【雷赛】DM3E 系列步进驱动器 用户手册

【雷赛】DM3E系列步进驱动器用户手册手册版本号:V2.08EtherCAT®是注册商标和专利技术，由德国倍福自动化有限公司授权。DM3E产品已通过ETC实验室一致性认证前言首先感谢您购买使用雷赛公司带EtherCAT总线的DM3E系列步进驱动器。DM3E系列是雷赛在高性能数字型步进驱动器基础上增加了总线通讯功能，总线通讯采用EtherCAT总线通讯接口，基于EtherCAT从站技术，实现步进系统的实时控制与实时数据传输，使得现场总线达到100Mb/s的传输速率，具有使用简单、稳定可靠、性能卓越等特点。本系列驱动器支持包括雷赛、倍福、欧姆龙、翠欧、汇川、研华、凌华、基恩士、宝元、正运动、Kingstar等在内的多家主站控制系统，在光伏、纺织、民用、机器人、锂电设备、3C电子等行业得到普遍应用。本手册仅介绍EtherCAT总线型步进驱动器的规格与应用，若对EtherCAT总线使用有所疑惑，请咨询我公司的技术人员以获得帮助。感谢您选用深圳市雷赛智能控制股份有限公司的DM3E系列步进电机驱动产品，本手册提供了使用该产品的所需知识及注意事项。操作不当可能引起意外事故，在使用本产品之前，请务必仔细阅读本说明书。由于产品的改进，手册内容可能变更，恕不另行通知。用户对产品的任何改动我厂将不承担任何责任，产品的保修单将因此作废。阅读本手册时，请特别注意以下提示：警告：只有技术人员才能安装、调试或维护本产品；确保线路连接正确，方可通电测试；错误的电压或电源极性可能会损坏驱动器或造成其他事故。目录1.概述..............................................................41.1产品简介......................................................41.2到货检查......................................................52.安全注意事项........................................................72.1整体注意事项..................................................72.2安装注意事项..................................................72.3配线注意事项..................................................82.4运行注意事项..................................................83.接口规格............................................................93.1接口概述......................................................93.2端子及拨码说明.................................................114.产品规格参数........................................................135.故障排查与维护......................................................155.1告警指示灯说明.................................................155.2常见故障处理..................................................165.3日常维护......................................................186.附录..............................................................19附录1原点方法...................................................19附录2端子配件选型...............................................22附录3常见故障处理（详细版）.....................................24第一章概述1.1产品简介DM3E系列步进驱动是深圳市雷赛智能控制股份有限公司自主研制的全数字总线式步进驱动系列产品，基于ETGCOE+CANopenDSP402协议，可与支持此标准协议的控制器/驱动器无缝连接，相比传统脉冲型步进驱动器，具有显著优势，具体如下：1.