特点： 控制芯片采用DSP(TI) 指令接口与I/O信号接口合并 主回路大部分采用表贴器件 外壳结构件为塑料件 取消单相220V输入控制电源 开关电源采用UC3844单片电源方案 区别： HSV160B 产品规格有 010A,020A,030A,050,075,2 . 低压单轴伺服驱动产品简介,3 . HSV160B+伺服驱动技术改进,硬件： 取消单相220V输入控制电源 开关电源采用UC3844单片电源方案 接口与HSV160系列保持一致 软件： 增加电机代码设置，可自动匹配电机参数 增加增益切换功能 I/O信号自定义功能 优化多种状态监控参数 结构： 优化散热结构,3 . HSV160C伺服驱动技术改进,硬件： 驱动板与HSV160B+通用 接口与HSV160B+系列保持一致 增加对绝对值编码器的支持 软件： 增加电机代码设置，可自动匹配电机参数 增加增益切换功能及参数自整定功能 绝对式电机参数读写及调零 配套串口通讯软件使用PC机控制 结构： 同HSV160B+,二、驱动产品选型指南,1 . 机床选配伺服电机原则 2 . 驱动单元与伺服驱动匹配原则,1. 机床选配伺服电机原则,1）电机编码器类型选择,选择伺服电机时，首先根据加工要求的精度及速度，选择配合适类型的编码器的电机。 简而言之，加工精度要求高的场合，选择分辨率高的绝对式编码器电机； 加工精度不高的场合，选择分辨率相对较低的增量式编码器电机； 对加工速度有要求的应用场合，选用30005000转较高速电机； 加工速度不高但处理要求较高的应用，同等功率下选用低速电机。 电机的合理选择基于对应用要求的了解和掌握。,2）电机扭矩规格的选择,1. 机床选配伺服电机原则,机床选配伺服电机应以电机额定转矩（Mn）为准。选型时必须确保所选的电机额定力矩满足机床加工要求。对于未标注电机额定转矩（Mn）指标，只标注了电机静额定转矩（Mo）指标的，需要先将指标换算。可按如下公式近似换算： Mn 0.75 Mo 做机床配置时，应先根据机床工况、加工条件、加工要求等选择匹配的伺服电机，负载、惯量、动态响应等要求高的场合，需要留有足够裕量。 电机选配好以后，再根据驱动单元与伺服电机的选型匹配原则选配驱动单元,驱动单元选配电机以电流匹配为原则，以过载倍数为参考。,2. 驱动单元与伺服电机匹配原则,驱动单元选配电机时需要参考的电气性能指标有： 驱动单元额定输出电流（Inservo）；驱动单元短时最大输出电流（Imservo）； 驱动单元额定输出功率（Poservo）；伺服电机额定相电流（Iomotor）， 伺服电机额定功率（Pnmotor）；过载倍数K。 驱动单元与电机匹配时要注意： Inservo Iomotor； K = Imservo / Iomotor （ 1.5 K 3.0） Poservo Pnmotor 在对动态响应要求较高，负载惯量比较高的场合，过载倍数K宜取较大值。,三、伺服驱动产品的使用说明,1 . HSV160B+的使用说明 2 . HSV160C的使用说明,1）软件功能强化，增加电机代码设置功能,1. HSV160B+的使用说明技术改进,HSV160B+伺服驱动器增加了电机代码设置功能，能根据电机代码自动配置电机参数，方便了用户的使用，可有效简化机床的调试工作。更丰富的状态监控、自定义I/O设置，针对动态负载的增益切换功能，对省线式编码器电机的支持,2）结构设计优化,HSV160B+散热结构改进：将风扇改为直接对散热器散热；使用钣金外罩；合理设置通风孔。这样能解决大部分恶劣环境下的防护问题。,3）取消单相220V电源输入,HSV160B+伺服驱动器取消了单相220V电源输入端子，开关电源直接从母线上取电压。这一改进简化了电柜设计的同时，还减少了驱动器的故障点，提高了产品的可靠性。,4）改进开关电源设计,HSV160B+伺服驱动器开关电源方案由TOP单片电源方案改为更为成熟稳定的UC3844电源方案。这一改进提高了开关电源的性能。,1. HSV160B+的使用说明技术改进,1）预设代码的电机设置电机代码,1. HSV160B+的使用说明电机参数设置,预设代码的电机，只需要在 参数中合理设置电机代码，保存重启后，驱动器会自动匹配电机相关参数及初步预设增益参数。 设置电机代码需要先将 参数设为 。需要保存参数再将 设为 。