HS57驅(qū)動器說明書

普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 1 HBS57 全全數(shù)數(shù)字字式式閉閉環(huán)環(huán)二二相相步步進進驅(qū)驅(qū)動動器器 使使用用說說明明書書 使用前請仔細閱讀本手冊 以免損壞驅(qū)動器 一 產(chǎn)品簡介一 產(chǎn)品簡介 2 1 概述 2 2 技術(shù)背景與特點 2 3 性能參數(shù) 2 4 產(chǎn)品相對優(yōu)勢 2 二 電氣 機械和環(huán)境指標(biāo)二 電氣 機械和環(huán)境指標(biāo) 3 1 電氣指標(biāo) 3 2 使用環(huán)境及參數(shù) 3 3 機械安裝尺寸圖 單位 MM 3 4 加強散熱方式 4 三 驅(qū)動器接口與接線介紹三 驅(qū)動器接口與接線介紹 4 1 接口定義 4 2 控制信號接口電路圖 5 3 控制信號時序圖 6 4 控制信號模式設(shè)置 6 四 撥碼開關(guān)設(shè)定四 撥碼開關(guān)設(shè)定 6 1 細分設(shè)定 6 2 電機型號選擇 7 3 脈沖輸入方式選擇 7 4 電機旋轉(zhuǎn)方向 7 五 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置五 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置 7 六 供電電源選擇六 供電電源選擇 7 七 產(chǎn)品保修條款七 產(chǎn)品保修條款 8 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 2 HBS57 全數(shù)字式閉環(huán)步進驅(qū)動器全數(shù)字式閉環(huán)步進驅(qū)動器 一 產(chǎn)品一 產(chǎn)品簡介簡介 1 1 概述 概述 HBS57 是本公司基于十幾年步進與伺服研發(fā)經(jīng)驗 開發(fā)成功的一款新型 閉環(huán)步進電機驅(qū)動器 采用最新專用電機控制雙核 DSP 芯片和應(yīng)用矢量型 閉環(huán)控制算法 從而徹底克服了開環(huán)步進電機丟步的問題 同時也能明顯提升 電機的高速性能 降低電機的發(fā)熱程度和減小電機的高中低速振動 從而提升 機器的加工速度和精度以及降低機器的能耗 此外 在電機連續(xù)過載時 驅(qū)動 器會輸出報警信號 具有與交流伺服系統(tǒng)同樣的可靠性 當(dāng)然電機安裝尺寸 與傳統(tǒng)的二相 42 57 系列步進電機完全兼容 傳統(tǒng)步進驅(qū)動方案極易升級 并 且成本相比開環(huán)步進電機增加不多 僅相當(dāng)于傳統(tǒng)交流伺服系統(tǒng)的 30 50 2 技術(shù)背景與特點技術(shù)背景與特點 閉環(huán)步進電機控制作為一種新型的步進電機控制技術(shù) 是在傳統(tǒng)二相步進 電機后軸上安裝了高精度光學(xué)增量編碼器 由于編碼器具備轉(zhuǎn)子實時位置信息 回傳特性 所以驅(qū)動器可以實時監(jiān)測電機軸位置 每秒取樣電機軸位置信息達 到 20000 次 這使得驅(qū)動器可實時補償位移偏差 保證精確定位 而傳統(tǒng)開環(huán) 步進電機 由于無編碼器反饋轉(zhuǎn)子實時位置信息 當(dāng)負載突然變化時 電機會 出現(xiàn)丟步 從而導(dǎo)致定位錯誤 最終給用戶帶來巨大損失 閉環(huán)步進系統(tǒng)特別適用于低剛性負載情況 如 皮帶 滑輪系統(tǒng) 如果 使用交流伺服系統(tǒng) 它們有一個共同的問題 就是一直要做補償動作 為了得 到較好的剛性 交流伺服系統(tǒng)特別希望工作在高增益條件下 這樣極易導(dǎo)致交 流伺服電機定位時會偏離位置 而驅(qū)動器會通過相反方向超調(diào)來糾正偏差 這 種空震現(xiàn)象 在系統(tǒng)中十分普遍 其中靜止摩擦力明顯高于運行摩擦力 解決 方案是降低增益 但是響應(yīng)速度和精確度會受到影響 而閉環(huán)步進系統(tǒng)能完美 解決這個問題 它利用步進電機的獨特性能 將其固定在既定位置 減少震蕩 這種優(yōu)點特別適用于納米技術(shù) 