安川伺服讲座优秀PPT.ppt
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1、安川伺服系统讲座主讲:胡林辅内容提要内容提要一、关于定位限制的学习沟通及伺服系统讲解(伺服电机、一、关于定位限制的学习沟通及伺服系统讲解(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)伺服驱动器结构及工作原理)二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用三、驾驭伺服系统和其他设备的接线方法三、驾驭伺服系统和其他设备的接线方法四、驾驭伺服系统的启动及参数设置(安川伺服)四、驾驭伺服系统的启动及参数设置(安川伺服)五、编写限制程序五、编写限制程序六、对设备进行六、对设备进行 调试调试一、学习沟通定位限制及伺服系统一、学习沟通定位限制及伺服系统定位限制与定位限制方式定位限制应用特
2、别广泛,如机床工作台的臭名远扬以,电梯平层、定处理,立体仓库的操作机取货、送货及各种包装机构输送机械等。和模拟量限制、运动量限制一样定位限制已成为当今自动化技术的一个重要内容。脉冲+方向限制这种限制方式是:一个脉冲输出高速脉冲,脉冲的频率限制运动的速度,脉冲的个数限制运动的位移,另一个脉冲限制运动方向正反向脉冲限制这种限制方式是:通过一个个调整脉冲限制物体的运动,这两个脉冲的频率一样,其中一个为正向脉冲,另一个为反向脉冲与脉冲加方向限制相比,这种方式要战胜两个脉冲输出口,而PLC的调整脉冲输出口原来就比较少,因此这种方式在PLC中很少接受,PLC中接受的大多是脉冲加方向限制方式一、学习沟通定位
3、限制及伺服系统一、学习沟通定位限制及伺服系统双相(双相(A-B)脉冲限制)脉冲限制这种方式也须要两个调整脉冲串,但与正反向脉冲限制方式不同。正反向限这种方式也须要两个调整脉冲串,但与正反向脉冲限制方式不同。正反向限制脉冲在一人只能出现一个方向的脉冲,不能同时出现两个脉冲,而双相制脉冲在一人只能出现一个方向的脉冲,不能同时出现两个脉冲,而双相(A-B)脉冲限制是)脉冲限制是A相和相和B 相脉冲同时输出的,这两个脉冲的频率一样其相脉冲同时输出的,这两个脉冲的频率一样其方向限制是由方向限制是由A相相B相的相位关系确定的,当相的相位关系确定的,当A相超前相超前B相相90度时为正向,当度时为正向,当B相
4、超前相超前A相相90度时为反向度时为反向差动线驱动脉冲限制差动线驱动脉冲限制差动线驱动又称差分线驱动,上面所介绍三种脉冲输出方式在电路结构上不差动线驱动又称差分线驱动,上面所介绍三种脉冲输出方式在电路结构上不管是集电极开路输出还是电压输出电路。春本质上是一种单端输出信号,即管是集电极开路输出还是电压输出电路。春本质上是一种单端输出信号,即脉冲信号的逻辑值是由输出端电压所确定的(信号地线电压为脉冲信号的逻辑值是由输出端电压所确定的(信号地线电压为0).差分信号差分信号也是两根线传输信号但这两个信号的振幅相等,相位相反,称之为差分信号也是两根线传输信号但这两个信号的振幅相等,相位相反,称之为差分信
5、号当差分送到接到上端时,接收端通过这两个信号的差值来推断逻辑值当差分送到接到上端时,接收端通过这两个信号的差值来推断逻辑值0或或1一、学习沟通定位限制及伺服系统一、学习沟通定位限制及伺服系统伺服电机的选用伺服电机的选用伺服电动机的选用比一般电动机困难的多,一般电动机仅需考虑其输出功率、额定转速和爱护安装方式三人方面就可以了,但对伺服电动机来说,除了考虑功率与 转带外,还必需依电动机所驱动的机构特性负载特性而定,假如没有负载特性的数据,就须要依据理论分析的公式进行一系列计算,得出负载的惯量、负载转矩,推算出加速、减速所需转矩,必要时还须要计算停止运动时的保持转矩,最终依据各种转矩来选用合适的伺服
6、电动机。这个计算过程对于初学者并不合适,一种通用的方法就是进行类比,即参考同行业同类型的设备进行负载机构的质量、配置、方式、运动速度等对比,再参考类比设备的电动机型号的各项参数进行初步选择,然后通过试用来确定所选用型号的电动机是否合适,如不合适,带需另选,直到合适为止一、学习沟通定位限制及伺服系统一、学习沟通定位限制及伺服系统脉冲当量脉冲当量伺服定位限制系统用于加工限制时,加工的精度是一个重要的限制指标。例伺服定位限制系统用于加工限制时,加工的精度是一个重要的限制指标。例如在工作患难夫妻直线位移时,其移动距离的精度范围与加工精度休戚相关。如在工作患难夫妻直线位移时,其移动距离的精度范围与加工精
