項(xiàng)目6 伺服電機(jī)的應(yīng)用2016.7

2024/4/22項(xiàng)目6

伺服電機(jī)的應(yīng)用

任務(wù)6.1伺服驅(qū)動(dòng)器的認(rèn)識(shí)及試運(yùn)行任務(wù)6.2伺服電機(jī)的速度控制任務(wù)6.3伺服電機(jī)的位置控制教學(xué)內(nèi)容2024/4/22學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解伺服電機(jī)的工作原理。2．掌握伺服驅(qū)動(dòng)器的端子功能。3．會(huì)使用伺服電機(jī)及其驅(qū)動(dòng)器，能夠根據(jù)要求來(lái)對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)器進(jìn)行參數(shù)設(shè)定。4．掌握PLC控制伺服電機(jī)的硬件接線圖。5．學(xué)會(huì)編寫(xiě)伺服電機(jī)的簡(jiǎn)單控制程序。2024/4/222024/4/22任務(wù)6.1伺服驅(qū)動(dòng)器的認(rèn)識(shí)及試運(yùn)行任務(wù)導(dǎo)入

伺服控制系統(tǒng)，也稱為隨動(dòng)系統(tǒng)，是一種能夠跟蹤輸入的指令信號(hào)進(jìn)行動(dòng)作，從而獲得精確的位置、速度及轉(zhuǎn)矩輸出的自動(dòng)控制系統(tǒng)，它用來(lái)控制被控對(duì)象的轉(zhuǎn)角或位移，使其自動(dòng)、連續(xù)、精確地復(fù)現(xiàn)輸入指令的變化。22四月20245“以物體的位置、方位、姿勢(shì)等作為控制量，為跟蹤目標(biāo)的任何變化而建構(gòu)的控制系統(tǒng)”。伺服機(jī)構(gòu)大致由下列各部分組成。1.伺服控制系統(tǒng)的構(gòu)成指令部發(fā)出動(dòng)作的指令信號(hào)控制部使電機(jī)能按照指令運(yùn)行驅(qū)動(dòng)、檢測(cè)部驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象，對(duì)其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)實(shí)際的伺服機(jī)構(gòu)也有液壓和氣動(dòng)式的，但最近廣泛使用的是電氣式伺服機(jī)構(gòu)。電氣式伺服機(jī)構(gòu)中尤其與FA相關(guān)的精密控制中，經(jīng)常使用AC伺服系統(tǒng)。而且，伺服電機(jī)常常帶有可檢測(cè)旋轉(zhuǎn)角度、速度和方向的編碼器，它可將檢測(cè)信息反饋給伺服放大器（控制部）。圖6-1伺服控制系統(tǒng)組成原理圖伺服控制系統(tǒng)一般包括伺服控制器、伺服驅(qū)動(dòng)器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)（伺服電機(jī)）、被控對(duì)象（工作臺(tái)）、測(cè)量/反饋環(huán)節(jié)等五部分組成。伺服系統(tǒng)主要由三種控制模式，分別是位置控制模式、速度控制模式、轉(zhuǎn)矩控制模式。

22四月20242.伺服的作用22四月20243、電氣伺服系統(tǒng)三個(gè)主要發(fā)展階段（1）以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的開(kāi)環(huán)控制系統(tǒng)以步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的液壓伺服馬達(dá)或以功能步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)為中心，伺服系統(tǒng)的位置控制為開(kāi)環(huán)系統(tǒng)。（2）直流（DC）伺服系統(tǒng)50年代，無(wú)刷電機(jī)和直流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品化，并在計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備和機(jī)械設(shè)備上獲得了廣泛的應(yīng)用。70年代則是直流伺服電機(jī)應(yīng)用的全盛時(shí)代。

由開(kāi)環(huán)閉環(huán)。永磁直流伺服電機(jī)在數(shù)控機(jī)床中的應(yīng)用占統(tǒng)治地位。22四月2024（3）交流（AC）伺服系統(tǒng)

20世紀(jì)70年代開(kāi)始應(yīng)用，20世紀(jì)90年代，交流伺服電機(jī)和交流伺服控制系統(tǒng)逐漸成為主導(dǎo)產(chǎn)品。交流伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)已經(jīng)成為工業(yè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化的基礎(chǔ)技術(shù)之一，并將逐漸取代直流伺服系統(tǒng)。交流伺服的控制方式迅速向微機(jī)方向發(fā)展，并由硬件伺服向軟件伺服發(fā)展。

低檔的伺服系統(tǒng)調(diào)速范圍在1：1000以上，一般的在1：5000～1：10000，高性能的可以達(dá)到1：100000以上；定位精度一般都要達(dá)到±1個(gè)脈沖22四月2024104、交流伺服在我國(guó)的發(fā)展歷史1970年代開(kāi)始跟蹤開(kāi)發(fā)交流伺服技術(shù)主要研究機(jī)構(gòu)：北京機(jī)床所、西安微電機(jī)研究所、中科院沈陽(yáng)自動(dòng)化所80年代之后開(kāi)始進(jìn)入工業(yè)領(lǐng)域，國(guó)產(chǎn)伺服停留在小批量、高價(jià)格、應(yīng)用面狹窄的狀態(tài)，技術(shù)水平和可靠性難以滿足工業(yè)需要。2000年之后，目前國(guó)內(nèi)主要的伺服品牌或廠家有森創(chuàng)（和利時(shí)電機(jī)）、華中數(shù)控、廣數(shù)、南京埃斯頓、蘭州電機(jī)廠等。其中華中數(shù)控、廣數(shù)等主要集中在數(shù)控機(jī)床領(lǐng)域。22四月20245、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用（在搬運(yùn)控制中的應(yīng)用）在工業(yè)高度發(fā)達(dá)、自動(dòng)化不斷進(jìn)步的今天，搬運(yùn)設(shè)備已成為不可或缺的項(xiàng)目搬運(yùn)機(jī)（垂直）自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)·分揀系統(tǒng)由于導(dǎo)入了伺服機(jī)構(gòu)，可提高機(jī)械速度，從而提高生產(chǎn)效率。可在指定位置正確停止，采用帶電磁制動(dòng)器的伺服電機(jī)，可防止停車時(shí)貨物下降。自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)·分揀系統(tǒng)在自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)中，分揀部和行走部都已越來(lái)越多地采用AC伺服電機(jī)，可實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行以及平穩(wěn)的及加減速。與SCM（供應(yīng)鏈管理）相結(jié)合的自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)·分揀系統(tǒng)從原料采購(gòu)到商品發(fā)送等各個(gè)環(huán)節(jié)，可大大提高物流庫(kù)存管理的效率。22四月20245、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用（在卷材設(shè)備中的應(yīng)用）22四月20245、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用（在食品設(shè)備中的應(yīng)用）22四月20245、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用（在服裝設(shè)備中的應(yīng)用）多頭電腦繡花機(jī)22四月20245、伺服系統(tǒng)的應(yīng)用（在機(jī)床設(shè)備中的應(yīng)用）伺服電動(dòng)機(jī)又稱為執(zhí)行電動(dòng)機(jī)，其功能是把輸入的電壓信號(hào)變換成電機(jī)轉(zhuǎn)軸的角位移或角速度輸出。輸入的電壓信號(hào)又稱為控制信號(hào)或控制電壓，改變控制電壓的大小和電源的極性，就可以改變伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向。其主要特點(diǎn)是，當(dāng)信號(hào)電壓為零時(shí)無(wú)自轉(zhuǎn)現(xiàn)象，轉(zhuǎn)速隨著轉(zhuǎn)矩的增加而勻速下降。任務(wù)導(dǎo)入一、伺服電機(jī)22四月20241．伺服電機(jī)的銘牌和外部結(jié)構(gòu)（a）伺服電機(jī)的銘牌SFS表示中等容量、中等慣性時(shí)間常數(shù)、高轉(zhuǎn)速20代表額定輸出功率為2