降低通讯干扰，延长通讯距离：脉冲通讯方式下，脉冲信号传输线缆极易受到电磁干扰，降低通讯可靠性；而EtherCAT总线通讯协议内含错误检测、限制及处理机制，可明显提高通讯可靠性，减少干扰对指令的影响，同时延长通讯距离。2.提高运动性能：总线通讯型步进在非周期性同步模式下，轨迹规划在驱动器内部实现，控制器仅需将目标位置、速度、加速度等信息传递给驱动器，驱动器可提前预知下一时刻运动参数，采取前馈措施，大幅提升运动性能。3.降低系统接线复杂度：脉冲通讯方式下，控制器需与每台驱动器通过脉冲线缆单独连接，易造成设备线缆密集、连线复杂；EtherCAT总线通讯时，控制器仅需与一台驱动器连接，其余驱动器通过链型方式与该驱动器连接，大幅简化接线。4.降低成本：多台总线式步进驱动器仅需一个端口与运动控制单元（运动控制器或运动控制卡）相连，无需脉冲模块，也无需因驱动器数量增加而增设控制卡，可节约脉冲模块、控制卡及工控机的采购成本。1.2到货检查1.收货后，必须进行以下检查：（1）包装箱是否完好，货物是否因运输受损；（2）核对步进驱动器铭牌，确认收到的货物与所订货物一致；（3）核对装箱单，确认附件齐全。2.附件清单：DM3E系列步进驱动器标准附件包括：（1）简易说明1页；（2）电源成品线1根；（3）电机绕组成品线1根；（4）控制信号10PIN按压式端子1个。3.型号意义：以DM3E-556为例，型号各部分含义如下表所示：序号含义1系列名称：DM3代表雷赛第三代数字式驱动器2通讯协议：E代表通讯协议为EtherCAT3最大电压：5代表乘以10，即最高输入电压为50V4最大电流：56代表除以10，即最大输出峰值电流为5.6A5订制型号：用于特殊用途，按需定制注意：受损或零件不全的步进系统，不可进行安装；步进驱动器必须与性能匹配的步进电机配套使用；收货后有任何疑问，请与供应商或我公司联系。第二章安全注意事项2.1整体注意事项1.请勿在驱动器通电的状态下，拆下外壳、电缆、连接器及选购设备。2.请在断开电源至少5分钟，确认电源指示灯已熄灭后，再进行接线及检查作业；即使断开了电源，驱动器内部的大容量电解电容仍会残留高压，因此电源指示灯亮灯期间，请勿触摸电源端子。3.请使用与产品相符的电源规格（相数、电压、频率、AC/DC），避免因电源不匹配造成设备损坏。4.请务必将驱动器（安装面）及电机的接地端子与接地极连接，确保接地良好，防止静电或漏电引发事故。5.请勿损伤或用力拖拉电缆，勿使电缆过度受力，勿在电缆上吊挂重物，或被柜门夹住，避免电缆破损导致短路。6.请勿私自对产品进行拆卸、修理或改造，否则产品保修单将作废，且我公司不承担任何相关责任。7.与机械连接后开始运行时，请使设备处于可随时紧急停止的状态，防止意外发生。8.通电时或者电源刚刚切断时，驱动器的散热片、电机等可能会处于高温状态，需采取安装外罩等安全措施，以免手及部件（电缆等）意外碰触烫伤。9.控制电源请使用双重绝缘或强化绝缘的设备，提升用电安全性。10.请勿在会溅到水的场所、腐蚀性环境、可燃性气体环境和可燃物的附近使用该产品，避免引发安全事故。11.请勿使用损坏、部件缺失的驱动器及电机，防止运行中出现故障。12.请在外部设置紧急停止回路，确保可在异常发生时切断电源并立即停止运行。13.在电源状况不良的情况下使用时，请设置保护设备（AC电抗器等），确保在指定的电压变动范围内供给输入电源。14.请使用噪音滤波器等减小电磁干扰的影响，保证设备稳定运行。15.驱动器与电机请按照指定的组合使用，避免不匹配导致设备损坏或性能异常。16.存储及运输时，请勿对产品施加过多负荷，需放置在无阳光直射、环境温度符合产品规格、相对湿度无凝露、无腐蚀性气体和可燃性气体、尘土灰尘较少、无水油药品飞溅、振动冲击符合规格且附近无强磁场设备的场所。2.2安装注意事项1.请将驱动器安装在能提供防火、电气防护的控制柜中，避免外界因素影响设备运行。2.请将驱动器及电机安装在具有足够耐重性的位置，防止安装不稳导致设备掉落损坏。3.安装环境需满足：无阳光直射、环境温度不超过产品规格、相对湿度无凝露、无腐蚀性气体和可燃性气体、尘土灰尘较少、无水油药品飞溅、振动冲击符合规格且附近无强磁场设备。4.请勿堵塞驱动器的进气口与排气口，勿使异物进入驱动器及电机的内部，以免影响散热和设备正常运行。