7、度休戚相关。精度范围越小,则加工精度越高。对这种精度范围的衡量用辨别率表示。精度范围越小,则加工精度越高。对这种精度范围的衡量用辨别率表示。什么是脉冲当量?脉冲当量的定义是当限制器输出一个定位限制脉冲时所产什么是脉冲当量?脉冲当量的定义是当限制器输出一个定位限制脉冲时所产生的定位限制移动的位移。对直线运动来说是指移动的距离,对圆周运动生的定位限制移动的位移。对直线运动来说是指移动的距离,对圆周运动 来来说是人转动的角度。脉冲当量说是人转动的角度。脉冲当量 的单位一般接受的单位一般接受um/pls。脉冲当量越小,定位。脉冲当量越小,定位限制的辨别率越高,加工精度也越高那么,一个伺服限制系统的脉冲
8、当量是限制的辨别率越高,加工精度也越高那么,一个伺服限制系统的脉冲当量是如何计算的呢?下面实例加以说明如何计算的呢?下面实例加以说明一、学习沟通定位限制及伺服系统一、学习沟通定位限制及伺服系统例1:限制器PLC输出脉冲为P,丝杠螺距为D,编码器辨别率为Pm,试求该伺服系统的脉冲当量设工作台行程为d,丝杠在输入脉冲数P时转动Ns圈,则有d=D*Ns.设电动机圈数为N,即N=Ns,而电动机圈数为N=P/Pm=d/PD*Ns/P=D*N/PD/P*P/Pm=D/Pm脉冲当量 工作台行程dPLC输出脉冲P=丝杠螺距D电机转动Ns圈PLC输出脉冲P=丝杠螺距D电机设定圈数NPLC输出脉冲P=丝杠螺距DP
9、LC输出脉冲PPLC输出脉冲P编码器辨别率为Pm=丝杠螺距D编码器辨别率为Pm一、学习沟通定位限制及伺服系统一、学习沟通定位限制及伺服系统伺服电机的结构伺服电机的结构伺服电动机的作用是将输入的电压信号(即限制电压)转换成轴上的角位移或伺服电动机的作用是将输入的电压信号(即限制电压)转换成轴上的角位移或角速度输出,在自动限制系统中常作为执行元件,所以伺服电动机又称为执行角速度输出,在自动限制系统中常作为执行元件,所以伺服电动机又称为执行电动机,其最大特点是:有限制电压时转子马上旋转,无限制电压时转子马上电动机,其最大特点是:有限制电压时转子马上旋转,无限制电压时转子马上停转。转轴转向和转速是由限
10、制电压的方向和大小确定的。伺服电动机分为沟停转。转轴转向和转速是由限制电压的方向和大小确定的。伺服电动机分为沟通和直流两大类通和直流两大类一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)沟通伺服电动机在没有限制电压时,气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转沟通伺服电动机在没有限制电压时,气隙中只有励磁绕组产生的脉动磁场,转子上没有启动转矩而静止不动。当有限制电压且限制绕组电流和励磁绕组电流子上没有启动转矩而静止不动。当有限制电压且限制绕组电流和励磁绕组电流不同相时,则在气隙中产生一个旋转磁场并产生电磁转矩,使转子沿旋转磁场不同相
11、时,则在气隙中产生一个旋转磁场并产生电磁转矩,使转子沿旋转磁场的方向旋转。但是对伺服电动机要求不仅是在限制电压作用下就能启动,且电的方向旋转。但是对伺服电动机要求不仅是在限制电压作用下就能启动,且电压消逝后电动机应能马上停转。假如伺服电动机限制电压消逝后像一般单相异压消逝后电动机应能马上停转。假如伺服电动机限制电压消逝后像一般单相异步电动机那样接着转动,则出现失控现象,我们把这种因失控而自行旋转的现步电动机那样接着转动,则出现失控现象,我们把这种因失控而自行旋转的现象称为自转。象称为自转。伺服电机的结构伺服电机的结构一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)一、学习沟通伺服系统
12、(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)伺服电机限制方法伺服电机限制方法可接受下列三种方法来限制伺服电动机的转速凹凸及旋转可接受下列三种方法来限制伺服电动机的转速凹凸及旋转方向。方向。(1)幅值限制)幅值限制 保持限制电压与励磁电压间的相位保持限制电压与励磁电压间的相位差不变,仅变更限制电压的幅值。差不变,仅变更限制电压的幅值。(2)相位限制)相位限制 保持限制电压的幅值不变,仅变更保持限制电压的幅值不变,仅变更限制电压与励磁电压间的相位差。限制电压与励磁电压间的相位差。(3)幅)幅-相限制相限制 同时变更限制电压的幅值和相位。同时变更限制电压的幅值和相位。一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱
13、动器结构及工作原理)一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)交直流伺服电动机的区分交直流伺服电动机的区分直流伺服电动机的缺点:直流伺服电动机的缺点:电刷和换向器易磨损,换向时产生火花,限制转速电刷和换向器易磨损,换向时产生火花,限制转速结构困难,制造困难,成本高结构困难,制造困难,成本高沟通伺服电动机的优点:沟通伺服电动机的优点:结构简洁,成本低廉,转子惯量较直流电机小结构简洁,成本低廉,转子惯量较直流电机小沟通电动机的容量大于直流电动沟通电动机的容量大于直流电动编码器工作原理编码器工作原理编码器(编码器(encoder)是将信号(如)是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换
