(整理)步進(jìn)電機伺服電機.

1、精品文檔7.3.1 認(rèn)知步進(jìn)電機及驅(qū)動器1、步進(jìn)電動機簡介步進(jìn)電動機是將電脈沖信號轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的角位移或直線位移的一種特殊執(zhí) 行電動機。每輸入一個電脈沖信號，電機就轉(zhuǎn)動一個角度，它的運動形式是步進(jìn) 式的，所以稱為步進(jìn)電動機。(1)步進(jìn)電動機的工作原理下面以一臺最簡單的三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機為例，簡介步進(jìn)電機的工作原 理。圖7-10是一臺三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機的原理圖。定子鐵心為凸極式，共有 三對(六個)磁極，每兩個空間相對的磁極上繞有一相控制繞組。轉(zhuǎn)子用軟磁性 材料中制成也是凸極結(jié)構(gòu)，只有四個齒，齒寬等于定子的極寬。相通電B相通電©C相通電圖7-10 三相反應(yīng)式步進(jìn)電動機的原理圖當(dāng)A相控制

2、繞組通電，其余兩相均不通電，電機內(nèi)建立以定子 A相極為軸 線的磁場。由于磁通具有力圖走磁阻最小路徑的特點，使轉(zhuǎn)子齒 1、3的軸線與 定子A相極軸線對齊，如圖7-10 (a)所示。若A相控制繞組斷電、B相控制繞 組通電時，轉(zhuǎn)子在反應(yīng)轉(zhuǎn)矩的作用下，逆時針轉(zhuǎn)過 30° ,使轉(zhuǎn)子齒2、4的軸線 與定子B相極軸線對齊，即轉(zhuǎn)子走了一步，如圖7-10 (b)所示。若在斷開B相, 使C相控制繞組通電，轉(zhuǎn)子逆時針方向又轉(zhuǎn)過 30° ,使轉(zhuǎn)子齒1、3的軸線與定 子C相極軸線對齊，如圖7-10 (c)所示。如此按A-B-C-A的順序輪流通電， 轉(zhuǎn)子就會一步一步地按逆時針方向轉(zhuǎn)動。 具轉(zhuǎn)速取決于各

3、相控制繞組通電與斷電 的頻率，旋轉(zhuǎn)方向取決于控制繞組輪流通電的順序。若按A-C-B-A的順序通電，則電動機按順時針方向轉(zhuǎn)動。上述通電方式稱為三相單三拍?！叭唷笔侵溉嗖竭M(jìn)電動機；“單三拍”是指每次只有一相控制繞組通電；控制繞組每改變一次通電狀態(tài)稱為一拍，“三拍”是指改變?nèi)瓮姞顟B(tài)為一個循環(huán)。把每一拍轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)過的角度稱為步距角。三相單三拍運行時，步距角為30。顯然，這個角度太大，不能付諸實用。如果把控制繞組的通電方式改為 A-ABH A B8Cf CZA,即一相通電接 著二相通電間隔地輪流進(jìn)行，完成一個循環(huán)需要經(jīng)過六次改變通電狀態(tài)，稱為三相單、雙六拍通電方式。當(dāng) A、B兩相繞組同時通電時，轉(zhuǎn)子

4、齒的位置應(yīng)同時考 慮到兩對定子極的作用，只有A相極和B相極對轉(zhuǎn)子齒所產(chǎn)生的磁拉力相平衡的 中間位置，才是轉(zhuǎn)子的平衡位置。這樣，單、雙六拍通電方式下轉(zhuǎn)子平衡位置增 加了一倍，步距角為15°。進(jìn)一步減少步距角的措施是采用定子磁極帶有小齒，轉(zhuǎn)子齒數(shù)很多的結(jié)構(gòu)， 分析表明，這樣結(jié)構(gòu)的步進(jìn)電動機，其步距角可以做得很小。一般地說，實際的 步進(jìn)電機產(chǎn)品，都采用這種方法實現(xiàn)步距角的細(xì)分。例如輸送單元所選用的 Kinco三相步進(jìn)電機3s57Q-04056,它的步距角是在整步方式下為 1.8° ,半步 方式下為0.9 0 o除了步距角外，步進(jìn)電機還有例如保持轉(zhuǎn)矩、 阻尼轉(zhuǎn)矩等技術(shù)參數(shù)，這些參