5.请勿踩踏产品或在驱动器上放置重物，避免损坏设备外壳及内部元器件。6.请按照规定方向安装驱动器，确保散热良好、接线方便。7.请确保驱动器控制柜内表面以及与其他机器之间保持规定的间隔，驱动器与控制柜或其他设备之间至少留出10mm的距离，驱动器上下至少留出30mm的接线空间，便于散热和接线操作。2.3配线注意事项1.驱动器与电机的接线中，请勿通过电磁接触器，避免影响信号传输和设备运行。2.请牢固地连接电源端子与电机端子，防止接触不良导致发热、打火等故障。3.信号线、编码器电缆请使用双绞屏蔽电缆，屏蔽层双端接地，减少电磁干扰。4.编码器的配线长度最长为20m，过长会影响信号传输质量。5.尽可能降低电源的通电/断电频率，减少对设备的损耗。6.电源端子、电机端子的线径需≥0.3mm²（AWG15-22），建议电源经过噪声滤波器供电，提升抗干扰性。7.EtherCAT通讯端子的接线，若驱动器位于网络中间节点，输入接IN口，输出接下一台驱动器的OUT口，请勿接错。8.直流版的驱动器电源不可反接，必须按端子电压和极性接线，防止设备损坏或人员伤害。9.参与接线或检查的人员都必须具有相应的专业能力，确保操作规范。2.4运行注意事项1.为防止意外事故发生，请对伺服电机进行空载（未连接驱动器）试运行测试，确认无异常后再进行负载连接。2.安装在配套机械上开始运行时，请预先设定与该机械相符的用户参数，确保设备运行匹配。3.在JOG操作和回零操作时，正限位（POT）、负限位（NOT）的信号无效，需注意操作安全。4.在垂直轴上使用电机时，请配备安全装置，以免工件在发生报警或超程时掉落，造成设备损坏或人员伤害。5.发生报警时，请在排查原因并确保安全之后再进行复位操作，切勿盲目复位。6.请勿将抱闸电机的抱闸用于通常的制动，避免抱闸损坏。第三章接口规格3.1接口概述DM3E系列步进驱动器接口主要包括电源端子、电机端子、控制信号端子和EtherCAT总线接口端子，同时配备旋码开关用于设置通讯地址，以及指示灯用于显示设备状态。各接口功能明确，布局合理，便于接线和调试，具体细节如下节所述。DM3E系列典型接口接线说明：单端输入支持双向接法，即可做共阳接法，也可做共阴接法；数字输出支持双向输出接法，可共阴也可共阳，推荐共阴接法。驱动器附带配件包，有关端子压接等信息可参见驱动器随机简易说明书；驱动器出厂时随机附带了15cm长的电源线和电机绕组线，可省去自行压接端子的麻烦。3.2端子及拨码说明3.2.1端子定义端子标识描述CN1电源端子，用于接入直流电源CN2电机端子，用于连接步进电机绕组CN3控制信号端子，用于接入控制信号CN4EtherCAT总线接口端子，用于总线通讯连接SW1旋码开关，与SW2配合设置通讯地址（高位地址拨码）SW2旋码开关，与SW1配合设置通讯地址（低位地址拨码）PWR电源指示灯，上电后长亮，断电后熄灭ALM告警指示灯，故障发生时闪烁，闪烁次数标识不同故障类型（详见5.1节）3.2.2电源端子（CN1）管脚号信号名称描述2VDC电源正输入端，输入电压需符合产品规格1GND电源地，需与接地极可靠连接注：线径≥0.3mm²（AWG15-22），建议电源经过噪声滤波器供电，提供抗干扰性。3.2.3电机绕组端子（CN2）管脚号信号名称描述4A+电机线组A相正端，连接电机A相正极3B+电机线组B相正端，连接电机B相正极2A-电机线组A相负端，连接电机A相负极1B-电机线组B相负端，连接电机B相负极注：线径≥0.3mm²（AWG15-22），接线时需确保正负极对应，避免接反导致电机运行异常。3.2.4控制信号端子（CN3）控制信号端子用于接入外部控制信号，实现对驱动器的启停、方向控制等功能，具体管脚定义及信号说明可参考随机简易说明书，接线时需注意信号电平匹配，避免信号干扰。3.2.5EtherCAT总线接口端子（CN4）EtherCAT总线接口端子采用RJ45接口，支持100Mb/s传输速率，用于实现驱动器与控制器、其他驱动器之间的总线通讯。接线时需注意接口方向，IN口用于接入上级总线信号，OUT口用于连接下级驱动器，形成链型网络，确保通讯稳定。