半導(dǎo)體制造 視覺系統(tǒng)和噴墨打印領(lǐng)域 因為 以上制造行業(yè)對系統(tǒng)的低振動性有很高要求 HBS57 采用了 1000p r 高精度光學(xué)編碼器 區(qū)別于傳統(tǒng)的內(nèi)部微細分步進 驅(qū)動器 系統(tǒng)內(nèi)部的高性能雙核數(shù)字信號處理器 DSP 使用矢量控制和濾 波技術(shù) 以最低次諧波達到平穩(wěn)的旋轉(zhuǎn)控制 在高負載和高速情況下 HBS57 表現(xiàn)依舊出色 不會出現(xiàn)失步或定位錯 誤 轉(zhuǎn)矩輸出較之普通步進電機和驅(qū)動器而言 HBS57 在長時間內(nèi)可保持高 轉(zhuǎn)矩輸出 在 100 負載情況下 步進電機持續(xù)運轉(zhuǎn)而不會出現(xiàn)失步現(xiàn)象 區(qū) 別于傳統(tǒng)開環(huán)步進驅(qū)動器 HBS57 倚靠其創(chuàng)新的電流相位控制技術(shù) 實現(xiàn)了 在高速運動條件下 持續(xù)高轉(zhuǎn)矩運行 因其可以實時監(jiān)測當(dāng)前定位特性 讓步 進電機實現(xiàn)了在 100 負載下 仍可以保持高轉(zhuǎn)矩輸出 由于 HBS57 驅(qū)動器可以根據(jù)負載變化 實時調(diào)整控制電流 因此可以減 少熱量的產(chǎn)生 提升使用效能 相比開環(huán)步進電機 發(fā)熱量減少 50 以上 使得電機和軸承壽命得以延長 提升產(chǎn)品品質(zhì) 降低維修率 3 性能參數(shù)性能參數(shù) 采用全新 32 位電機控制專用雙核 DSP 芯片 采用先進的矢量電流及速度和位置閉環(huán)控制算法 靜態(tài)電流和動態(tài)電流比例可以任意設(shè)置 0 7A 范圍內(nèi) 可驅(qū)動 42 60 全系列二相混合式步進伺服電機 電機標(biāo)配 1000 線高精度編碼器 光耦隔離差分信號輸入 脈沖響應(yīng)頻率最高可達 200KHZ 細分 16 檔設(shè)定 400 51200 特殊細分可按客戶要求更改 具有過流 過壓 超速 過熱 跟蹤誤差超差等保護功能 支持指令控制模式 集成 RS232 通信功能 并且支持 PC 端軟件調(diào)試參數(shù) 4 4 產(chǎn)品相對優(yōu)勢產(chǎn)品相對優(yōu)勢 優(yōu)于開環(huán)步進電機驅(qū)動器的特點 準(zhǔn)確定位 電機不會失步 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 3 定位穩(wěn)定 即使受到外部力量影響 如機械振動或垂直定位保持 也 會自動回復(fù)到原位 采用 100 額定轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動電機 而傳統(tǒng)開環(huán)步進電機為避免失步問 題 通常只會用 50 額定轉(zhuǎn)矩來驅(qū)動電機 HBS57 的控制電流依負載而定 電機能在高速下運行 而傳統(tǒng)步進 電機無論荷重 一律使用恒定電流 因此能效大大提高 由于電機轉(zhuǎn)矩輸出沒有損失 所以電機的體積相比原來的開環(huán)系統(tǒng)降 低 1 2 檔 從而使電機的安裝尺寸更小 系統(tǒng)成本下降 優(yōu)于交流伺服電機驅(qū)動器的特點 無需調(diào)整增益 應(yīng)負載變化自動調(diào)整增益 維持穩(wěn)定的位置控制 定位完成后無抖動 可以實現(xiàn)快速定位 加減速曲線可以更陡 從而提高加工效率 擅長在快速短行程運動中持續(xù)運行 成本只是交流伺服系統(tǒng)的 30 50 二 電氣 機械和環(huán)境指標(biāo)二 電氣 機械和環(huán)境指標(biāo) 1 1 電氣 電氣指標(biāo)指標(biāo) HBS57 參參 數(shù)數(shù) 最小值最小值典型值典型值最大值最大值單位單位 連續(xù)輸出電流連續(xù)輸出電流0 7 0A 輸入電源電壓輸入電源電壓 16 36 70VDC 邏輯輸入電流邏輯輸入電流71020mA 編碼器電流編碼器電流50mA 脈沖頻率脈沖頻率0 300kHz 絕緣電阻絕緣電阻500M 2 2 使用環(huán)境及參數(shù) 