5、數(shù)的物理意義請參閱有關(guān)步進(jìn)電機的專門資料。3s57Q-04056部分技術(shù)參數(shù)如表 7-1所示。表7-1 3S57Q-04056 部分技術(shù)參數(shù)參數(shù)名稱步距角相電流(A)保持扭矩阻尼扭矩電機慣量參數(shù)值1.8 °5.8A1.0Nm0.04Nm0.3kg.cm2(2)步進(jìn)電機的使用，一是要注意正確的安裝，二是正確的接線。安裝步進(jìn)電機，必須嚴(yán)格按照產(chǎn)品說明的要求進(jìn)行。步進(jìn)電機是一精密裝 置，安裝時注意不要敲打它的軸端，更千萬不要拆卸電機。不同的步進(jìn)電機的接線有所不同，3s57Q-04056接線圖如圖7-11所示，三個 相繞組的六根引出線，必須按頭尾相連的原則連接成三角形。 改變繞組的通電順 序

6、就能改變步進(jìn)電機的轉(zhuǎn)動方向。線色電機信號.色U橙色瞌色Vr白色黃色W綠色圖 7-11 3s57Q-04056 的接線2、步進(jìn)電動機的驅(qū)動裝置步進(jìn)電動機需要專門的驅(qū)動裝置（驅(qū)動器）供電， 驅(qū)動器和步進(jìn)電動機是一個有機的整體，步進(jìn)電動機的 運行性能是電動機及其驅(qū)動器二者配合所反映的綜合效 果。圖 7-12 Kinco 3M458 夕卜觀一般來說，每一臺步進(jìn)電機大都有其對應(yīng)的驅(qū)動 器,例如，Kinco三相步進(jìn)電機3s57Q-04056與之配套 的驅(qū)動器是Kinco 3M458三相步進(jìn)電機驅(qū)動器。圖7-12 和圖7-13分別是它的外觀圖和典型接線圖。 圖中，驅(qū)動 器可采用直流24V40V電源供電。YL

7、-335B中，該電源 由輸送單元專用的開關(guān)穩(wěn)壓電源（DC24WA）供給。輸出電流和輸入信號規(guī)格為： 輸出相電流為3.0A5.8A,輸出相電流通過撥動開關(guān)設(shè)定；驅(qū)動器采用 自然風(fēng)冷的冷卻方式； 控制信號輸入電流為620mA控制信號的輸入電路采用光耦隔離。輸 送單元PLC輸出公共端Vcc使用白是DC24Vt壓，所使用的BM流電阻R1為2KQ驅(qū)動器三相步進(jìn)電機PLCVcc CDC24V)圖7-13 Kinco 3M458的典型接線圖由圖可見，步進(jìn)電機驅(qū)動器的功能是接收來自控制器（PLQ的一定數(shù)量和頻率脈沖信號以及電機旋轉(zhuǎn)方向的信號，為步進(jìn)電動機輸出三相功率脈沖信號。步進(jìn)電機驅(qū)動器的組成包括脈沖分配器

8、和脈沖放大器兩部分，主要解決向步 進(jìn)電機的各相繞組分配輸出脈沖和功率放大兩個問題。脈沖分配器是一個數(shù)字邏輯單元，它接收來自控制器的脈沖信號和轉(zhuǎn)向信號，把脈沖信號按一定的邏輯關(guān)系分配到每一相脈沖放大器上，使步進(jìn)電機按選定的運行方式工作。由于步進(jìn)電機各相繞組是按一定的通電順序并不斷循環(huán)來實 現(xiàn)步進(jìn)功能的，因此脈沖分配器也稱為環(huán)形分配器。實現(xiàn)這種分配功能的方法有 多種，例如，可以由雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器和門電路組成，也可由可編程邏輯器件組成。脈沖放大器是進(jìn)行脈沖功率放大。因為從脈沖分配器能夠輸出的電流很小（毫安級），而步進(jìn)電機工作時需要的電流較大， 因此需要進(jìn)行功率放大。止匕外, 輸出的脈沖波形、幅度、波形前

9、沿陡度等因素對步進(jìn)電機運行性能有重要的影響。3M458驅(qū)動器采取如下一些措施,大大改善了步進(jìn)電機運行性能：?內(nèi)部驅(qū)動直流電壓達(dá)40V,能提供更好的高速性能。?具有電機靜態(tài)鎖緊狀態(tài)下的自動半流功能， 可大大降低電機的發(fā)熱。而為 調(diào)試方便，驅(qū)動器還有一對脫機信號輸入線 FREE和 FREE-（見圖7-12）,當(dāng)這 一信號為ON時，驅(qū)動器將斷開輸入到步進(jìn)電機的電源回路。 YL-335B沒有使用 這一信號，目的是使步進(jìn)電機在上電后，即使靜止時也保持自動半流的鎖緊狀態(tài)。? 3M458驅(qū)動器采用交流伺服驅(qū)動原理，把直流電壓通過脈寬調(diào)制技術(shù)變?yōu)槿冯A梯式正弦波形電流，如圖 7-14所示圖7-14 相位差12

