三菱電機伺服培訓(xùn)課程講義

1、1講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved三菱電機自動化培訓(xùn)課程講義歡迎大家來參加三菱AC伺服產(chǎn)品的培訓(xùn)課程！2講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved伺服培訓(xùn)課程內(nèi)容伺服培訓(xùn)課程內(nèi)容n第一章第一章 通用伺服系統(tǒng)簡介通用伺服系統(tǒng)簡介n第二章第二章 三菱伺服產(chǎn)品概要三菱伺服產(chǎn)品概要n第三章第三章 通用伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)通用伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)n第四章第四章 J J2 2s s放大器的信號與接線放大器的信號與接線n第五章第五章 demodemo箱的組成及相關(guān)實驗箱的組成及相

2、關(guān)實驗n第六章第六章 總結(jié)總結(jié)3講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved1.1、伺服系統(tǒng)的構(gòu)成、伺服系統(tǒng)的構(gòu)成第一章第一章 通用伺服系統(tǒng)簡介通用伺服系統(tǒng)簡介4講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved* 日本最常用的模式* 易于產(chǎn)品支持 * 高位置環(huán)增益(半閉環(huán)) 脈沖串其它控制器編碼器反饋1.2、脈沖串定位系統(tǒng)框圖、脈沖串定位系統(tǒng)框圖5講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved運動控制(位置控制

3、)驅(qū)動器和電機MR-H-ANMR-J2S-AMR-J2-AFX PLC10GM20GMGPPPC1PGMR-H-BNMR-J2S-BMR-J2-BSSCNETSSCNETSSCNETMR-H-KBN4MR-H-KAN4MR-C-AMR-J2-Jr-A人機界面HMI運動控制器 (最大 32軸)A/Q 系列 PLCFX系列PLC控 制(I/O)模擬量信號模擬量信號脈沖串脈沖串定位模塊AD75P1-P3QD75P1-P4AD75M、A1SD75M定位模塊FX PLC第二章第二章 三菱伺服產(chǎn)品概要三菱伺服產(chǎn)品概要6講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Right

4、s Reserved2.1、上位控制系統(tǒng)、上位控制系統(tǒng)定位模塊產(chǎn)品定位模塊產(chǎn)品單軸控制單軸控制 FX系列： FX-10GM，F(xiàn)X2N-10GM，F(xiàn)X2N-1PG AnS系列：A1SD70，A1SD75P1-S3 A系列： AD75P1，AD75M1，AD70 Q系列： QD75P1，QD75M1，QD75D1F X 2 N - 1 0 G MF X 2 N - 1 0 G MFX 2N-1PGFX 2N-1PG第二章第二章 三菱伺服產(chǎn)品概要三菱伺服產(chǎn)品概要7講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved2軸控制FX系列： FX1S/

5、FX1N系列PLC，F(xiàn)X-20GM， FX2N-20GMAnS系列：A1SD71，A1SD75P2A系列： AD71，AD72，AD75P2，AD75M2Q系列： QD75P2，QD75D2，QD75M23軸系列AnS系列： A1SD75P3A系列： AD75P3，AD75M32.1、上位控制系統(tǒng)、上位控制系統(tǒng)定位模塊產(chǎn)品定位模塊產(chǎn)品8講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved2.1、上位控制系統(tǒng)、上位控制系統(tǒng)定位模塊產(chǎn)品定位模塊產(chǎn)品4軸及以上系列控制PLC模塊： QD75P4，QD75M4 QD70P4，QD70P8運動控制器

6、： A171SH，A172SH A173UH，A273UH運動控制CPU：Q172CPU，Q173CPU9講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved2.2、三菱電機伺服放大器分類、三菱電機伺服放大器分類MR-C 系列容量范圍：30-400W通用型，位置控制實時增益自動調(diào)整功能MR-J2/J2S 系列容量范圍：50-7000W通用型，優(yōu)良性價比實時增益自動調(diào)整功能MR-H 系列容量范圍：50W55KW通用型，寬廣功率范圍低噪音運行MR-E 系列容量范圍：100W2KW通用型，高水平自動調(diào)諧自適應(yīng)振動抑制控制MR-J3 系列容量范圍