14、为比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器把角位移或直线式的设备。编码器把角位移或直线位移转换成电信号,前者称为码盘,位移转换成电信号,前者称为码盘,后者称为码尺。依据读出方式编码后者称为码尺。依据读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种;器可以分为接触式和非接触式两种;依据工作原理编码器可分为增量式依据工作原理编码器可分为增量式和确定式两类。和确定式两类。光源透镜码盘转轴光敏元件放大整形透镜脉冲输出1、按码盘的刻孔方式不同分类、按码盘的刻孔方式不同分类(1)增量型:就是每转过单位的角度就发出一个脉冲信号)增量型:就是每转过单
15、位的角度就发出一个脉冲信号(也有发正余弦信号,编码也有发正余弦信号,编码器(图器(图1)然后对其进行细分,斩波出频率更高的脉冲)然后对其进行细分,斩波出频率更高的脉冲),通常为,通常为A相、相、B相、相、Z相输出,相输出,A相、相、B相为相互延迟相为相互延迟1/4周期的脉冲输出,依据延迟关系可以区分正反转,而且通过周期的脉冲输出,依据延迟关系可以区分正反转,而且通过取取A相、相、B相的上升和下降沿可以进行相的上升和下降沿可以进行2或或4倍频;倍频;Z相为单圈脉冲,即每圈发出一个脉相为单圈脉冲,即每圈发出一个脉冲。冲。A脉冲B脉冲Z脉冲电源公共端公共端发光管发光管光电接收管光电接收管转轴放大整形
16、电放大整形电路路(确定值型:就是对应一圈,每个基准的角度发出一个唯一(确定值型:就是对应一圈,每个基准的角度发出一个唯一与该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多与该角度对应二进制的数值,通过外部记圈器件可以进行多个位置的记录和测量。个位置的记录和测量。按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉按信号的输出类型分为:电压输出、集电极开路输出、推拉互补输出和长线驱动输出互补输出和长线驱动输出以编码器机械安装形式分类以编码器机械安装形式分类 有轴型:有轴型又可分为夹紧法兰型、同步法兰型和伺服安装型等。轴套型:轴套型又可分为半空型、全空型和大口径型等。以编码器工作原理可分为:光电
17、式、磁电式和触点电刷式。伺服电机的工作模式伺服系统的工作模式位置模式这三种限制模式中,依据限制要求选择其中的一种或两种模式,当选择两种限制模式时,须要通过外部开关进行选择。速度模式转矩模式一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)位置限制模式位置限制模式是利用上位机产生脉冲来限制伺服电机转动,脉冲的个数确定伺服电机转动的角度(或者是工作台移动的距离),脉冲频率确定电机转速。如数控机床的工作台限制,属于位置限制模式。对伺服驱动器来说,最高可以接收500KHZ的脉冲(差动输入),集电极输入是200KHZ。电机输出的力矩由负载
18、确定,负载越大,电机输入力矩越大,当然不能超出电机的额定负载。急剧的加减速或者过载而造成主电路过流会影响功率器件,因此伺服放大器嵌位电路以限制输出转矩,转矩的限制可以通过模拟量或者参数设置来进行调速。一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)速度限制模式速度限制模式是维持电机的转速保持不变。当负载增大时,电机输出的力矩增大。负载减小时,电机输出的力矩减小。速度限制模式速度的设定可以通过模拟量(010VDC)或通过参数来调整,最多可以设置7速。限制方式和变频器相拟。一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)
19、一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)转矩模式一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)一、学习沟通伺服系统(伺服电机、伺服驱动器结构及工作原理)通过外部模拟量转矩输入指令(DC08V)或参数设置的内部转矩指令可以限制伺服电机的输出转矩。具有速度限制功能(外部或内部设定),可以防止无负载时电机速度过高,本功能可用于张力限制等场合。二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX1s FX1N定位限制功能定位限制功能二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的