使用環(huán)境及參數(shù) 冷卻方式冷卻方式自然冷卻或外加散熱器 使用場合盡量避免粉塵 油霧及腐蝕性氣體 溫度 0 50 濕度40 90 RH 使用環(huán)境使用環(huán)境 震動5 9 m s2 Max 保存溫度保存溫度 20 80 重重 量量約 285 克 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 4 3 3 機械安裝尺寸圖 機械安裝尺寸圖 單位單位 mm mm 4 4 加強散熱方式 加強散熱方式 1 驅(qū)動器的可靠工作溫度通常在 60 以內(nèi) 電機工作溫度為 80 以內(nèi) 2 安裝驅(qū)動器時請采用直立側(cè)面安裝 使散熱器表面形成較強的空氣 對流 必要時靠近驅(qū)動器處安裝風(fēng)扇 強制散熱 保證驅(qū)動器在可靠工作 溫度范圍內(nèi)工作 三 驅(qū)動器接口與接線三 驅(qū)動器接口與接線介紹介紹 1 1 接口定義 接口定義 A 電機和電源輸入端口 電機和電源輸入端口 端子號符 號名 稱引線顏色說明 1A A 相電機繞組 紅色 2A A 相電機繞組 綠色 3B B 相電機繞組 黃色 4B B 相電機繞組 藍色 5 VDC電源輸入正極 6GND電源輸入負極 DC16 70V 注意 電機線相位間不能互換注意 電機線相位間不能互換 B 編碼器信號輸入端口 編碼器信號輸入端口 端子號符 號名 稱引線顏色說明 1EB 電機編碼器 B 相正輸入黃色 2EB 電機編碼器 B 相負輸入綠色 3EA 電機編碼器 A 相正輸入黑色 4EA 電機編碼器 A 相負輸入藍色 5VCC編碼器電源 5V 輸入紅色 6EGND編碼器電源地白色 C 控制信號端口 控制信號端口 端子號符 號名 稱說 明 1PU 脈沖正輸入 2PU 脈沖負輸入 信號源 5V 24V 通 用 無需再串接電阻 3DR 方向正輸入 4DR 方向負輸入 信號源 5V 24V 通 用 無需再串接電阻 5ENA 電機使能正輸入該信號有效時電機處 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 5 6ENA 電機使能負輸入于自由狀態(tài) 不鎖機 D 輸出信號端口 輸出信號端口 端子號符 號名 稱引線顏色說明 1ALM 報警信號正輸出 2ALM 報警信號負輸出 驅(qū)動器故障保護后輸 出信號給上位機 2 控制信號接口電路圖 控制信號輸入和輸出接口電路圖 如圖 3 所示 1 輸入信號共陽接法 輸入信號共陽接法 2 輸入信號共陰接法 輸入信號共陰接法 3 差分輸入的時候請按下圖接線 差分輸入的時候請按下圖接線 圖 3 a 差分方式控制信號接口接線圖 注意 注意 控制信號電平兼容 5V 24V 只要控制信號輸入端電平在 5 24V 之間 就無需再外接電阻 R1 R2 3 3 控制信號時序圖 控制信號時序圖 為了避免一些誤動作和偏差 PUL DIR 和 ENA 應(yīng)滿足一定要求 如下圖 4 所示 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 6 圖 4 時序圖 注釋 1 t1 ENA 使能信號 應(yīng)提前 DIR 至少 5 s 確定為高 一般情況 下建議 ENA 和 ENA 懸空即可 2 t2 DIR 至少提前 PUL 下降沿 5 s 確定其狀態(tài)高或低 3 t3 脈沖寬度至少不小于 2 5 s 4 t4 低電平寬度不小于 2 5 s 4 4 控制信號模式設(shè)置 控制信號模式設(shè)置 脈沖觸發(fā)沿和單雙脈沖選擇 脈沖觸發(fā)沿和單雙脈沖選擇 通過 PC 機軟件手持調(diào)試器設(shè)置脈沖上升沿 或下降沿觸發(fā)有效 還可以設(shè)置單脈沖模式 雙脈沖模式 正交脈沖模式以及 內(nèi)部指令模式 半流比例 全流比例等參數(shù) 四 撥碼開關(guān)設(shè)定四 撥碼開關(guān)設(shè)定 HBS57 驅(qū)動器采用六位撥碼開關(guān)設(shè)定細分和其他功能 詳細描述如下 1 細分設(shè)定 細分設(shè)定 步數(shù) 圈SW1SW2SW3SW4 400onononon 800offononon 1600onoffonon 3200offoffonon 6400ononoffon 12800offonoffon 25600onoffoffon 