三菱电机伺服.ppt

1、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200-230VAC 1 单相100-120VAC 4 3相400VAC,* SSCNET: Servo System Controller NETwork,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

2、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 D D型槽,HC-KFS46 6000 r/min,HC-KFS410 10000 r/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, M

3、R-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,

4、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 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 SET

5、UP161E 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-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。,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

6、密减速箱 减小齿轮间隙,16, Capacity Selection 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,AB

7、S高分辨率(自研发),嵌入式视觉系统增量方式,1000 p/r,130k 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,Tuning ON,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-E Super 的概念,性能

8、,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-E Super vs. 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: 550Hz E-S: 500Hz E: 300Hz,MR-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

9、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-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/rev,MR-E 速度波动,MR-E Super 速度波动,28,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: 1.0Mpps,Pulses/s,Time,Pulses/s,Time,理想的指令模式,MR-E 的模式,MR-E Super 的模式,MR-E Super 能够得到更精确的指令.,29,实时自动

10、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-E,MR-E Super,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,

11、MR-E 10 A- 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-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: 750W,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

12、.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),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: 16,384 p/rev 13

13、1,072 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*,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: 16,384 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,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

14、,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,Tuning ON,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,1

15、000 p/r,130k p/r,260k p/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

16、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,4

17、3,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,SSCN

18、ET 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),Q173H CPU /Q172H CPU,适用的伺服放大器：MR-J3-B,SSCNET(ch1)50Mbps、50m 每站 （HPCF）,SSCNET(ch2),SSCNET Q173HCPU ： 通道 （32 轴） Q172HCPU ： 通道 （ 轴）,MT Developer MR Config

19、urator,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,50m maximum(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

20、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 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,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

21、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 : 0.4ms x 30000点=12sec (J2S : 0.8ms x 1024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-Conf

22、igurator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 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:12M RS232C:115.2K SSCNET: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,PLC Program,伺服放大器,伺服电机,63,SFC流程图编程环境,按

23、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(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,65, SV22虚模式,PLC Program,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,Free curve自由设定曲线 Cam curve凸