20、运用定位限制介绍及定位指令的运用FX1s FX1N定位限制功能定位限制功能二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX2N定位限制功能定位限制功能二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX2N定位限制功能定位限制功能二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX3U定位限制功能定位限制功能FX3U是是FX系例系例PLC中运算速度最快,功能最强大的中运算速度最快,功能最强大的PLC。在定位限制上,。在定位限制上,FX3U的功能特点如下:的功能特点如下:(1)和)和FX1S、FX1N一样,不须要专
21、用的定位限制模块就能完成定位任务。一样,不须要专用的定位限制模块就能完成定位任务。(2)可以独立)可以独立3轴,最大输出轴,最大输出100KHz的脉冲串,与专用适配器的脉冲串,与专用适配器FX3U2HSY-ADP相连可以独立相连可以独立4轴,最大输出轴,最大输出200KHZ的脉冲串。的脉冲串。(3)PLC本身配备有本身配备有8种定位指令和种定位指令和2种脉冲输出指令,可执行种脉冲输出指令,可执行7种定位限制种定位限制运行模式。运行模式。FX3U定位限制功能定位限制功能二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制
22、介绍及定位指令的运用FX3U定位限制功能定位限制功能二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX1S/FX1N/FX2NPLC定位限制相关软元件定位限制相关软元件及内容介绍及内容介绍二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX3U相关特殊数据寄存器相关特殊数据寄存器FX3U相关特殊数据寄存器相关特殊数据寄存器二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX3U相关特殊协助继电器相关特殊协助继电器二、二、FXPLC定位限制介绍及定位指令的运用定位限制介绍及定位指令的运用FX3U相关特殊协助继电器相关
23、特殊协助继电器说明:仅当M8338=OFF时特殊功能模块特殊功能模块BFM读读/写指令写指令指令的名称、助记符、指令代码、操作数和程序步指令的名称、助记符、指令代码、操作数和程序步指令格式指令执行时把K0的特殊模块中以BFM#K5为首址#K6、#K7、#K8的K4个缓冲存储器的内容读到PLC中以D10为首址D10、11、12、13的K4个字元件当中K0特殊模块位置编号,范围特殊模块位置编号,范围0-7K5读出数据的特殊缓冲存储器读出数据的特殊缓冲存储器BFM的首址,范围的首址,范围032767D10BFM数据传送数据传送PLC的存储字元件首址的存储字元件首址K4传送数据个数,范围传送数据个数,
24、范围132767用1#模块BFM#29的位值限制PLC的M10M25继电器的状态。位值为0,M断开,位值为1,M闭合。例:BFM#29中的数值是1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1M25M10M11M12指令的名称、助记符、指令代码、操作数和程序步指令的名称、助记符、指令代码、操作数和程序步BFM写指令写指令T0指令格式当驱动条件成立,PLC中以K1为首址的K1个字元件的内容写入位置编号为K1的特殊模块中以K0为首址的K1个缓冲存储器BFM中K1特殊模块位置编号特殊模块位置编号,范围范围07K0写入数据到特殊模块缓冲存储器写入数据到特殊模块缓冲存储器BFM首址,范围首
25、址,范围032767HH3300写入到写入到BFM数据的字元件存储首址数据的字元件存储首址K1传送数据个数,范围传送数据个数,范围132767例1:把PLC的(D10-D13)4个单元中的内容写入位置编号为0号模块的(BFM#5-BFM#8)个单元中,其对应关系是D10D11D12D13BFM#5BFM#6BFM#7BFM#8例2:这个是TO指令的32位应用,这个K2表示传送4个数据,指令执行功能的含义是把PLC的(D100-D103)单元中的内容复制到位置编号为0#的模块(BFM#5-BFM#8)缓冲存储器中D101 D100 BFM#6 BFM#5 D103 D102 BFM#8 BFM#
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