7、：50W-3.5KW實現(xiàn)高速度、高精度緊急調(diào)諧功能10講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved伺服放大器性能簡介伺服放大器性能簡介5050W-55KWW-55KW模型自適應(yīng)控制模型自適應(yīng)控制在線自調(diào)整方式在線自調(diào)整方式串行指令系統(tǒng)串行指令系統(tǒng) (- (-H HB)B)單軸位置控制器單軸位置控制器(-(-H HAC)AC)CECE標(biāo)志標(biāo)志,UL,UL認(rèn)證認(rèn)證30W-7KW30W-7KW和和MR-J2MR-J2系列兼容系列兼容高響應(yīng)速度高響應(yīng)速度1717位位ABSABS編碼器編碼器RS232C/RS422RS232C/RS422通

8、訊接口通訊接口豐富的軟件功能豐富的軟件功能全閉環(huán)系統(tǒng)（開發(fā)中）全閉環(huán)系統(tǒng)（開發(fā)中）100100W-2KWW-2KW簡化操作簡化操作位置控制位置控制自適應(yīng)控制自適應(yīng)控制在線自調(diào)整方式在線自調(diào)整方式繼承繼承J2sJ2s的高性能的高性能CECE標(biāo)志標(biāo)志,UL,UL認(rèn)證認(rèn)證MR-HMR-HMR-J2SMR-J2SMR-EMR-E11講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved伺服放大器容量性能分布圖伺服放大器容量性能分布圖 (w)(w) 1010 30 50 100 350 400W 7KW 55KW30 50 100 350 400W

9、7KW 55KW MR-J2 MR-J2 SuperSuperMR-HANMR-HANMR-H-KN4 400VMR-H-KN4 400VMR-CMR-CA : 位置/速度/轉(zhuǎn)矩B : SSCNET總線性C : 1 單軸位控內(nèi)置型性能MR-J2MR-J2MR-EMR-EMR-J3MR-J312講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights ReservedMR-J2S-10 A 1-MR-J2S-10 A 1-系列名稱：MR-C/J2S/H放大器容量10、20、40、60、70、100、200、350、500、70011k、15k、22k、30k、3

10、7kA：標(biāo)準(zhǔn)型B：SSCNET型C：單軸定位內(nèi)置型無：標(biāo)準(zhǔn)型，EN兼容UL：UL兼容無：三相200V 1：單相100V 伺服放大器選型伺服放大器選型13講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved伺服電機性能指標(biāo)伺服電機性能指標(biāo)2.3、伺服電機的分類、伺服電機的分類14講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved電機系列： HA/HCM超低慣性，小容量F低慣性，小容量S中慣性，中容量R低慣性，中容量U低慣性，中小容量使用串行絕對/增量編碼器0550W1-7100-75

11、0W10-351-3.5kW11-45k11-45kW11000rpm22000rpm33000rpmB:電磁抱閘無：不帶抱閘無：不帶GBG1：一般用G2：高精度無標(biāo)準(zhǔn)K帶鍵槽DD型軸無標(biāo)準(zhǔn)型ECEN標(biāo)準(zhǔn)ULUL標(biāo)準(zhǔn)HC-MF，HA-FF系列：HC-SF，RF，UF系列：無標(biāo)準(zhǔn)型ULUL標(biāo)準(zhǔn)HC-MHC-M F053F053 S S- -伺服電機選型伺服電機選型15講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved第三章、第三章、AC伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)n3.1、伺服放大器的組成主回路、伺服放大器的組成主回路 1 2 3 2RB