51200offoffoffon 1000onononoff 2000offononoff 4000onoffonoff 5000offoffonoff 8000ononoffoff 10000offonoffoff 20000onoffoffoff 40000offoffoffoff 2 電機型號選擇電機型號選擇 電機型號或額定電流SW6 57HS20off 57HS30on 3 電機旋轉(zhuǎn)方向 電機旋轉(zhuǎn)方向 電機旋轉(zhuǎn)方向SW5 順時針off 逆時針on 除了以上可以通過撥碼開關(guān)設(shè)定細分數(shù) 后續(xù)根據(jù)特殊客戶要求 我們也 可以提供特殊細分的驅(qū)動器 五五 驅(qū)動器參數(shù) 驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置設(shè)置 HBS57 的參數(shù)設(shè)置必須通過 PC 機的 RS232 串行通訊口 采用專用調(diào)試 普菲德 HBS57 普菲德 HBS57 7 軟件完成參數(shù)設(shè)置 驅(qū)動器內(nèi)部存有一套對應(yīng)電機最佳的默認出廠配置參數(shù) 用戶只須按照具體使用情況 調(diào)整撥碼開關(guān)選擇電機型號 并且根據(jù)使用要求 設(shè)定驅(qū)動器細分數(shù)即可 具體調(diào)試情況請參看調(diào)試軟件的使用說明文檔 具體 可調(diào)整參數(shù)及功能見下表 參數(shù)符號參數(shù)名稱參數(shù)范圍備注 電流 KP電流環(huán)比例系數(shù)0 65535出廠默認設(shè)置 1500 電流 KI電流環(huán)積分系數(shù)0 65535出廠默認設(shè)置 200 電流 KC電流環(huán)飽和系數(shù)0 65535 僅用于出廠設(shè)置 禁止修改 勵磁 KP勵磁環(huán)比例系數(shù)0 65535出廠默認設(shè)置 2500 勵磁 KI勵磁環(huán)積分系數(shù)0 65535僅用于出廠設(shè)置 禁止修改 勵磁 KC勵磁環(huán)飽和系數(shù)0 65535 僅用于出廠設(shè)置 禁止修改 高速力矩系 數(shù) 高速力矩系數(shù)500 10000出廠默認設(shè)置 2000 高速阻尼最 小值 高速電子阻尼最 小值 0 1000出廠默認設(shè)置 900 高速阻尼最 大值 高速電子阻尼最 大值 500 10000出廠默認設(shè)置 4000 額定電流毫安1000 10000出廠默認設(shè)置 3000 細分步數(shù)細分數(shù)400 60000出廠默認設(shè)置 1000 脈沖指令模 式 指令模式0 3默認設(shè)置 0 0 單脈沖 1 雙脈沖 2 正交脈沖 3 內(nèi)部指令 半流時間毫秒10 3000出廠默認設(shè)置 500 半流比例半流比例 0 1000出廠默認設(shè)置 600 60 外部撥碼開 關(guān)使能 外部撥碼開關(guān)設(shè) 定使能 85 或者 255出廠默認設(shè)置255 注意 驅(qū)動器出廠默認的電流環(huán) 位置環(huán)和速度環(huán)參數(shù)為配套電機的最注意 驅(qū)動器出廠默認的電流環(huán) 位置環(huán)和速度環(huán)參數(shù)為配套電機的最 佳參數(shù) 客戶一般無需修改 只需要根據(jù)系統(tǒng)控制的需要選擇好電機細分數(shù)及佳參數(shù) 客戶一般無需修改 只需要根據(jù)系統(tǒng)控制的需要選擇好電機細分數(shù)及 額定電流數(shù)即可 額定電流數(shù)即可 六六 供電電源選擇 供電電源選擇 電源電壓在 DC16V 70V 之間都可以正常工作 HBS57 驅(qū)動器最好采用非 穩(wěn)壓型直流電源供電 也可以采用變壓器降壓后直接給驅(qū)動器供電 注意應(yīng)使 整流后電壓紋波峰值不超過 70V 建議用戶使用 24V 48V 直流開關(guān)電源供電 避免電網(wǎng)波動超過驅(qū)動器電壓工作范圍 如果使用穩(wěn)壓型開關(guān)電源供電 應(yīng)注意開關(guān)電源的輸出電流范圍需設(shè)成最 大 請注意 1 接線時要注意電源輸入跟電機相線