10、0°的三相階梯式正弦電流階梯式正弦波形電流按固定時序分別流過三路繞組，其每個階梯對應(yīng)電機轉(zhuǎn)動一步。通過改變驅(qū)動器輸出正弦電流的頻率來改變電機轉(zhuǎn)速， 而輸出的階梯 數(shù)確定了每步轉(zhuǎn)過的角度，當(dāng)角度越小的時候，那么其階梯數(shù)就越多，即細(xì)分就 越大，從理論上說此角度可以設(shè)得足包的小，所以細(xì)分?jǐn)?shù)可以是很大。 3M45ali 高可達(dá)10000步/轉(zhuǎn)的驅(qū)動細(xì)分功能，細(xì)分可以通過撥動開關(guān)設(shè)定。細(xì)分驅(qū)動方式不僅可以減小步進(jìn)電機的步距角，提高分辨率，而且可以減 少或消除低頻振動，使電機運行更加平穩(wěn)均勻。在3M458驅(qū)動器的側(cè)面連接端子中間有一個紅色的八位 DIP功能設(shè)定開關(guān)， 可以用來設(shè)定驅(qū)動器的工作方式

11、和工作參數(shù)，包括細(xì)分設(shè)置、靜態(tài)電流設(shè)置和運 行電流設(shè)置。圖7-14是該DIP開關(guān)功能劃分說明，表7-2 (a)和(b)分別為細(xì)分 設(shè)置表和電流設(shè)定表。開關(guān)序號ON功能OFF功能DIP1-DIP3細(xì)分設(shè)置用細(xì)分設(shè)置用DIP4靜態(tài)電流全流靜態(tài)電流半流DIP5-DIPS電流設(shè)置用電流設(shè)置用D工P開關(guān)的正視圖ON 12345670圖7-14 3M458 DIP 開關(guān)功能劃分說明表7-2(a) 細(xì)分設(shè)置表DIP1DIP2DIP3細(xì)分ONONON400步/轉(zhuǎn)ONONOFF500步/轉(zhuǎn)ONOFFON600步/轉(zhuǎn)ONOFFOFF1000步/轉(zhuǎn)OFFONON2000步/轉(zhuǎn)OFFONOFF4000步/轉(zhuǎn)OFFOF

12、FON5000步/轉(zhuǎn)OFFOFFOFF10000步/轉(zhuǎn)表7-2（b）輸出電流設(shè)置表DIP5DIP6DIP7DIP8輸出電流OFFOFFOFFOFF3.0AOFFOFFOFFON4.0AOFFOFFONON4.6AOFFONONON5.2AONONONON5.8A步進(jìn)電機傳動組件的基本技術(shù)數(shù)據(jù)如下：3s57Q-04056步進(jìn)電機步距角為1.8度，即在無細(xì)分的條件下200個脈沖電 機轉(zhuǎn)一圈（通過驅(qū)動器設(shè)置細(xì)分精度最高可以達(dá)到10000個脈沖電機轉(zhuǎn)一圈）。對于采用步進(jìn)電機作動力源的YL335-B系統(tǒng),出廠時驅(qū)動器細(xì)分設(shè)置為10000步/轉(zhuǎn)。如前所述，直線運動組件的同步輪齒距為5mm共12個齒，旋轉(zhuǎn)一

13、周搬運機械手位移60mm即每步機械手位移0.006mm電機驅(qū)動電流設(shè)為5.2A; 靜態(tài)鎖定方式為靜態(tài)半流。3、使用步進(jìn)電機應(yīng)注意的問題控制步進(jìn)電動機運行時，應(yīng)注意考慮在防止步進(jìn)電機運行中失步的問題。步進(jìn)電動機失步包括丟步和越步。 丟步時，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)小于脈沖數(shù)，越 步時，轉(zhuǎn)子前進(jìn)的步數(shù)多于脈沖數(shù)。丟步嚴(yán)重時，將使轉(zhuǎn)子停留在一個位置上或 圍繞一個位置振動；越步嚴(yán)重時，設(shè)備將發(fā)生過沖。使機械手返回原點的操作，常常會出現(xiàn)越步情況。當(dāng)機械手裝置回到原點時， 原點開關(guān)動作，使指令輸入 OFE但如果到達(dá)原點前速度過高，慣性轉(zhuǎn)矩將大于 步進(jìn)電機的保持轉(zhuǎn)矩而使步進(jìn)電機越步。因此回原點的操作應(yīng)確保足夠低速為