000W2表示輸出轉(zhuǎn)速為2

000r/min22四月2024（1）編碼器：位于伺服電動(dòng)機(jī)的背面，主要測(cè)量電動(dòng)機(jī)的實(shí)際速度，并將轉(zhuǎn)速信號(hào)轉(zhuǎn)化為脈沖信號(hào)。（2）編碼器電纜：從伺服電動(dòng)機(jī)背面的編碼器引出一組電纜，主要傳輸測(cè)得的轉(zhuǎn)速信號(hào)，并反饋給控制器進(jìn)行比較。（3）輸入電源線電纜：與電動(dòng)機(jī)內(nèi)部繞組U、V、W連接，還包括一根接地線。伺服電機(jī)主要包括3部分編碼器編碼器電纜輸入電源線電纜（1）伺服電動(dòng)機(jī)的分類

普通直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī)直流力矩電動(dòng)機(jī)兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)刷永磁伺服電動(dòng)機(jī)直線伺服電動(dòng)機(jī)電機(jī)為直線運(yùn)動(dòng)（2）伺服電機(jī)的發(fā)展史自從德國(guó)MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上正式推出MAC永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這標(biāo)志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段。

到20世紀(jì)80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個(gè)伺服裝置市場(chǎng)都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。

到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)科爾摩根和日本三菱、松下及安川等公司。2024/4/22知識(shí)鏈接——伺服電機(jī)生產(chǎn)商1、日本安川電機(jī)制作所推出的小型交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，20世紀(jì)90年代先后推出了新的D系列和R系列，之后又推出M、F、S、H、C、G六個(gè)系列。。其中D系列適用于數(shù)控機(jī)床（最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25～2.8N.m），R系列適用于機(jī)器人（最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，力矩為0.016～0.16N.m）。這樣，只用了幾年時(shí)間形成了八個(gè)系列（功率范圍為0.05～6kW）較完整的體系，滿足了工作機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線機(jī)等的不同需要。2、日本其他廠商，例如：三菱電動(dòng)機(jī)（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機(jī)（SM系列）、大隈鐵工所(BL系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機(jī)（S系列）等眾多廠商也進(jìn)入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)行列。2024/4/22知識(shí)鏈接——伺服電機(jī)生產(chǎn)商3、德國(guó)力士樂(lè)公司（Rexroth）的Indramat分部的MAC系列交流伺服電動(dòng)機(jī)共有7個(gè)機(jī)座號(hào)92個(gè)規(guī)格。4、德國(guó)西門(mén)子（Siemens）公司的IFT5系列三相永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)分為標(biāo)準(zhǔn)型和短型兩大類，共8個(gè)機(jī)座號(hào)98種規(guī)格。據(jù)稱該系列交流伺服電動(dòng)機(jī)與相同輸出力矩的直流伺服電動(dòng)機(jī)IHU系列相比，重量只有后者的1/2，配套的晶體管脈寬調(diào)制驅(qū)動(dòng)器6SC61系列，最多的可供6個(gè)軸的電動(dòng)機(jī)控制。5、德國(guó)博世（BOSCH）公司生產(chǎn)鐵氧體永磁的SD系列（17個(gè)規(guī)格）和稀土永磁的SE系列（8個(gè)規(guī)格）交流伺服電動(dòng)機(jī)和ServodynSM系列的驅(qū)動(dòng)控制器。。2024/4/22知識(shí)鏈接——伺服電機(jī)生產(chǎn)商6、美國(guó)A-B（ALLEN-BRADLEY）公司驅(qū)動(dòng)分部生產(chǎn)1326型鐵氧體永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和1391型交流PWM伺服控制器。電動(dòng)機(jī)包括3個(gè)機(jī)座號(hào)共30個(gè)規(guī)格。7、I.D.（IndustrialDrives）是美國(guó)著名的科爾摩根（Kollmorgen）的工業(yè)驅(qū)動(dòng)分部，自1989年起推出了全新系列設(shè)計(jì)的Goldline永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)，包括B（小慣量）、M（中慣量）和EB（防爆型）三大類，有10、20、40、60、80五種機(jī)座號(hào)，每大類有42個(gè)規(guī)格，全部采用釹鐵硼永磁材料，力矩范圍為0.84～111.2N.m，功率范圍為0.54～15.7kW。配套的驅(qū)動(dòng)器有BDS4（模擬型）、BDS5（數(shù)字型、含位置控制）和SmartDrive（數(shù)字型）三個(gè)系列，最大連續(xù)電流55A。Goldline系列代表了當(dāng)代永磁交流伺服技術(shù)最新水平。寬廣的調(diào)速范圍；機(jī)械特性和調(diào)節(jié)特性均為線性；無(wú)“自轉(zhuǎn)”現(xiàn)象；快速響應(yīng)。

此外，還要求伺服電動(dòng)機(jī)的控制功率小、重量輕、體積小等。（3）

控制系統(tǒng)對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)的基本要求22四月20242．伺服電機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理永磁式交流伺服電機(jī)由定子、轉(zhuǎn)子和編碼器構(gòu)成，如圖