12、DC16講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reservedn一一、整流回路整流回路 將交流轉(zhuǎn)變成直流 可分為單相和三相整流橋n二、直流中間環(huán)節(jié)二、直流中間環(huán)節(jié) 1、平滑電容 對整流電源進行平滑，減少其脈動成份 3.1、伺服放大器的組成主回路、伺服放大器的組成主回路17講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved 2、開啟電流吸收回路、開啟電流吸收回路 吸收放大器上電時產(chǎn)生的尖峰電流 平滑電容充電完成之后開關(guān)短路RB 3、再生制動回路、再生制動回路 所謂再生制動就是指馬達(dá)的實

13、際轉(zhuǎn)速高于指令速度時，產(chǎn)生能量回饋的現(xiàn)象。 再生制動回路就是用來消耗這些回饋能源的裝置。3.1、伺服放大器的組成主回路、伺服放大器的組成主回路18講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved 按照再生制動回路的種類，可以分為： 1、小容量電容再生制動方式 2、中等容量電阻再生制動方式 其中又可分為其中又可分為： 內(nèi)置電阻方式內(nèi)置電阻方式 外接電阻方式外接電阻方式 外接制動單元方式外接制動單元方式 3、大容量電源再生方式3.1、伺服放大器的組成主回路、伺服放大器的組成主回路19講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA

14、技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved3.1、伺服放大器的組成主回路、伺服放大器的組成主回路 4、動態(tài)制動器 動態(tài)制動器具有在基極斷路時，在伺服馬達(dá)端子間加上適當(dāng)?shù)碾娮杵鬟M行短路消耗旋轉(zhuǎn)能，使之迅速停轉(zhuǎn)的功能。n逆變回路 生成適合馬達(dá)轉(zhuǎn)速的頻率、適合負(fù)載轉(zhuǎn)矩大小的電流，驅(qū)動馬達(dá)。 逆變模塊采用IGBT開關(guān)元件。 20講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved3.1、伺服放大器的組成其他回路、伺服放大器的組成其他回路n采樣電路采樣電路 采樣電壓、電流、溫度等n控制電路控制電路 設(shè)定與顯示 生成PWM驅(qū)動信號n信號處理

15、與保護回路信號處理與保護回路21講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved控制回路運行原理控制回路運行原理n由位置控制環(huán)、速度控制環(huán)、電流控制環(huán)組成。由位置控制環(huán)、速度控制環(huán)、電流控制環(huán)組成。CSPg1$pg2Pg1$pg2Vg1$vg2Vg1$vg2M負(fù)載調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)P指令脈沖與反饋脈沖在偏差計數(shù)器中累加之后形成速度指令，然后再與速度反饋累加形成電流指令控制PWM回路，驅(qū)動伺服電機。22講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved PWM脈寬調(diào)制的控制原理脈寬調(diào)制的控

16、制原理調(diào)制波電流指令電流指令的值大于調(diào)制波的值時逆變模塊導(dǎo)通，電流指令的值大于調(diào)制波的值時逆變模塊導(dǎo)通，反之關(guān)斷，如圖示脈沖輸出等效正弦波輸出反之關(guān)斷，如圖示脈沖輸出等效正弦波輸出。23講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved3.2、伺服電機的分類、伺服電機的分類nSM型伺服電機 又稱為同步型又稱為同步型ACAC伺服馬達(dá)，在轉(zhuǎn)子上配置永久磁鐵、定子伺服馬達(dá)，在轉(zhuǎn)子上配置永久磁鐵、定子上配置通電線圈，在定子線圈上流過對應(yīng)轉(zhuǎn)子動作（轉(zhuǎn)速、上配置通電線圈，在定子線圈上流過對應(yīng)轉(zhuǎn)子動作（轉(zhuǎn)速、方向、輸出轉(zhuǎn)矩）的電流方向、輸出轉(zhuǎn)矩）的電