14、宜；當(dāng)步進(jìn)電機驅(qū)動機械手裝配高速運行時緊急停止，出現(xiàn)越步情況不可避免， 因此急停復(fù)位后應(yīng)采取先低速返回原點重新校準(zhǔn)，再恢復(fù)原有操作的方法。（注：所謂保持扭矩是指電機各相繞組通額定電流，且處于靜態(tài)鎖定狀態(tài)時，電機所能輸出的最大轉(zhuǎn)距，它是步進(jìn)電機最主要參數(shù)之一）由于電機繞組本身是感性負(fù)載，輸入頻率越高，勵磁電流就越小。頻率高， 磁通量變化加劇，渦流損失加大。因此，輸入頻率增高，輸出力矩降低。最高工 作頻率的輸出力矩只能達(dá)到低頻轉(zhuǎn)矩的 4050%進(jìn)行高速定位控制時，如果指 定頻率過高，會出現(xiàn)丟步現(xiàn)象。止匕外，如果機械部件調(diào)整不當(dāng)，會使機械負(fù)載增大。步進(jìn)電機不能過負(fù)載運 行，哪怕是瞬間，都會造成失步，

15、嚴(yán)重時停轉(zhuǎn)或不規(guī)則原地反復(fù)振動。7.3.2 認(rèn)知伺服電機及伺服放大器7.3.2.1 永磁交流伺服系統(tǒng)概述現(xiàn)代高性能的伺服系統(tǒng)，大多數(shù)采用永磁交流伺服系統(tǒng)其中包括永磁同步交 流伺服電動機和全數(shù)字交流永磁同步伺服驅(qū)動器兩部分。1、交流伺服電機的工作原理：伺服電機內(nèi)部的轉(zhuǎn)子是永磁鐵，驅(qū)動器控制 的U/V/W三相電形成電磁場，轉(zhuǎn)子在此磁場的作用下轉(zhuǎn)動，同時電機自帶的編碼 器反饋信號給驅(qū)動器，驅(qū)動器根據(jù)反饋值與目標(biāo)值進(jìn)行比較， 調(diào)整轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的角 度。伺服電機的精度決定于編碼器的精度（線數(shù)）。交流永磁同步伺服驅(qū)動器主要有伺服控制單元、功率驅(qū)動單元、通訊接口單 元、伺服電動機及相應(yīng)的反饋檢測器件組成，其中伺

16、服控制單元包括位置控制器、 速度控制器、轉(zhuǎn)矩和電流控制器等等。結(jié)構(gòu)組成如圖7-15所示。圖7-15 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)伺服驅(qū)動器均采用數(shù)字信號處理器（DSP作為控制核心，具優(yōu)點是可以實 現(xiàn)比較復(fù)雜的控制算法，實現(xiàn)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化。功率器件普遍采用以智 能功率模塊（IPM）為核心設(shè)計的驅(qū)動電路，IPM內(nèi)部集成了驅(qū)動電路，同時具有 過電壓、過電流、過熱、欠壓等故障檢測保護(hù)電路，在主回路中還加入軟啟動電路，以減小啟動過程對驅(qū)動器的沖擊。功率驅(qū)動單元首先通過整流電路對輸入的三相電或者市電進(jìn)行整流，得到相應(yīng)的直流電。再通過三相正弦PWMfe壓型逆變器變頻來驅(qū)動三相永磁式同步交流 伺服電機。逆變部分（DC

17、-AC采用功率器件集成驅(qū)動電路，保護(hù)電路和功率開關(guān)于一體的智能功率模塊（IPM）,主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是采用了三相橋式電路，原理圖 見圖7-16。利用了脈寬調(diào)制技術(shù)即 PWM , （Pulse Width Modulation ）通過改變功率晶體管交替導(dǎo)通的時間來改變逆變器輸出波形的頻率，改變每半周期內(nèi) 晶體管的通斷時間比，也就是說通過改變脈沖寬度來改變逆變器輸出電壓副值的大小以達(dá)到調(diào)節(jié)功率的目的。VT*VTtUbJiSi tVTi_ _ S3ZUV"精品文檔圖7-16 三相逆變電路2、交流伺服系統(tǒng)的位置控制模式圖7-16和圖7-15說明如下兩點：伺服驅(qū)動器輸出到伺服電機的三相電壓波形基本是