6-3

所示。圖6-3伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)rrggbbNS⊙⊙⊙⊕⊕ACBZYX⊕（1）工作原理當(dāng)定子三相繞組通上交流電源后，就產(chǎn)生一個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，該旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)將以同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)。由于磁極同性相斥，異性相吸與轉(zhuǎn)子的永磁磁極互相吸引，并帶著轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)，因此，轉(zhuǎn)子也將以同步轉(zhuǎn)速n0與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起旋轉(zhuǎn)。當(dāng)轉(zhuǎn)子加上負(fù)載轉(zhuǎn)矩之后，轉(zhuǎn)子磁極軸線將落后定子磁場(chǎng)軸線一個(gè)θ角，隨著負(fù)載增加，θ也隨之增大；負(fù)載減少時(shí)，θ角也減少；只要不超過(guò)一定限度，轉(zhuǎn)子始終跟著定子的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)以恒定的同步轉(zhuǎn)速n0旋轉(zhuǎn)。n=60f/p永磁同步伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)速可用下式表示：改變轉(zhuǎn)子的磁極對(duì)數(shù)或定子繞組的電源頻率，均可改變電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速。永磁同步伺服電動(dòng)機(jī)是通過(guò)改變定子繞組的電源頻率來(lái)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速的。（2）交流伺服電機(jī)的結(jié)構(gòu)交流伺服電動(dòng)機(jī)由定子與轉(zhuǎn)子組成。它的定子分為外定子和內(nèi)定子兩部分，內(nèi)外定子鐵心通常均由硅鋼片疊成。外定子鐵心槽中放置空間互差90°的兩個(gè)繞組：勵(lì)磁繞組和控制繞組。內(nèi)定子鐵心中一般不放繞組，僅作為磁路的一部分，以減少主磁通磁路的磁阻，其結(jié)構(gòu)如圖所示。轉(zhuǎn)子通常做成細(xì)長(zhǎng)型的鼠籠式。勵(lì)磁繞組控制繞組杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)定子外定子Uc~Uf~交流伺服電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)：交流伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式有兩種：高電阻率導(dǎo)條的籠型轉(zhuǎn)子和非磁性空心杯轉(zhuǎn)子。高電阻率導(dǎo)條的籠型轉(zhuǎn)子與普通籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子相似，只是為了減少轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，需做的細(xì)而長(zhǎng)。轉(zhuǎn)子籠的導(dǎo)條和端環(huán)可以采用高電阻率的導(dǎo)電材料（如黃銅、青銅等）制造，也可采用鑄鋁轉(zhuǎn)子。高電阻率導(dǎo)條的籠形轉(zhuǎn)子非磁性空心杯轉(zhuǎn)子采用鋁合金制成的空心杯形轉(zhuǎn)子，杯壁很薄，僅0.2-0.3mm，為了減小磁路的磁阻，要在空心杯形轉(zhuǎn)子內(nèi)放置固定的內(nèi)定子。杯形轉(zhuǎn)子和籠型轉(zhuǎn)子雖然外表形狀看起來(lái)不一樣，但實(shí)質(zhì)上是一樣的，因?yàn)楸无D(zhuǎn)子可以看作是導(dǎo)條數(shù)目非常多、條與條之間緊靠在一起、而兩端自行短路的籠型轉(zhuǎn)子?？招谋无D(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小，反應(yīng)迅速，而且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，因此被廣泛采用。杯形轉(zhuǎn)子圖（3）

編碼器

伺服電動(dòng)機(jī)的編碼器是用來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)速和位置。編碼器主要分為增量編碼器和絕對(duì)值編碼器。5V5V0V0V編碼器

安裝在電機(jī)后端，其轉(zhuǎn)盤(pán)（光柵）與電機(jī)同軸。外形脈沖編碼器的分類和結(jié)構(gòu)脈沖編碼器是一種旋轉(zhuǎn)式脈沖發(fā)生器，能把機(jī)械轉(zhuǎn)角變成電脈沖，可作為位置檢測(cè)和速度檢測(cè)裝置。脈沖編碼器分為：光電式、接觸式和電磁感應(yīng)式。從精度和可靠性方面來(lái)看，光電式脈沖編碼器優(yōu)于其他兩種。脈沖編碼器是一種增量檢測(cè)裝置，它的型號(hào)是由每轉(zhuǎn)發(fā)出的脈沖數(shù)來(lái)區(qū)分。數(shù)控機(jī)床上常用的有：2000P/r、2500P/r和3000P/r等。光電脈沖編碼器結(jié)構(gòu)與工作原理電力電子與電氣傳動(dòng)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院郭艷萍2.伺服電動(dòng)機(jī)的分類

普通直流伺服電動(dòng)機(jī)直流伺服電動(dòng)機(jī)低慣量直流伺服電動(dòng)機(jī)直流力矩電動(dòng)機(jī)兩相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)交流伺服電動(dòng)機(jī)三相感應(yīng)伺服電動(dòng)機(jī)無(wú)刷永磁伺服電動(dòng)機(jī)直線伺服電動(dòng)機(jī)電機(jī)為直線運(yùn)動(dòng)電力電子與電氣傳動(dòng)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院郭艷萍3.伺服電機(jī)的發(fā)展史自從德國(guó)MANNESMANN的Rexroth公司的Indramat分部在1978年漢諾威貿(mào)易博覽會(huì)上正式推出MAC永磁交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，這標(biāo)志著此種新一代交流伺服技術(shù)已進(jìn)入實(shí)用化階段。

到20世紀(jì)80年代中后期，各公司都已有完整的系列產(chǎn)品。整個(gè)伺服裝置市場(chǎng)都轉(zhuǎn)向了交流系統(tǒng)。

到目前為止，高性能的電伺服系統(tǒng)大多采用永磁同步型交流伺服電動(dòng)機(jī)，控制驅(qū)動(dòng)器多采用快速、準(zhǔn)確定位的全數(shù)字位置伺服系統(tǒng)。典型生產(chǎn)廠家如德國(guó)西門(mén)子、美國(guó)科爾摩根和日本三菱、松下及安川等公司。電力電子與電氣傳動(dòng)重慶工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院郭艷萍2024/4/22知識(shí)拓展——伺服電機(jī)生產(chǎn)商1、日本安川電機(jī)制作所推出的小型交流伺服電動(dòng)機(jī)和驅(qū)動(dòng)器，20世紀(jì)90年代先后推出了新的D系列和R系列，之后又推出M、F、S、H、C、G六個(gè)系列。。其中D系列適用于數(shù)控機(jī)床（最高轉(zhuǎn)速為1000r/min，力矩為0.25～2.8N.m），R系列適用于機(jī)器人（最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，力矩為0.016～0.16N.m）。這樣，只用了幾年時(shí)間形成了八個(gè)系列（功率范圍為0.05～6kW）較完整的體系，滿足了工作機(jī)械、搬運(yùn)機(jī)構(gòu)、焊接機(jī)械人、裝配機(jī)器人、電子部件、加工機(jī)械、印刷機(jī)、高速卷繞機(jī)、繞線機(jī)等的不同需要。2、日本其他廠商，例如：三菱電動(dòng)機(jī)（HC-KFS、HC-MFS、HC-SFS、HC-RFS和HC-UFS系列）、東芝精機(jī)（SM系列）、大隈鐵工所(BL系列）、三洋電氣（BL系列）、立石電機(jī)（S系列）等眾多廠商也進(jìn)入了永磁交流伺服系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)行列。