,2）电机代码 参数 的确定,1：华大 0 : 10A 查表 2：登奇 4: 75A,3）非标配电机参数设置,对于说明书列表中未标注的电机，需要手动修改电机参数：将参数 PA 34 输入密码 2003，修改 PB 24（额定电流）、PB 25 （额定转速）、PB 26 （转子惯量）、PB 27 （额定转矩）、PA 24 (电机极对数)、PA 25 （电机编码器分辨率）、PA 26 （电机偏移量）输入当前电机参数；,1. HSV160B+的使用说明电机参数设置,PA 27 参数设置：PA27=L103Kfc1240/106；（L:电机电感（单位mH）； Kfc :电流反馈系数:）,PA 28 参数设置：PA28=L（电机电感，单位：mH)/R(电机电阻，单位：)(单位：ms)10,1）输入接口的配置,Pb 15Pb 20 映射 DIN1DIN6 接口的功能： 当设为正值时,则输入端开关接通时功能起效; 当设为负值时,则输入端开关断开时功能起效; 0：输入无效 1：伺服使能 2：报警清除 3：偏差清除 4：脉冲禁止 5：CW向机械限位（超程） 6：CCW向机械限位（超程） 7：零速锁定 8：增益切换开关 9：电子齿轮切换开关0 10：电子齿轮切换开关1 11：正转矩限制； 12：负转矩限制 13：位置方式下切换为内部速度模式 14：模拟量方向选择顺时针方向 15：模拟量方向选择逆时针方向,1. HSV160B+的使用说明输入接口的配置,1）模拟量电平的选择,HSV160B+产品允许接收两种电平规格的信号：（ -10V+10V ）及（ 010V ）。单极性电平信号也能实现正反转控制： STA 11：模拟量输入方式选择 ( 0： -10V+10V ; 1： 010V ) 单极性电平时，使用输入点控制方向。将对应输入点的映射参数分别设为14和15，使用时使对应输入点有效即可。,1. HSV160B+的使用说明模拟量的使用,2）零漂的抑制,HSV160B+产品可实现零漂自动补偿： 在保证初始模拟量信号电平为0V的情况下，可通过设置参数实现零漂自动补偿。 STA 13 ：零漂自动补偿允许 （0：不允许 ；1：允许）,1）预设代码的电机设置电机代码,2. HSV160C的使用说明电机参数设置,预设代码的电机，只需要在 参数中合理设置电机代码，保存重启后，驱动器会自动匹配电机相关参数及初步预设增益参数。 设置电机代码需要先将 参数设为 。需要保存参数再将 设为 。,2）电机代码 参数 的确定,1：HSV160C 0 : 10A 查表 2：登奇 4: 75A,3）HSV160C支持的编码器类型,PA 25 设置编码器类型： 0：编码器分辨率1024 Pusle/r(TTL方波)； 1：编码器分辨率2000 Pusle/r(TTL方波)； 2：编码器分辨率2500 Pusle/r(TTL方波)； 3：编码器分辨率6000 Pusle/r(TTL方波)； 4：ENDAT2.1协议绝对式编码器 5：BISS协议绝对式编码器 6：HiperFACE协议绝对式编码器 7：TAMAGAWA编码器 8：正余弦编码器 9：保留,2. HSV160C的使用说明电机参数设置,1）电子齿轮的选择,HSV160C产品允许两种电子齿轮比的设置方式： STB 4：电子齿轮功能选择 （0：使用PA 13/PA14；1：使用PB 41计算） PB 41：指令脉冲输入对应的电机反馈脉冲个数 （上位机输出的对应电机转动一圈的脉冲数（4）,2）分频输出设置,2. HSV160C的使用说明电子齿轮及分频输出,HSV160C产品允许两种脉冲输出方式： STB 10：脉冲分频输出方式使能（0：增量式编码器直接输出； 1：使用PB 40参数，数字式绝对编码器分频输出） PB 40：反馈脉冲输出分频系数 （电机反馈输出到上位机的每转脉冲个数（4）,三、伺服驱动调试及报警处理,1 . 伺服驱动调试方法 2 . 伺服驱动报警处理,1）调试方法简述,首先保证电源线接线正确无误，电机动力线相序正确； 建议先进行空载调试后，再作负载调试； 设置参数时，建议先根据伺服驱动与电机的匹配情况及采用的控制策略，设置电机参数及控制方式参数； 特性调节时，建议先设为内部速度模式，调节速度环参数，再在位置控制方式下调节位置环参数； 根据试运行情况，调整负载调节参数；,1. 伺服驱动调试方法简述,1）出力不够,表现：低速下爬行 原因及处理方法：驱动器输出转矩电流不足； 需增大PA_2 设置，辅助调节PA_0 ，增大设置值， 若PA_2 加到极限仍无法调整到合适的刚性，建议更换更大功率的 驱动器和电机。,1. 伺服驱动调试方法典型现象处理,2）转矩不足,表现：低速下电机轴来回摆动 原因及处理方法：负载的惯量过大； 需减小PA_0设置；辅助调节PA_2 ，增大设置值，若PA_2 加到极限仍无法调整到合适的刚性，建议更换更大功率的 驱动器和电机。,3）电流嚣叫声的消除,处理方法： 需减小PA_27设置，辅助调节PA_28 ，增大设置值 若无法完全消除，则增加PA_4 设置值。,1. 伺服驱动调试方法典型现象处理,4）电机抖动,首先判断抖动产生是否因为刚性太强，若是，择降低刚性。 处理方法： 需将PA_32设置到48之间，辅助调节PA_3 ，增大设置值，到50100。两者需同时调整才能生效,1）报警的应对,报警只是驱动单元对异常状态的一种指示，不要一见报警就认为驱动器有故障，需要具体排查现象，找出原因，做对应的应对。 排查故障时用排除法： 先断开指令线，直接用伺服带电机运行，判断问题在上位机还是在伺服系统；