17、流nIM型伺服馬達(dá) 又稱為感應(yīng)型伺服馬達(dá)，采用矢量控制的方法。又稱為感應(yīng)型伺服馬達(dá)，采用矢量控制的方法。 將定子側(cè)電流將定子側(cè)電流I I1 1分解成分解成I IA A+I+IB,B, ,并分別控制這兩個電流，產(chǎn)并分別控制這兩個電流，產(chǎn) 生與生與SMSM型馬達(dá)相同的轉(zhuǎn)矩特性。型馬達(dá)相同的轉(zhuǎn)矩特性。24講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights ReservedAC伺服電機的構(gòu)造伺服電機的構(gòu)造n1 1、定子及定子繞組、定子及定子繞組 三相繞組在空間相差三相繞組在空間相差120120O O 要求輸入電源時間相差要求輸入電源時間相差120120O O 產(chǎn)

18、生旋轉(zhuǎn)磁場產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場n 2 2、轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子磁條、轉(zhuǎn)子及轉(zhuǎn)子磁條 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永久磁體轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)永久磁體 產(chǎn)生恒定磁場產(chǎn)生恒定磁場 n 3 3、光電編碼器、光電編碼器 25講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights ReservedAC伺服電機的構(gòu)造伺服電機的構(gòu)造需更大的空間和繞組需更大的空間和繞組 編碼器等編碼器等高密度高密度繞組繞組 模塊化模塊化 高度集成高度集成釹鐵釹鐵磁磁材料材料磁場密度磁場密度電流密度電流密度其它技術(shù)其它技術(shù)26講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved伺服電機

19、體積的減小伺服電機體積的減小HC-MHC-M( (S)S)W W 電機例電機例 1995 199527講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights ReservedHC-SF(S) 和和 HA-SE 馬達(dá)的體積比較馬達(dá)的體積比較263145120223HA28講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved3.3、編碼器的功能、編碼器的功能n組成部分：組成部分： 碼盤、旋轉(zhuǎn)軸、碼盤、旋轉(zhuǎn)軸、LEDLED、光傳感器、光傳感器n功能：功能： 位置、速度、磁極位置、絕對位置位置、速度、磁極位置、

20、絕對位置n信號種類信號種類: : ab ab相脈沖相脈沖29講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved編碼器的尺寸編碼器的尺寸17位位(131072)ABS以前產(chǎn)品以前產(chǎn)品 20%現(xiàn)在產(chǎn)品現(xiàn)在產(chǎn)品30講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights ReservednAB相脈沖編碼器的信號編碼器的信號 A相脈沖串(A超B90度,定義為正轉(zhuǎn)) B相脈沖串 (B超A90度,定義為反轉(zhuǎn))位置位置 速度速度 方向方向 Z相脈沖(電機每轉(zhuǎn)一圈發(fā)生一個脈沖,并作計數(shù))31講義講義 Copyright

21、 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved第四章第四章 J2s放大器的信號與接線放大器的信號與接線接頭和信號接頭和信號的排列如圖的排列如圖CN1A/CN1B的信號功能的信號功能請參考請參考P3-1332講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved33講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved34講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved第五章第五章 demo箱的組

22、成及相關(guān)實驗箱的組成及相關(guān)實驗CONTROL BOXJ J2 2s s的的demodemo箱由定位模塊箱由定位模塊FxFx2n2n-10gm-10gm、外部控制設(shè)備、外部控制設(shè)備、J J2 2s s伺服放大器、伺服放大器、HC-mfs23HC-mfs23組成。組成。35講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved5.1、J2S的顯示與操作的顯示與操作通過伺服放大器前面的通過伺服放大器前面的5段段7位位LED顯示器和顯示器和4個個按鍵，可進行狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置故障診斷等功按鍵，可進行狀態(tài)顯示、參數(shù)設(shè)置故障診斷等功能能。4 4個功能鍵