位置控制模式是伺服中最常用的控制方式，它一般是通過(guò)外部輸入脈沖的頻率來(lái)確定伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，通過(guò)脈沖數(shù)來(lái)確定伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，所以一般用于定位裝置。二、伺服驅(qū)動(dòng)器的控制模式圖6-4位置控制模式的組成結(jié)構(gòu)圖

當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器工作在速度控制模式時(shí)，通過(guò)控制輸出電源的頻率來(lái)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行調(diào)速。伺服驅(qū)動(dòng)器無(wú)需輸入脈沖信號(hào)也可以正常工作，故可取消伺服控制器，此時(shí)的伺服驅(qū)動(dòng)器類似于變頻器。2．速度控制模式圖6-5速度控制模式的組成結(jié)構(gòu)圖伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入開(kāi)關(guān)、電位器等輸入的控制信號(hào)，也可以用PLC等控制設(shè)備來(lái)產(chǎn)生。

當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器工作在轉(zhuǎn)矩控制模式時(shí)，通過(guò)外部模擬量輸入控制電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩大小。伺服驅(qū)動(dòng)器無(wú)需輸入脈沖信號(hào)也可以正常工作，故可取消伺服控制器，通過(guò)操作伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入電位器，可以調(diào)節(jié)伺服電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。3．轉(zhuǎn)矩控制模式圖6-6轉(zhuǎn)矩控制模式的組成結(jié)構(gòu)圖伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入信號(hào)可以是開(kāi)關(guān)，也可以由PLC產(chǎn)生2024/4/22三、三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1．銘牌說(shuō)明（1）型號(hào)名稱。圖6-7三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器的型號(hào)（2）銘牌。圖6-8三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器銘牌2．內(nèi)部結(jié)構(gòu)認(rèn)識(shí)主電路控制電路動(dòng)態(tài)制動(dòng)電路使伺服電機(jī)迅速停轉(zhuǎn)2024/4/22四、三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的外部結(jié)構(gòu)輸入輸出連接器編碼器連接器主電路接頭USB通信用連接器2024/4/22五、三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的外圍接線斷路器接觸器交流電抗器噪聲濾波器2024/4/22六、三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的電源及啟停保護(hù)電路緊急停止按鈕在接觸器電路和EM2輸入端子上采用同一個(gè)按鈕，目的是防止伺服驅(qū)動(dòng)器的意外重啟KA故障保護(hù)，一旦故障，切斷伺服的電源2024/4/22任務(wù)實(shí)施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】《三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)》通用電工工具一套按鈕三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)2024/4/22一、三菱伺服驅(qū)動(dòng)器輸入輸出引腳功能認(rèn)識(shí)P：位置控制模式，S：速度控制模式，T：轉(zhuǎn)矩控制模式數(shù)字量輸入端采用雙光電耦合。數(shù)字量輸入引腳和輸出引腳分為漏型輸入和輸出，源型輸入和輸出漏型接線的電流通路各引腳詳細(xì)說(shuō)明見(jiàn)手冊(cè)P52-P54伺服驅(qū)動(dòng)器的接頭引腳功能及內(nèi)部接口電路MR-JE-A伺服驅(qū)動(dòng)器有CN1、CN2、CN3和CNP1共4個(gè)接頭與外部設(shè)備連接。2024/4/22表6-1CN1部分引腳功能分配○：可在出廠狀態(tài)下直接使用的信號(hào)；△：通過(guò)PA04、PD03～PD28的設(shè)置能夠使用的信號(hào)，連接器引腳編號(hào)欄的編號(hào)為初始狀態(tài)時(shí)下的值。2024/4/222024/4/222024/4/222024/4/222024/4/222024/4/222024/4/222024/4/22二、伺服驅(qū)動(dòng)器輸入輸出的接線認(rèn)識(shí)1．?dāng)?shù)字量輸入引腳的接線

伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字量輸入引腳用于輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)，如啟動(dòng)、正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)和停止信號(hào)等。根據(jù)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)輸入引腳的電流方向不同，可分為漏型輸入方式和源型輸入方式，不管采用哪種輸入方式，三菱伺服驅(qū)動(dòng)器都能接受，這是因?yàn)閿?shù)字量引腳內(nèi)部采用雙向光電耦合器。漏型輸入DICOM引腳接24V電源的正極2024/4/22源型輸入DICOM引腳接24V電源的負(fù)極2024/4/22圖6-16伺服驅(qū)動(dòng)器數(shù)字量輸出的接線方式在線圈兩端并聯(lián)一只二極管來(lái)吸收線圈產(chǎn)生的反峰電壓兩種輸出接線方式中，二極管的極性不要接反。2．?dāng)?shù)字量輸出引腳的接線數(shù)字量輸出引腳通過(guò)內(nèi)部三極管的導(dǎo)通與截止來(lái)輸出0、1信號(hào)，能夠驅(qū)動(dòng)指示燈、繼電器或者光耦合器。其輸出接線方式也分為漏型和源型兩種情況2024/4/22圖6-17輸出端接指示燈的接線圖由于指示燈的冷電阻很小，為防止三極管剛導(dǎo)通時(shí)因流過(guò)的電流過(guò)大而損壞，通常需要給指示燈串接一個(gè)限流電阻，以便對(duì)浪涌電流進(jìn)行抑制2024/4/223．脈沖列輸入引腳的接線三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸入有兩種方式：集電極脈沖輸入方式和差動(dòng)脈沖輸入方式。（1）集電極脈沖輸入方式的接線。圖6-18集電極脈沖輸入方式的接線

將伺服驅(qū)動(dòng)器的OPC接到24V電源的正極PP引腳為正轉(zhuǎn)脈沖輸入端NP引腳為反轉(zhuǎn)脈沖輸入端三菱MR-JE系列的伺服驅(qū)動(dòng)器工作在位置控制模式時(shí)，只能接受NPN輸入信號(hào)；脈沖列輸入接口中使用了光耦合器，因此，在脈沖列信號(hào)線上不能連接電阻。允許輸入的脈沖頻率最大為200kHz2024/4/22（2）差動(dòng)脈沖輸入方式的接線。