18、正弦波（高次諧波被 繞組電感濾除），而不是象步進(jìn)電機那樣是三相脈沖序列，即使從位置控制器輸 入的是脈沖信號。伺服系統(tǒng)用作定位控制時，位置指令輸入到位置控制器，速度控制器輸 入端前面的電子開關(guān)切換到位置控制器輸出端，同樣，電流控制器輸入端前面的電子開關(guān)切換到速度控制器輸出端。因此，位置控制模式下的伺服系統(tǒng)是一個三 閉環(huán)控制系統(tǒng)，兩個內(nèi)環(huán)分別是電流環(huán)和速度環(huán)。反之，在達(dá)到穩(wěn)態(tài)由自動控制理論可知，這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了系統(tǒng)的快速性、 穩(wěn)定性和抗干 擾能力。在足夠高的開環(huán)增益下，系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差接近為零。這就是說，在穩(wěn)態(tài) 時，伺服電機以指令脈沖和反饋脈沖近似相等時的速度運行。前，系統(tǒng)將在偏差信號作用下驅(qū)動

19、電機加速或減速。若指令脈沖突然消失（例如緊急停車時，PLC立即停止向伺服驅(qū)動器發(fā)出驅(qū)動脈沖），伺服電機仍會運行到 反饋脈沖數(shù)等于指令脈沖消失前的脈沖數(shù)才停止。3、位置控制模式下電子齒輪的概念位置控制模式下，等效的單閉環(huán)系統(tǒng)方框圖如圖7-17所示。指令脈沖頰率伯圖7-17等效的單閉環(huán)位置控制系統(tǒng)方框圖電機插座圖7-18伺服電機結(jié)構(gòu)概圖圖中，指令脈沖信號和電機編碼器反饋脈沖信號進(jìn)入驅(qū)動器后， 均通過電子 齒輪變換才進(jìn)行偏差計算。電子齒輪實際是一個分-倍頻器，合理搭配它們的分- 倍頻值，可以靈活地設(shè)置指令脈沖的行程。例如YL-335B所使用白W公下MINAS A4系列AC伺服電機？驅(qū)動器，電機編 碼

20、器反饋脈沖為2500 pulse/rev 。缺省情況下，驅(qū)動器反饋脈沖電子齒輪分-倍頻值為4倍頻。如果希望指令脈沖為 6000 pulse/rev ,那末就應(yīng)把指令脈沖 電子齒輪的分-倍頻值設(shè)置為10000/6000。從而實現(xiàn)PLC每輸出6000個脈沖， 伺服電機旋轉(zhuǎn)一周，驅(qū)動機械手恰好移動60mm的整數(shù)倍關(guān)系。具體設(shè)置方法將 在下一節(jié)說明。7.3.2.2 松下MINAS A4系列AC伺服電機？驅(qū)動器在YL-335B的輸送單元上中，采用了松下MHMD022P1U 永磁同步交流伺服電機， 及MADDT1207003全數(shù)字交流永磁同步伺 服驅(qū)動裝置作為運輸機械手的運動控制裝置。MHMD022P1U

21、 的含義：MHMD 表示電 機類型為大慣量，02表示電機的額定功率為 200W 2表示電壓規(guī)格為200V, P表示編碼器為增量式編碼器，脈沖數(shù)為2500p/r ,分辨率10000,輸出信號線數(shù)為5根線MADDT1207003的含義：MADDT表示松下A4系列A型驅(qū)動器，T1表示 最大瞬時輸出電流為10A, 2表示電源電壓規(guī)格為單相200V, 07表示電流監(jiān)測器 額定電流為7.5A, 003表示脈沖控制專用。驅(qū)動器的外觀和面板如圖7-19所示。XI；電源輸入接口 0<|FAT-SAXGF (JST) X2：電劃L接口 OqFAT-SAXGF (fST)1b：軸地址選擇開關(guān)銘牌G：接地端fK