第四章产品规格参数DM3E系列步进驱动器基于EtherCAT总线通讯，内置CoE协议，支持CSP/PP/PV/HM模式，可配套各种不同机座步进电机，特别适合1500RPM以下应用，相比伺服可降低成本60%以上，具体规格参数如下表所示（以常见型号为例）：参数名称单位DM3E-522DM3E-556DM3E-870供电电压范围VDC20~5020~5020~80最大输出峰值电流A2.25.67.0数字输入信号脉冲频率kHz101010数字输入信号有效电平VDC12~2412~2412~24数字输出信号驱动电流mA100100100总线传输速率Mb/s100100100支持协议-ETGCOE+CANopenDSP402ETGCOE+CANopenDSP402ETGCOE+CANopenDSP402适用电机类型-步进电机步进电机步进电机工作温度范围℃-10~50-10~50-10~50存储温度范围℃-20~60-20~60-20~60相对湿度%20~85（无凝露）20~85（无凝露）20~85（无凝露）注：具体参数以实际产品铭牌及订货合同为准，产品改进后参数可能有所调整，恕不另行通知。第五章故障排查与维护5.1告警指示灯说明驱动器上的ALM告警指示灯用于显示设备故障状态，故障发生时指示灯闪烁，不同闪烁次数对应不同故障类型，具体说明如下：ALM闪烁次数故障类型故障说明1次过流故障驱动器输出电流超过额定值，可能是电机短路、接线错误或驱动器内部故障2次过压故障输入电源电压超过驱动器额定电压上限3次欠压故障输入电源电压低于驱动器额定电压下限4次过热故障驱动器散热片温度超过设定阈值，可能是散热不良、环境温度过高或负载过大5次电机故障电机接线不良、电机绕组短路或电机损坏6次总线通讯故障EtherCAT总线接线错误、通讯中断或主站异常5.2常见故障处理针对设备运行中可能出现的常见故障，结合故障现象、可能原因及处理方法，整理如下，便于用户快速排查解决问题：故障现象可能原因处理方法电源指示灯（PWR）不亮，驱动器无反应1.电源未接入或电源开关未打开；2.电源接线不良或电源线损坏；3.电源电压不符合要求；4.驱动器内部电源模块损坏1.检查电源接入情况，打开电源开关；2.重新连接电源接线，更换损坏的电源线；3.确认电源电压符合产品规格；4.联系厂家维修或更换驱动器ALM灯闪烁（过流故障）1.电机绕组短路；2.电机接线错误（如正负极接反）；3.驱动器输出端短路；4.负载过大导致电流过载；5.驱动器内部元器件损坏1.检查电机绕组，修复短路故障；2.重新正确连接电机接线；3.检查驱动器输出端线路，排除短路；4.减轻负载或更换适配的电机/驱动器；5.联系厂家维修ALM灯闪烁（过压/欠压故障）1.输入电源电压波动过大；2.电源电压超出驱动器额定范围；3.电源接线接触不良1.安装稳压器或滤波器，稳定电源电压；2.调整电源电压至额定范围；3.重新连接电源接线，确保接触良好ALM灯闪烁（过热故障）1.环境温度过高；2.驱动器散热片堵塞；3.负载过大，长期满负荷运行；4.散热风扇损坏（若有）1.改善安装环境，降低环境温度；2.清理散热片上的灰尘和杂物；3.减轻负载，避免长期满负荷运行；4.检查并更换损坏的散热风扇电机不转，无告警提示1.控制信号未接入或控制信号异常；2.电机接线不良；3.总线通讯未建立；4.驱动器参数设置错误1.检查控制信号接线，确保信号正常；2.重新连接电机接线；3.检查EtherCAT总线接线，确保通讯正常；4.恢复驱动器默认参数或重新设置参数电机运行抖动、噪音大1.电机与驱动器匹配不当；2.细分参数设置不合理；3.电机接线松动；4.负载不平衡；5.电磁干扰1.更换适配的电机/驱动器；2.调整细分参数至合适值；3.紧固电机接线；4.调整负载，确保平衡；5.加强屏蔽，减少电磁干扰总线通讯失败1.总线接线错误（IN/OUT口接反）；2.通讯线缆损坏；3.通讯地址设置错误；4.主站控制器异常；5.总线终端电阻未接（若需）1.重新正确连接总线接线，区分IN/OUT口；2.更换损坏的通讯线缆；3.重新设置通讯地址，确保与主站匹配；4.检查主站控制器，排除主站故障；5.按照要求连接总线终端电阻注：若故障无法通过上述方法解决，请勿自行拆卸驱动器，应及时联系深圳市雷赛智能控制股份有限公司技术人员或授权供应商寻求帮助。5.3日常维护为延长驱动器使用寿命，确保设备长期稳定运行，需定期进行日常维护，具体维护内容如下：1.清洁维护：定期清理驱动器表面及散热片上的灰尘、杂物，避免灰尘堆积影响散热，建议每1~3个月清洁一次，清洁时需断开电源，使用干燥的软布或毛刷擦拭，切勿使用水或腐蚀性清洁剂。2.接线检查：定期检查各端子接线是否牢固，有无松动、脱落、氧化等情况，发现问题及时紧固或更换接线，建议每月检查一次，尤其在设备运行振动较大的场景下，需增加检查频率。3.电源检查：定期检查输入电源电压是否稳定，电源线路有无破损、老化等情况，避免电源异常导致驱动器损坏，建议每季度检查一次。4.