圖6-19差動(dòng)脈沖輸入方式的接線圖差動(dòng)脈沖輸入方式輸入脈沖的最高頻率為4MHz2024/4/224．模擬量輸入/輸出引腳的接線（1）模擬量輸入。三菱伺服驅(qū)動(dòng)器中模擬量輸入主要是完成速度調(diào)節(jié)、轉(zhuǎn)矩調(diào)節(jié)或速度限制及轉(zhuǎn)矩限制。圖6-20模擬量輸入接線圖在速度控制模式中，其兩端電壓變化范圍為0～10V；在轉(zhuǎn)矩控制模式中其電壓變化范圍為0～8V，但直流電源為15V，大于二者電壓最高值，所以需要電位器RP1分壓，一般情況下RP1及RP2的阻值為2kΩ。2024/4/22（2）模擬量輸出。三菱伺服驅(qū)動(dòng)器中模擬量輸出的主要功能是反映伺服驅(qū)動(dòng)器的狀態(tài)，如電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度、輸入脈沖頻率、輸出轉(zhuǎn)矩等。圖6-21模擬量輸出接線圖模擬量輸出有兩個(gè)通道：MO1和MO22024/4/22三、伺服驅(qū)動(dòng)器的顯示操作與參數(shù)設(shè)置圖6-22伺服驅(qū)動(dòng)器的操作顯示面板2024/4/221．各種模式的顯示與切換表6-2 各種顯示模式及初始畫(huà)面2024/4/222．參數(shù)設(shè)置圖6-23各種模式的顯示與操作2024/4/22圖6-24設(shè)置參數(shù)的操作方法2024/4/22四、伺服電機(jī)的試運(yùn)行（1）首先將單相電源接到伺服驅(qū)動(dòng)器的L1、L3端子上，將伺服編碼器的接口插到CN2上，將24V電源的正極接到DICOM引腳上，24V電源的負(fù)極接到DOCOM的引腳上。合上斷路器的電源開(kāi)關(guān)，顯示報(bào)警信息ALE6.1。（2）用導(dǎo)線將EM2端與DOCOM端相連接，報(bào)警信息清除。使用JOG運(yùn)行時(shí)，需要閉合伺服開(kāi)啟端SON、正轉(zhuǎn)行程終端LSP和反轉(zhuǎn)行程終端LSN，LSP、LSN通過(guò)將PD01設(shè)置為“_C__”，可以進(jìn)行自動(dòng)開(kāi)啟。注意：此時(shí)不要把SON開(kāi)啟，否則圖6-25中第一行會(huì)顯示RD-ON，此時(shí)不能進(jìn)行試運(yùn)行的操作。（3）連續(xù)按2次“MODE”按鍵進(jìn)入診斷畫(huà)面，此時(shí)顯示RD-OF。按照?qǐng)D6-25步驟選擇點(diǎn)動(dòng)運(yùn)行或者無(wú)電機(jī)運(yùn)行。2024/4/22圖6-25試運(yùn)行選擇畫(huà)面（4）JOG試運(yùn)行。在按下“UP”按鍵時(shí)，伺服電機(jī)以200r/min正轉(zhuǎn)，按下“DOWN”按鍵時(shí)，伺服電機(jī)以200r/min反轉(zhuǎn)。松開(kāi)“UP”按鍵或“DOWN”按鍵時(shí)，伺服電機(jī)停止。試運(yùn)行可以的話，至此確認(rèn)電機(jī)編碼線和電機(jī)線連接無(wú)誤。2024/4/22知識(shí)拓展1．日本品牌日系品牌主要有安川YASKAWA、三菱MITSUBSHI、歐姆龍OMRON、富士FUJI、法那科FANUC等。

2．歐美品牌

歐美品牌主要有德國(guó)的西門(mén)子SIEMENS、倫茨Lenze、力士樂(lè)REXROTH、博世BOSCH、百格BERGERLAHR；美國(guó)的AB、GE、Rockwell；瑞士的ABB等。

3．國(guó)產(chǎn)品牌

國(guó)產(chǎn)品牌主要有臺(tái)達(dá)、東元、和利時(shí)、華中數(shù)控、廣州數(shù)控等。2024/4/22任務(wù)6.2伺服電機(jī)的速度控制任務(wù)導(dǎo)入

利用PLC控制伺服驅(qū)動(dòng)器，按下啟動(dòng)按鈕后，先以1

000r/min的速度運(yùn)行10s，接著以800r/min的速度運(yùn)行20s，再以1

500r/min的速度運(yùn)行25s，然后反向以900r/min的速度運(yùn)行30s，85s后重復(fù)上述運(yùn)行過(guò)程。在運(yùn)行過(guò)程中，按下停止按鈕，伺服電機(jī)停止運(yùn)行。這個(gè)任務(wù)需要用伺服驅(qū)動(dòng)器的速度控制模式實(shí)現(xiàn)。2024/4/22相關(guān)知識(shí)一、速度控制模式的接線圖模擬量速度給定方式內(nèi)部速度指令給定方式源型輸入方式ALM故障時(shí)，RA1失電ZSP零速度檢測(cè)伺服電機(jī)速度達(dá)到設(shè)定值附近時(shí)，RA3得電伺服開(kāi)啟，進(jìn)入可運(yùn)行狀態(tài)，RA4得電2024/4/22二、速度控制方式1．模擬速度指令控制方式伺服驅(qū)動(dòng)器通過(guò)VC（模擬速度指令）的加載電壓設(shè)置的速度運(yùn)行，此種方法需要將電位器接在P15R、VC和LG引腳上，將正反轉(zhuǎn)啟動(dòng)開(kāi)關(guān)接在ST1和ST2引腳上，如圖6-28所示。圖6-28模擬速度指令控制方式的接線圖2024/4/22圖6-29給定電壓與轉(zhuǎn)速關(guān)系示意圖伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)分為順時(shí)針和逆時(shí)針，則對(duì)應(yīng)的輸入電壓應(yīng)分為+10V和?10V。在初始設(shè)置下，±10V對(duì)應(yīng)額定轉(zhuǎn)速，±10V時(shí)的轉(zhuǎn)速可以在PC12中進(jìn)行變更。2024/4/22表6-3 速度控制模式下的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向輸入設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向ST2ST1VC（模擬速度指令）+極性0V?極性內(nèi)部速度指令00停止（伺服鎖定）停止（伺服鎖定）停止（伺服鎖定）停止（伺服鎖定）01CCW停止（伺服鎖定）CWCCW10CW停止（伺服鎖定）CCWCW11停止（伺服鎖定）停止（伺服鎖定）停止（伺服鎖定）停止（伺服鎖定）2024/4/22