22、$232 通訊口接地端干X7：外出光橋接口IM：轉(zhuǎn)矩監(jiān)惻端子SP：速度監(jiān)測端子MINT -IJ1NMD-S«Ot)D-1O0ST)X6：旋轉(zhuǎn)編碼器接口 53460-0621 (MO LEX)X3： ILS485 通訊口 MINI-DIN MD-S8000-10QST)X5： I/O 接口 5265071 ( MOLEX)53460-0621 (MOLEX)圖7-19伺服驅(qū)動器的面板圖2、接線：MADDT1207003伺服驅(qū)動器面板上有多個接線端口，其中：X1:電源輸入接口，AC220V電源連接到L1、L3主電源端子，同時連接到 控制電源端子L1C、L2c上。X2:電機接口和外置再生放

23、電電阻器接口。UA V、W端子用于連接電機。必須注意，電源電壓務(wù)必按照驅(qū)動器銘牌上的指示，電機接線端子(U、V、W不可以接地或短路，交流伺服電機的旋轉(zhuǎn)方向不象感應(yīng)電動機可以通過交換三相相 序來改變，必須保證驅(qū)動器上的 U、V、W E接線端子與電機主回路接線端子按 規(guī)定的次序一一對應(yīng)，否則可能造成驅(qū)動器的損壞。電機的接線端子和驅(qū)動器的 接地端子以及濾波器的接地端子必須保證可靠的連接到同一個接地點上。機身也必須接地。RB幺RB2 RB3端子是外接放電電阻， MADDT1207003 的規(guī)格為100?/10W, YL-335B沒有使用外接放電電阻。X6:連接到電機編碼器信號接口，連接電纜應(yīng)選用帶有屏

24、蔽層的雙絞電纜， 屏蔽層應(yīng)接到電機側(cè)的接地端子上，并且應(yīng)確保將編碼器電纜屏蔽層連接到插頭 的外殼（FG上。X5: I/O控制信號端口，其部分引腳信號定義與選擇的控制模式有關(guān)，不同 模式下的接線請參考松下 A系列伺服電機手冊。YL-335B輸送單元中，伺服 電機用于定位控制，選用位置控制模式。所采用的是簡化接線方式，如圖 7-20 所示。MADD1207003 伺服阪動罌CNX1LLL3L1CL2CCNX2RBIRB2RB3 五 V w連接電機CNM5OPCIFULS2 0PC2SING2C刪CWLALR+ALMCOB- 丘）葉CNX6編碼器, 輸入端口E57E0VI脈沖£方向6來自

25、PLC Q0, 0來自 PLC 00. 029伺服口H輸入右碰信號一 區(qū)左限位信號出伺朋報警詼41E5VE07&6PSFGLK1SPLC 11.20V+24V圖7-20 伺服驅(qū)動器電氣接線圖3、伺服驅(qū)動器的參數(shù)設(shè)置與調(diào)整松下的伺服驅(qū)動器有七種控制運行方式， 即位置控制、速度控制、轉(zhuǎn)矩控制、 位置/速度控制、位置/轉(zhuǎn)矩、速度/轉(zhuǎn)矩、全閉環(huán)控制。位置方式就是輸入脈沖 用來使電機定位運行，電機轉(zhuǎn)速與脈沖用頻率相關(guān)，電機轉(zhuǎn)動的角度與脈沖個數(shù) 相關(guān)；速度方式有兩種，一是通過輸入直流-10V至一+10V指令電壓調(diào)速，二是 選用驅(qū)動器內(nèi)設(shè)置的內(nèi)部速度來調(diào)速；轉(zhuǎn)矩方式是通過輸入直流-10V至一+10V

26、指令電壓調(diào)節(jié)電機的輸出轉(zhuǎn)矩，這種方式下運行必須要進(jìn)行速度限制， 有如下兩 種方法：1）設(shè)置驅(qū)動器內(nèi)的參數(shù)來限制，2）輸入模擬量電壓限速。3、參數(shù)設(shè)置方式操作說明MADDT1207003伺服驅(qū)動器的參數(shù)共有128個，Pr00-Pr7F ,可以通過與PC連接后在專門的調(diào)試軟件上進(jìn)行設(shè)置，也可以在驅(qū)動器上的面板上進(jìn)行設(shè)置在PC上安裝，通過與伺服驅(qū)動器建立起通信，就可將伺服驅(qū)動器的參數(shù)狀 態(tài)讀出或?qū)懭?，非常方便，見圖7-21 o當(dāng)現(xiàn)場條件不允許，或修改少量參數(shù)時,也可通過驅(qū)動器上操作面板來完成。操作面板如下圖7-22所示。各個按鈕的說明如表7-3息 Hie F Edit E Display D Inp

