《三菱电机伺服》PPT课件.ppt

1,三菱电机伺服及运动控制系统,2,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！,3,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200-230VAC1单相100-120VAC43相400VAC,*SSCNET:ServoSystemControllerNETwork,4,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DD型槽,HC-KFS466000r/min,HC-KFS41010000r/min,高速系列,G带减速箱,5,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,6,MR-J2S-B的特点,SSCNET高速串行总线连接型，指令传输速度为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QD75M,Q172/173CPU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,7,SSCNET与传统接线方式比较,8,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0.0027,9,通讯功能,RS232C,1根总线上最多可带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,RS422,RS232C/RS422转换器,NO.0,NO.1,NO.31,10,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,11,伺服设置软件MRConfigurator,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-J2SSETUP161E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图,设定运行位移做定位运行,12,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,13,电机速度滞留脉冲速度命令力矩,曲线图,14,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-BALFR-BELMR-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。,15,型号的选用,力矩,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,16,CapacitySelection容量选择,用于伺服系统的选型,17,负载惯量计算举例(圆柱体),18,19,应用举例(水平丝杠),机械参数,20,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,21,100,30,23,系列,HF系列,91,96,03,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,1000p/r,130kp/r,260kp/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+高密度绕线,伺服马达技术革新,大小,22,速度响应,100,(IPM),(金属PCB),指令,马达,TuningON,实时自整定,40,30,-,-,-,92,99,03,性能,易于使用,200Hz,550Hz,900Hz,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,23,MR-ESuper的概念,性能,MR-J2S-A,MR-E-A/AG,HW: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,24,MR-ESupervs.MR-E,25,现状,性能,规格,MR-E-A/AG,2KW,MR-J2S-A,55KW,26,速度控制响应,J2S:550HzE-S:500HzE:300Hz,MR-ESuper能够跟MR-J2S以同样的速度定位,因为通过131,072p/rENC和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-ESuper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,27,编码器,MR-ESuper能够使速度波动变小,因为有高分辨率的编码器.(8倍)16,384p/rev131,072p/rev,MR-E速度波动,MR-ESuper速度波动,28,输入指令脉冲,MR-ESuper(仅指脉冲型号),控制器,最大输入脉冲MR-E:500KppsMR-ESuper:1.0Mpps,Pulses/s,Time,Pulses/s,Time,理想的指令模式,MR-E的模式,MR-ESuper的模式,MR-ESuper能够得到更精确的指令.,29,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-ESuper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-E,MR-ESuper,30,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HF-SE*JW1-S100的一个标准.,31,伺服放大器各部数字,MR-E10A-KH003,意谓E-Super,相对应的马达,A:脉冲AG:模拟,32,马达的各部数字,HF-KE13BKW1-S100,意谓E-Super,额定转速:3000r/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,7:750W,HF-SE52BJKW1-S100,额定转速:2000r/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131,072p/rev(INC),意谓E-Super,编码器131,072p/rev(INC),33,伺服放大器,MR-E-10/20/40A(G)-KH003,MR-E-70/100A(G)-KH003,MR-E-200A(G)-KH003,-尺寸:和MR-E一致-接插件:和MR-E一致-参数:和MR-E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,34,伺服马达,HF-KE*W1-S100,-法兰盘尺寸:一致.-编码器分辨率:16,384p/rev131,072p/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*,35,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:16,384p/rev131,072p/rev(INC)-接插件:一致.-增加了油水防止功能.,和MR-E兼容,36,选购件,电缆,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.,37,系列,38,SV开发理念,最简化,最优化,机器性能,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,39,速度响应,100,(IPM),(金属PCB),指令,马达,TuningON,实时自整定,40,30,-,-,-,92,99,03,性能,易于使用,200Hz,550Hz,900Hz,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,40,100,30,23,系列,HF系列,91,96,03,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,1000p/r,130kp/r,260kp/r,缝合磁心+高密度绕线,扁平磁心+高密度绕线,圆形磁心+高密度绕线,伺服马达技术革新,大小,41,由运动CPU与PLCCPU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,42,Mitsubishi运动控制器网络,SSCNET,现行通讯网络SSCNET,5.6Mbps,2004,50Mbps,1994,高响应节省连线网络化管理,通讯速度,SSCNET特性,43,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,44,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！,45,SSCNET伺服系统,Qn(H),CPU,Q61P,-A*,Q3*,B,US,B,SSC,I,/F,A1,0BD,-PCF,/A3,0BD,-PCF,A30,CD-P,CF,(Win,XP/,Win2,000,/Win,NT/,Win98),个人电脑连接,S,SC,Q17,0HBAT,(Q6,BAT),Q173HCPU/Q172HCPU,适用的伺服放大器：MR-J3-B,SSCNET(ch1)50Mbps、50m每站（HPCF）,SSCNET(ch2),SSCNETQ173HCPU：通道（32轴）Q172HCPU：通道（轴）,MTDeveloperMRConfigurator,PLC-CPUMotion-CPU,每个通道16轴,最大4个模块,电池,46,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,50mmaximum(HPCF),安装在机器上,缩短连线,47,与运动控制,新功能、新增功能,动作功能加强,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),48,软件系统,49,选型软件,50,1.1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,设置软件,51,频率范围10HZ1KHz3HZ4.5KHz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,52,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。,53,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,54,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:0.4msx30000点=12sec(J2S:0.8msx1024点),55,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,56,编程软件,57,伺服参数,可用MR-Configurator设定所有的伺服参数,集成MT-Developer和MR-Configurator(伺服设置软件),58,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,59,在MT-Developmer点击图标即可启动MR-Configurator,多轴参数设定,多轴监控,60,软件操作说明MTDeveloper,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,61,参数设置,固定参数,HPR原点回归数据,JOG运行数据,伺服参数,62,SV13/SV22实模式,PLCProgram,伺服放大器,伺服电机,63,SFC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.,64,运动控制器编程,采用SFC(SequentialFunctionChart)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,65,SV22虚模式,PLCProgram,伺服放大器,伺服电机,66,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.,输出轴,虚拟电机,67,创建凸轮控制,控制模式,控制精度,凸轮曲线种类,往复控制模式和进给控制模式,256,512,1024,2048,Freecurve自由设定曲线Camcurve凸轮曲线,同时可以设定行程的单位,68,监控工