根據(jù)參數(shù)的安全性和設(shè)置頻率，可將參數(shù)分為基本參數(shù)（PA01～PA31）、增益?過(guò)濾器參數(shù)（PB01～PA64）、擴(kuò)展參數(shù)（PC01～PC80）、輸入輸出設(shè)置參數(shù)（PD01～PD48）。參數(shù)名稱出廠值設(shè)定值說(shuō)明PA01控制模式選擇1

0001

002PA01是控制模式選擇參數(shù)，其設(shè)定位為_(kāi)__x，在x處可以輸入以下數(shù)值：0：位置控制模式1：位置控制模式與速度控制模式2：速度控制模式3：速度控制模式與轉(zhuǎn)矩控制模式4：轉(zhuǎn)矩控制模式5：轉(zhuǎn)矩控制模式與位置控制模式表6-4 模擬速度指令實(shí)現(xiàn)速度控制的參數(shù)設(shè)置2024/4/22參數(shù)名稱出廠值設(shè)定值說(shuō)明PC01加速時(shí)間常數(shù)1

0001

0001

000msPC02減速時(shí)間常數(shù)1

2001

0001

000msPC12模擬速度指令最大轉(zhuǎn)速00對(duì)VC（模擬速度指令）的輸入最大電壓（10V）下的轉(zhuǎn)速進(jìn)行設(shè)置當(dāng)設(shè)置為“0”時(shí)，其將為所連接伺服電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速PD01選擇自動(dòng)開(kāi)啟的輸入信號(hào)00000C00LSP、LSN內(nèi)部自動(dòng)置ONPD03輸入信號(hào)選擇02__02__可以將任意的輸入設(shè)備分配到CN1-15針上。其設(shè)定位為xx__，在x處輸入02，將15針的功能設(shè)定為SON伺服開(kāi)啟功能PD11輸入信號(hào)選擇07__07__CN1-19引腳能夠有任意輸入信號(hào)。速度控制模式時(shí)，其設(shè)定位為xx__，在x處輸入07，將15針的功能設(shè)定為ST1正轉(zhuǎn)啟動(dòng)功能PD13輸入信號(hào)選擇08__08__CN1-41引腳能夠有任意輸入信號(hào)。速度控制模式時(shí)，其設(shè)定位為xx__，在x處輸入08，將41針的功能設(shè)定為ST2反轉(zhuǎn)啟動(dòng)功能PD24輸出信號(hào)選擇000C000CCN1-23引腳能夠有任意輸出信號(hào)。其設(shè)定位為_(kāi)_xx，在x處輸入0C，將23針的功能設(shè)定為ZSP零速度檢測(cè)功能PD25輸出信號(hào)選擇00040004CN1-24引腳能夠有任意輸出信號(hào)。其設(shè)定位為_(kāi)_xx，在x處輸入04，將24針的功能設(shè)定為SA速度到達(dá)功能PD28輸出信號(hào)選擇00020002CN1-49引腳能夠有任意輸出信號(hào)。其設(shè)定位為_(kāi)_xx，在x處輸入02，將49針的功能設(shè)定為RD準(zhǔn)備完成功能2024/4/222．內(nèi)部速度指令的控制方式將伺服驅(qū)動(dòng)器的數(shù)字量輸入引腳設(shè)置為SP1（速度選擇1）、SP2（速度選擇2）及SP3（速度選擇3）的功能，即在PD03～PD20參數(shù)中將其值設(shè)置為20（SP1）、21（SP2）、22（SP3），通過(guò)這3個(gè)輸入引腳的不同組合，就可以控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)7段速（7個(gè)速度設(shè)置在PC05～PC11中）控制圖6-30內(nèi)部速度指令的控制方式接線圖2024/4/22輸入信號(hào)速度指令SP3SP2SP1000VC（模擬速度指令）001PC05（內(nèi)部速度指令1）010PC06（內(nèi)部速度指令2）011PC07（內(nèi)部速度指令3）100PC08（內(nèi)部速度指令4）101PC09（內(nèi)部速度指令5）110PC10（內(nèi)部速度指令6）111PC11（內(nèi)部速度指令7）表6-57段速控制狀態(tài)2024/4/22例6-1

用按鈕和開(kāi)關(guān)控制伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)7段速運(yùn)行，運(yùn)行速度分別為：500r/min、600r/min、700r/min、800r/min、900r/min、1

000r/min、1

100r/min。解：（1）首先按照?qǐng)D6-30接線。（2）參數(shù)設(shè)置。7段速控制的參數(shù)設(shè)置如表6-6所示。參數(shù)名稱出廠值設(shè)定值說(shuō)明PA01控制模式選擇10001002設(shè)置成速度控制模式PC01加速時(shí)間常數(shù)00001000從0r/min開(kāi)始到達(dá)到額定轉(zhuǎn)速的加速時(shí)間，設(shè)置范圍0～50

000msPC02減速時(shí)間常數(shù)00001000從額定轉(zhuǎn)速到0r/min的減速時(shí)間，設(shè)置范圍0～50

000msPC05內(nèi)部速度指令1100500設(shè)定內(nèi)部速度指令的第1速度PC06內(nèi)部速度指令2500600設(shè)定內(nèi)部速度指令的第2速度PC07內(nèi)部速度指令31000700設(shè)定內(nèi)部速度指令的第3速度表6-67段速控制的參數(shù)設(shè)置2024/4/22參數(shù)名稱出廠值設(shè)定值說(shuō)明PC08內(nèi)部速度指令4200800設(shè)定內(nèi)部速度指令的第4速度PC09內(nèi)部速度指令5300900設(shè)定內(nèi)部速度指令的第5速度PC10內(nèi)部速度指令65001000設(shè)定內(nèi)部速度指令的第6速度PC11內(nèi)部指令速度78001100設(shè)定內(nèi)部速度指令的第7速度PD01輸入信號(hào)自動(dòng)ON選擇00000C00LSP、LSN內(nèi)部自動(dòng)置ONPD03輸入信號(hào)選擇02__02__在速度模式把CN1-15腳改成SONPD11輸入信號(hào)選擇07H07__在速度模式把CN1-19腳改成ST1PD13輸入信號(hào)選擇08H20__在速度模式把CN1-41腳改成SP1PD17輸入信號(hào)選擇0AH21__在速度模式把CN1-43腳改成SP2PD19輸入信號(hào)選擇0BH22__在速度模式把CN1-44腳改成SP32024/4/22（3）運(yùn)行操作。①EM2一直閉合，把表6-6中的參數(shù)設(shè)置入伺服驅(qū)動(dòng)器，關(guān)閉電源，重新開(kāi)啟電源，設(shè)置的參數(shù)才能生效。②閉合SON開(kāi)關(guān)，伺服開(kāi)啟。閉合ST1開(kāi)關(guān)，選擇正轉(zhuǎn)。按照表6-5操作SP1、SP2、SP3開(kāi)關(guān)，實(shí)現(xiàn)伺服電機(jī)的7段速運(yùn)行。