27、ut setting I Window W Help H 三臼 xor th® 土Hling* uppr<7Tr-|N*pyrameier leSeUifiD r白小er000,KraikifliJl LED OJluiID2r02Cee nwtfe Fffl-yp0 «5r 3a曲通 EHqq limk i 隔 W0 -1r04frwmriwel w4M "himQ .1r05HiHTiWfuMfhhc0 -2r06ZEROtFD impgi 小的如01r07Spud nwMj«(SP) f« 口由 e0 -S即 cf paramete

28、rs Elrade d parameter |Yqu can change sehuiue pressing Ihe Enter-kiev Dr clicking Ihe Change setting vaPue> button, alter 由 n 忸 rinqlhi© et-up value.RSSATClD) ffflhe Irant panel 舊 displaced at the confroli power enliy.圖7-22驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置面圖7-21驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置軟件 Panaterm板表7-3伺服驅(qū)動器面板按鈕的說明按鍵說明激活條件功能MODE在模式顯示時有

29、效在以下5種模式之間切換：1）監(jiān)視器模式；2）參數(shù)設(shè)置模 式；3） EEPROIW入模式；4） 自動調(diào)整模式；5）輔助功能模 式。SET一直有效用來在模式顯示和執(zhí)行顯示之 間切換a e僅對小數(shù)點閃爍的哪一位數(shù)據(jù) 位有效改變個模式里的顯示內(nèi)容、更 改參數(shù)、選擇參數(shù)或執(zhí)行選中 的操作把移動的小數(shù)點移動到更高位 數(shù)面板操作說明：1 .參數(shù)設(shè)置，先按“ Set”鍵，再按“Mode'鍵選擇到“Pr00”后，按向上、 下或向左的方向鍵選擇通用參數(shù)的項目，按“ Set”鍵進(jìn)入。然后按向上、下或 向左的方向鍵調(diào)整參數(shù)，調(diào)整完后，按“ S”鍵返回。選擇其它項再調(diào)整。2 .參數(shù)保存，按“ MT鍵選才?到“

30、 EE-SET后按“Set”鍵確認(rèn)，出現(xiàn)“ EEP -"，然后按向上鍵3秒鐘，出現(xiàn)“ FINISH”或“reset ”，然后重新上電即保存。3 .手動JOG運行，按“Mode鍵選才?到“AF-ACJ然后按向上、下鍵選擇 到“AF-JOG按“Set”鍵一次，顯示“JOG”，然后按向上鍵3秒顯示“ready”， 再按向左鍵3秒出現(xiàn)“sur-on ”鎖緊軸，按向上、下鍵，點擊正反轉(zhuǎn)。注意先將 S-ON斷開。4、部分參數(shù)說明在YL-335B上，伺服驅(qū)動裝置工作于位置控制模式，F(xiàn)X2N-48MT的Y000輸出脈沖作為伺服驅(qū)動器的位置指令，脈沖的數(shù)量決定伺服電機的旋轉(zhuǎn)位移，即 機械手的直線位移，

31、脈沖的頻率決定了伺服電機的旋轉(zhuǎn)速度，即機械手的運動速 度，S7-226的Q0.1輸出脈沖作為伺服驅(qū)動器的方向指令。對于控制要求較為簡 單，伺服驅(qū)動器可采用自動增益調(diào)整模式。 根據(jù)上述要求，伺服驅(qū)動器參數(shù)設(shè)置 如下表7-4。表7-4伺服參數(shù)設(shè)置表格序 號參數(shù)設(shè)置 數(shù)值功能和含義參數(shù)編號參數(shù)名稱1Pr01LED初始狀態(tài)1顯示電機轉(zhuǎn)速2Pr02控制模式0位置控制（相關(guān)代碼 P）3Pr04行程限位禁止輸 入無效設(shè)置2當(dāng)左或右限位動作，則會發(fā)生Err38行程限位禁止輸入信號出錯報警。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制 電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功。4Pr20慣量比1678該值自動調(diào)整得到，具體請參AC5Pr2

32、1實時自動增益設(shè) 置1實時自動調(diào)整為常規(guī)模式，運行時負(fù)載慣量的變 化情況很小。6Pr22實時自動增益的 機械剛性選擇1此參數(shù)值設(shè)得很大，響應(yīng)越快。7Pr41指令脈沖旋轉(zhuǎn)方1指令脈沖+指令方向。設(shè)置此參數(shù)值必須在控向設(shè)置制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功。8Pr42指令脈沖輸入方 式3沖叫 nonSIGNI Lit 電耳指令疔向1-TL-TL-TL31_9Pr48指令脈沖分倍頻第1分子10000Pr4B每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù)=編碼器分辨率二%4APr48 乂 2現(xiàn)編碼器分辨率為10000 (2500p/r x 4),參數(shù)設(shè)置如表，則，每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù) =10000 XPr4BPr4APr48x2