23、分別如下個功能鍵分別如下：MODE:MODE:功能菜單的切換UP :UP :菜單的上下選擇DOWN:DOWN:菜單的上下選擇SET :SET :功能的確認(rèn)、參數(shù)的讀寫CN1ACN1A、CN1B CN1B 作為放大器的I/O口CN2 CN2 編碼器的連接 CN3 CN3 通訊口或儀表輸出36講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reservedn實驗1 參數(shù)初始化（參照P/5_2的參數(shù)表）n實驗2 帶*號參數(shù)的區(qū)別 Pr.19參數(shù)的設(shè)置n實驗3 歷史報警記錄的清除 5.1、J2S的顯示與操作的顯示與操作37講義講義 Copyright 200

24、5 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved5.1、 J2S的顯示與操作診斷模式的顯示與操作診斷模式n實驗實驗1 1 點動運行n實驗實驗2 2 無電機運行 n實驗實驗3 3 自動VC補償n實驗實驗4 4 強制輸出轉(zhuǎn)矩限制信號38講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved5.2、放大器控制模式、放大器控制模式n位置控制（P） n速度控制（S）n轉(zhuǎn)矩控制（T）* 參數(shù)在那個控制模式下起作用，詳見P5_2的參數(shù)列表。39講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Right

25、s Reserved5.2、放大器控制模式轉(zhuǎn)速控制、放大器控制模式轉(zhuǎn)速控制（s）n實現(xiàn)轉(zhuǎn)速控制需要的條件vcmPr.810Pr. 7275Pr.11、12Pr.4140講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved5.3、多段速實驗、多段速實驗n在速度控制模式下如何實現(xiàn)多段速控制在速度控制模式下如何實現(xiàn)多段速控制 步驟步驟1、將放大器定義為速度控制模式、將放大器定義為速度控制模式 步驟步驟2、將多段速（、將多段速（7段）分別設(shè)置為段）分別設(shè)置為100700RPM 步驟步驟3、熟悉端子輸入功能定義參數(shù)、熟悉端子輸入功能定義參數(shù)Pr.4

26、348 然后分別定義端子然后分別定義端子sp1、sp2、sp3 步驟步驟4、利用端子、利用端子sp13的組合實現(xiàn)的組合實現(xiàn)7段速的功能。段速的功能。41講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved5.4、轉(zhuǎn)矩限制實驗、轉(zhuǎn)矩限制實驗n在轉(zhuǎn)速控制模式下，進行轉(zhuǎn)矩限制在轉(zhuǎn)速控制模式下，進行轉(zhuǎn)矩限制 內(nèi)部轉(zhuǎn)矩限制（Pr.28 ） 在放大器運行時對輸出 轉(zhuǎn)矩進行鉗制，設(shè)置范圍為0100% 外部轉(zhuǎn)矩限制的設(shè)定 定義端子功能 TL (Pr.43 Pr.48)使外部轉(zhuǎn)矩生效 了解內(nèi)部與外部轉(zhuǎn)矩限制的關(guān)系。 42講義講義 Copyright 200

27、5 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved5.5、轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)速/轉(zhuǎn)矩切換實驗轉(zhuǎn)矩切換實驗n速度/轉(zhuǎn)矩控制切換模式的定義n控制切換開關(guān)（LOP)的定義 轉(zhuǎn)速控制與轉(zhuǎn)矩控制下，電機轉(zhuǎn)速方向相同嗎？ 如何將轉(zhuǎn)速方向改為相同？n轉(zhuǎn)矩控制下的速度限制 SP1 & VLA43講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rights Reserved1、電子齒輪比的設(shè)置、電子齒輪比的設(shè)置n電子齒輪比的概念 對于輸入的脈沖，可以乘上任意的倍率使機械運行。n電阻齒輪比的范圍 J2s的設(shè)定范圍為1/50CMX/CDV5005.6、放大器控制模式位置控制、放大器控制模式位置控制（p）44講義講義 Copyright 2005 三菱電機上海FA技術(shù)服務(wù)中心 All Rig