EM2（強(qiáng)制停止）、LSP（正轉(zhuǎn)行程末端）、LSN（反轉(zhuǎn)行程末端）必須開(kāi)啟。由于采用源型輸入接口，DICOM接直流24V電源的負(fù)極，DOCOM接24V電源的正極。如果采用漏型輸入接口，DICOM接直流24V電源的正極，DOCOM接24V電源的負(fù)極。

在設(shè)置參數(shù)時(shí)，按表6-6的步驟依次設(shè)置各值，之后，在顯示為r時(shí)，關(guān)閉電源，重新上電。2024/4/22任務(wù)實(shí)施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】《三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)》通用電工工具一套按鈕三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)西門(mén)子PLC2024/4/221．硬件電路圖6-31多段速控制的電路圖由于西門(mén)子PLC的輸出是PNP型，因此伺服驅(qū)動(dòng)器采用源型輸入接線方式注意：必須把PLC輸出端的1M與伺服驅(qū)動(dòng)器的DICOM連接在一起，達(dá)到共地的目的。2024/4/222．參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱出廠值設(shè)定值說(shuō)明PA01控制模式選擇00001002設(shè)置成速度控制模式PC01加速時(shí)間常數(shù)00001000設(shè)置加速時(shí)間為1

000msPC02減速時(shí)間常數(shù)00001000設(shè)置減速時(shí)間為1

000msPC05內(nèi)部速度指令11001000設(shè)定內(nèi)部速度指令的第1速度PC06內(nèi)部速度指令2500800設(shè)定內(nèi)部速度指令的第2速度PC07內(nèi)部速度指令310001500設(shè)定內(nèi)部速度指令的第3速度PC08內(nèi)部速度指令4200900設(shè)定內(nèi)部速度指令的第4速度PD01輸入信號(hào)自動(dòng)ON選擇00000C04SON、LSP、LSN內(nèi)部自動(dòng)置ONPD03輸入信號(hào)選擇02H07__在速度模式把CN1-15腳改成ST1PD11輸入信號(hào)選擇07H08__在速度模式把CN1-19腳改成ST2PD13輸入信號(hào)選擇08H20__在速度模式把CN1-41腳改成SP1PD17輸入信號(hào)選擇0AH21__在速度模式把CN1-43腳改成SP2PD19輸入信號(hào)選擇0BH22__在速度模式把CN1-44腳改成SP3表6-7 伺服電機(jī)的多段速控制參數(shù)設(shè)置表2024/4/223．程序設(shè)計(jì)2024/4/222024/4/22（4）將圖6-32中的程序下載到PLC中。（5）按下啟動(dòng)按鈕SB1（I0.0=1），伺服電機(jī)開(kāi)始以1

000r/min的速度正轉(zhuǎn)運(yùn)行，10s后，以800r/min的速度繼續(xù)正轉(zhuǎn)運(yùn)行20s，接著以1

500r/min的速度運(yùn)行25s，然后以900r/min的速度反轉(zhuǎn)運(yùn)行30s后回到S0.0的狀態(tài)，繼續(xù)下一個(gè)周期的運(yùn)行。按下停止按鈕SB2（I0.1=1），伺服電機(jī)停止。在運(yùn)行過(guò)程中，可以通過(guò)編程軟件上的“程序狀態(tài)監(jiān)控”功能，監(jiān)控PLC的運(yùn)行狀態(tài)。2024/4/22知識(shí)拓展伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)矩控制模式圖6-33轉(zhuǎn)矩控制模式的接線圖0～±8V的電壓漏型輸入接線方式2024/4/221．轉(zhuǎn)矩控制（1）轉(zhuǎn)矩指令與輸出轉(zhuǎn)矩。圖6-34加載電壓與轉(zhuǎn)矩之間的關(guān)系如果電壓較低（?0.05～0.05V）的實(shí)際速度接近限制值，則轉(zhuǎn)矩有可能會(huì)發(fā)生變動(dòng)，此時(shí)需要提高速度限制值。在±8V下產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。另外，±8V輸入時(shí)對(duì)應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩可以在PC13中進(jìn)行變更。2024/4/22輸入設(shè)備旋轉(zhuǎn)方向RS2RS1TC（模擬轉(zhuǎn)矩指令）+極性0V?極性00不輸出轉(zhuǎn)矩不發(fā)生轉(zhuǎn)矩不輸出轉(zhuǎn)矩01CCW（正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)?反轉(zhuǎn)再生）CW（反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)?正轉(zhuǎn)再生）10CW（反轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)?正轉(zhuǎn)再生）CCW（正轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)?反轉(zhuǎn)再生）11不輸出轉(zhuǎn)矩不輸出轉(zhuǎn)矩表6-8 轉(zhuǎn)矩控制模式下的電機(jī)旋轉(zhuǎn)方向2024/4/22（2）模擬轉(zhuǎn)矩指令偏置。在PC38中針對(duì)TC模擬電壓可以進(jìn)行圖6-35所示的?9

999～9

999mV的偏置電壓的相加。圖6-35模擬轉(zhuǎn)矩指令偏置圖2024/4/222．轉(zhuǎn)矩限制

如果設(shè)置PA11（正轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩限制）和PA12（反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩限制），則在運(yùn)行中將會(huì)始終限制最大轉(zhuǎn)矩。3．速度限制受到在PC05（內(nèi)部速度限制1）～PC11（內(nèi)部速度限制7）中設(shè)置的轉(zhuǎn)速或通過(guò)VLA（模擬速度限制）的加載電壓設(shè)置的轉(zhuǎn)速的限制。VLA（模擬速度限制）的加載電壓與伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系如圖6-36所示。圖6-36VLA的加載電壓與轉(zhuǎn)速的關(guān)系2024/4/22任務(wù)6.3伺服電機(jī)的位置控制任務(wù)導(dǎo)入

按下啟動(dòng)按鈕SB1，伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠機(jī)構(gòu)以8