33、5000=10000 M0 =500010000 M 210Pr49指令脈沖分倍頻第2分子011Pr4A指令脈沖分倍頻 分子倍率012Pr4B指令脈沖分倍頻 分母6000注：其它參數(shù)的說明及設(shè)置請參看松下Ninas A4系列伺服電機、驅(qū)動器使用說明書。7.3.3 FX1N的脈沖輸出功能及位控編程晶體管輸出的FX1N系列PLC CPU單元支持高速脈沖輸出功能，但僅限于 Y000和Y001點。輸出脈沖的頻率最高可達(dá) 100KHz對輸送單元步進(jìn)電機的控制主要是返回原點和定位控制?？梢允褂肍X1N的脈沖輸出指令FNC57(PLSY、帶加減速的脈沖輸出指令 FNC59(PLSR、可變速 脈沖輸出指令FN

34、C157(PLSV、原點回歸指令FNC156(ZRN、相對位置控制指令 FNC158DRV)、絕對位置控制指令FNC158DRVA來實現(xiàn)。這里只介紹后面三條 指令，其它指令請參考編程手冊。1、原點回歸指令FNC156(ZRN當(dāng)可編程控制器斷電時會消失，因此上電時和初始運行時，必須執(zhí)行原點回 歸將機械動作的原點位置的數(shù)據(jù)事先寫入。原點回歸指令格式如圖7-23。FNC156ZRN(sD(szZ)國Cd?)圖7-23 ZRN的指令格式原點回歸指令格式說明圖中：回：原點回歸速度指定原點回歸開始的速度。16 位指令:1032,767（HZ）32 位指令:10100（KHZ）重:爬行速度指定近點信號（DO

35、G變?yōu)镺N后的低速部分的速度。.：近點信號指定近點信號輸入。當(dāng)指令輸入繼電器（X）以外的元件時，由于會受到可以編程控制器運算 周期的影響，會引起原點位置的偏移增大。（五。指定有脈沖輸出的Y編號（僅限于Y000或Y001）原點回歸動作順序原點回歸動作按照下述順序進(jìn)行。 驅(qū)動指令后，以原點回歸速度 ？開始移動。當(dāng)在原點回歸過程中，指令驅(qū)動接點變 OFF狀態(tài)時，將不減速而停止。 指令驅(qū)動接點變?yōu)?OFF后，在脈沖輸出中監(jiān)控（Y000:M8147,Y001: M8148 處于ON時，將不接受指令的再次驅(qū)動。 當(dāng)近點信號（DOG由OFF變?yōu)镺N時，減速至爬運速度 重 當(dāng)近點信號（DOG由O峻為OFF時，

36、在停止脈沖輸出的同時，向當(dāng)前值寄存器（Y000: D8141, D8140, Y001: D8143, D8142）中寫入 0。另外，M8140（清零信號/&出功能）ON時，同時輸出清零信號。隨后，當(dāng)執(zhí)行完成標(biāo)志（M8029動作的同時，脈沖輸出中監(jiān)控變?yōu)?OFFLSRt后退限位）近點信號（DOG）在原點前。X的開關(guān)。工作臺"F1驪進(jìn)限位）.a用前端一前進(jìn)初始位置/1厘點回歸畫底更J工作臺后端檢冽工伸臺前端檢測 ,原點位置1圖7-24原點歸零示意圖2、相對位置控制指令FNC158DRV）以相對驅(qū)動方式執(zhí)行單速位置控制的指令，指令格式圖7-25|磐區(qū)gFNCl,直） 至I 50 I （場圖7-25 DRVI的指令格式指令格式說明: 5 :輸出脈沖數(shù)（相對指定）16 位指令:-32,768 +32,76732 位指令:-999,999 +999,999> 輸出脈沖數(shù)16 位指令:1032,767(HZ)32位指令:10 100（KHZ）口:脈沖輸出起始地址僅能指令Y00R Y001。 口2:旋轉(zhuǎn)方向信號輸出起始地根據(jù)5的正負(fù)，按照以下方式動作+（正）一 ON-（負(fù)）一 OFF輸出脈沖數(shù)指定，以對應(yīng)下面的當(dāng)前值寄存器作為相對位置。向Y000輸