环境检查：检查驱动器安装环境是否符合要求，避免环境温度过高、湿度过大或存在腐蚀性气体，及时调整环境条件，确保设备在规定环境下运行。5.参数备份：定期备份驱动器参数，避免参数丢失，若需恢复参数可快速导入，建议每半年备份一次，或在参数调整后及时备份。6.闲置维护：若驱动器长期闲置，需断开电源，放置在干燥、通风、无灰尘的环境中，每3个月通电运行一次（空载运行10~15分钟），避免内部元器件老化。第六章附录附录1原点方法DM3E系列步进驱动器支持多种原点回归方式，可根据实际应用场景选择合适的原点模式，确保电机定位精准，具体原点方法如下：1.机械原点回归：通过外部机械限位开关实现原点定位，电机运行至限位开关处停止，即为机械原点。接线时需将限位开关信号接入控制信号端子，在驱动器参数中设置限位开关有效电平及原点回归方向，启动原点回归指令后，电机将向限位开关方向运行，触发限位开关后停止，完成原点定位。2.电子原点回归：无需外部限位开关，通过驱动器内部参数设置原点位置，电机运行至设定的电子原点位置时停止。需在驱动器参数中设置电子原点坐标，启动原点回归指令后，电机将按照设定方向运行至电子原点，适用于无机械限位的场景。3.组合原点回归：结合机械限位和电子原点的优势，电机先运行至机械限位开关处，再通过电子原点校准，实现更高精度的原点定位，适用于对原点定位精度要求较高的场景。原点回归操作步骤：（1）确认接线正确（机械原点需接入限位开关信号）；（2）在驱动器参数中设置原点回归模式、方向、速度等参数；（3）发送原点回归指令，电机开始运行至原点位置；（4）原点回归完成后，驱动器将保存原点位置，后续运行可基于该原点进行定位控制。注意：原点回归过程中，需确保电机运行范围内无障碍物，避免碰撞损坏设备；若原点回归失败，需检查限位开关、接线及参数设置，排除故障后重新操作。附录2端子配件选型DM3E系列步进驱动器端子配件需根据接线需求选择合适的型号，确保接线牢固、信号稳定，具体配件选型建议如下：端子类型适用场景选型建议电源端子（CN1）接入直流电源选用线径≥0.3mm²（AWG15-22）的铜芯导线，配套端子选用与导线线径匹配的冷压端子，确保接触良好，建议选用防松端子，避免振动导致松动电机端子（CN2）连接电机绕组选用线径≥0.3mm²（AWG15-22）的铜芯电机专用导线，配套冷压端子，导线需具备良好的绝缘性能，避免短路，建议选用屏蔽导线，减少电磁干扰控制信号端子（CN3）接入控制信号选用线径0.12~0.2mm²的双绞屏蔽导线，配套10PIN按压式端子（标准附件已提供），屏蔽层双端接地，减少信号干扰，导线长度不宜过长（建议不超过5m）EtherCAT总线接口端子（CN4）总线通讯连接选用EtherCAT专用网线（CAT5E及以上规格），配套RJ45水晶头，网线长度根据实际通讯距离选择，最长不超过100m，若通讯距离过长，需使用中继器注：端子配件建议选用符合国家相关标准的产品，避免使用劣质配件导致接线不良、信号干扰等问题；接线时需按照端子定义正确连接，紧固端子时力度适中，避免损坏端子。附录3常见故障处理（详细版）为进一步帮助用户排查复杂故障，针对常见故障的详细原因及处理流程，补充说明如下：一、过流故障（ALM灯闪烁1次）详细原因：1.电机绕组相间短路或对地短路；2.电机接线错误，导致驱动器输出短路；3.驱动器输出管损坏，导致内部短路；4.负载过大，电机堵转，导致电流急剧上升；5.驱动器电流检测电路故障，误报过流。处理流程：1.断开电源，检查电机绕组，用万用表测量电机A+、A-及B+、B-之间的电阻，若电阻为0或过小，说明电机绕组短路，需修复或更换电机；2.检查电机接线，确认A+、A-、B+、B-接线正确，无接反、松动或短路情况，重新连接并紧固接线；3.断开电机接线，单独给驱动器通电，若ALM灯仍闪烁，说明驱动器内部故障（输出管或检测电路损坏），需联系厂家维修；4.若电机接线正常，驱动器单独通电无故障，接入电机后出现过流，说明负载过大或电机堵转，需减轻负载、检查机械传动部分，排除堵转故障；5.若上述方法均无法解决，可能是驱动器参数设置不当，恢复默认参数后重新测试。二、总线通讯故障（ALM灯闪烁6次）详细原因：1.EtherCAT总线IN/OUT口接反，导致通讯链路中断；2.通讯线缆损坏、接触不良，或网线水晶头压接不良；3.通讯地址设置错误，驱动器地址与主站设置不匹配；4.主站控制器故障，无法正常发送通讯指令；5.总线终端电阻未接或损坏，导致通讯信号反射；6.多台驱动器链式连接时，某一台驱动器故障导致整个总线中断。处理流程：1