000脈沖/秒的速度沿X軸方向右行，碰到正向限位開(kāi)關(guān)SQ1停止2s，然后伺服電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)絲杠機(jī)械機(jī)構(gòu)沿X軸反向運(yùn)行，碰到反向限位開(kāi)關(guān)SQ2停止5s，接著又向右運(yùn)動(dòng)，如此反復(fù)運(yùn)行，直到按下停止按鈕SB2，伺服電機(jī)停止運(yùn)行。按下手動(dòng)按鈕SB3，伺服電機(jī)以6

000脈沖/秒的速度手動(dòng)運(yùn)行。2024/4/22相關(guān)知識(shí)一、伺服驅(qū)動(dòng)器位置控制接線圖圖6-39漏型輸入、輸出接口的位置控制接線圖輸入指令脈沖串可以采用集電極開(kāi)路輸入方式或差動(dòng)輸入方式兩種EMG、LSP、LSN必須接入常閉觸點(diǎn)輸入脈沖串采用集電極開(kāi)路輸入方式時(shí)，需要將OPC端子接入DC24V的正極。2024/4/22二、脈沖輸入形式表6-9脈沖串輸入形式設(shè)置2024/4/222024/4/22三、定位完成圖6-40定位完成時(shí)序圖INP是定位完成，當(dāng)偏差計(jì)數(shù)器的滯留脈沖在設(shè)置的定位范圍（PA10）以下時(shí)，INP將會(huì)開(kāi)啟。將負(fù)載范圍設(shè)定為很大的值，低速運(yùn)行時(shí)，會(huì)進(jìn)入常通狀態(tài)，INP開(kāi)啟的時(shí)序圖如圖6-40所示。2024/4/22任務(wù)實(shí)施【訓(xùn)練工具、材料和設(shè)備】《三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器手冊(cè)》通用電工工具一套按鈕三菱MR-JE系列伺服驅(qū)動(dòng)器伺服電機(jī)西門(mén)子PLC2024/4/221．硬件電路輸

入輸

出輸入繼電器輸入元件作

用輸出繼電器伺服引腳作

用I0.0SB1啟動(dòng)按鈕Q0.0PP脈沖信號(hào)I0.1SB2停止按鈕Q0.2NP方向控制Q0.2=0，正向Q0.2=1，反向I0.2SA手動(dòng)Q0.3SON伺服開(kāi)啟I0.3SQ1正向限位Q0.4LSP正向限位I0.4SQ2反向限位Q0.5LSN反向限位元件名稱作用EM2急停RESSB3復(fù)位表6-10I/O分配表2024/4/22三菱伺服驅(qū)動(dòng)器的脈沖輸入PP和NP只能接受NPN型的信號(hào)，而西門(mén)子s7-200晶體管輸出型的PLC大多數(shù)是PNP輸出型，為了匹配，這里選擇西門(mén)子新推出的CPU224XPSi的NPN輸出型PLC圖6-41伺服電機(jī)位置控制接線圖脈沖串選擇正邏輯的“脈沖列+方向信號(hào)”運(yùn)行時(shí)應(yīng)將LSP、LSN接通，如果斷開(kāi)，則急停并伺服電機(jī)鎖定2024/4/222．參數(shù)設(shè)置圖6-42電子齒輪比的定義100個(gè)脈沖30100×30=3

000個(gè)2024/4/22假設(shè)一個(gè)伺服電機(jī)帶動(dòng)一個(gè)輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)，伺服電機(jī)每轉(zhuǎn)動(dòng)5圈，輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)1圈，輥?zhàn)拥闹睆綖?20mm，所使用的伺服放大器的編碼器分辨率為131

072pulses/rev，要求PLC每發(fā)送1個(gè)脈沖輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)0.01mm，這時(shí)的電子齒輪比應(yīng)該設(shè)定如下公式所示。2024/4/22表6-11位置控制的參數(shù)設(shè)置參數(shù)名稱出廠值設(shè)定值說(shuō)明PA01控制模式選擇1

0001

000選擇位置控制模式PA06電子齒輪分子116

384設(shè)置為上位機(jī)發(fā)出1

000個(gè)脈沖伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)一周，則PA07電子齒輪分母1125PA13指令脈沖輸入形態(tài)0100h0001h用于選擇脈沖串輸入信號(hào)波形，設(shè)定如下：正邏輯脈沖列+方向信號(hào)PA21功能選擇A-30000h0000h電子齒輪選擇，輸入位x___中的x為0時(shí)，選擇電子齒輪比PD03輸入信號(hào)選擇02h__02在位置模式把CN1-15腳改成SONPD11輸入信號(hào)選擇03h__03在位置模式把CN1-19腳改成RESPD17輸入信號(hào)選擇0Ah__0A在位置模式把CN1-43腳改成LSPPD19輸入信號(hào)選擇0Bh__0B在位置模式把CN1-44腳改成LSN2024/4/223．程序設(shè)計(jì)（1）PTO向?qū)渲?。前三步配置可參考圖5-24、圖5-25、圖5-26，接著按下面步驟進(jìn)行設(shè)置。①設(shè)置最高電機(jī)速度MAX_SPEED和電機(jī)啟動(dòng)/停止速度SS_SPEED。假設(shè)此例中電機(jī)的額定轉(zhuǎn)速為3

000r/min，即50r/s，設(shè)置指令脈沖分辨率為1

000（即PLC控制器向伺服驅(qū)動(dòng)器發(fā)送1

000個(gè)脈沖會(huì)使伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈），因此，設(shè)置最高電機(jī)速度為電機(jī)額定轉(zhuǎn)速即50（r/s）×1

000（Pulses/r）=50

000（Pulses/s），啟動(dòng)/停止速度取其10%，即5

000（Pulses/s）。計(jì)算公式：最高電機(jī)速度（Pulses/s）=電機(jī)額定轉(zhuǎn)速（r/s）×電機(jī)每轉(zhuǎn)一圈所需脈沖數(shù)（Pulses/r）2024/4/22②設(shè)置加速時(shí)間ACCEL_TIME和減速時(shí)間DECEL_TIME均為1

000ms，可參考圖5-28。③運(yùn)動(dòng)包絡(luò)定義。用戶需配置包絡(luò)，參考圖

5-29，單擊“新包絡(luò)”按鈕，出現(xiàn)“運(yùn)動(dòng)包絡(luò)定義”界面，單擊“是”增加一個(gè)新包絡(luò)運(yùn)動(dòng)。如圖6-44所示，選擇“單速連續(xù)旋轉(zhuǎn)”，輸入目標(biāo)速度為8000脈沖/秒。2024/4/22④分配PTO向?qū)Ыㄗh地址，如圖6-45