运动控制系统基础优秀PPT.ppt
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1、(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.1RAU 2010运运动动限制基限制基础础(Motion&ICM)(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.2课程内容课程内容1.什么是运动限制系统什么是运动限制系统2.运动限制产品运动限制产品 3.设计和开发软件设计和开发软件 4.运动限制中的机电融合运动限制
2、中的机电融合(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.3课程内容课程内容1.什么是运动限制系统什么是运动限制系统(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.4什么是运动限制系统?什么是运动限制系统?您可能会常常听到下面这些名词Servo Motor伺服电机伺服电机Servo Drive驱动器驱动器Actu
3、ator&Transmission Stage执行和传动机构执行和传动机构Motor Current电机电流电机电流Motor Voltage电机电压电机电压Motion Controller运动限制器运动限制器Motion Controller Software运动限制软件运动限制软件Overtravel Switch行程限位行程限位Home Switch回零回零Brake抱闸抱闸LoadTableMovementPositive Overtravel Limit SwitchHome Limit SwitchNegative Overtravel Limit SwitchTransmiss
4、ion StageMachineryMotor with FeedbackBallscrew举例举例举例举例(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.6运动限制系统的硬件组成运动限制系统的硬件组成各类限制器各类限制器单片机单片机运动限制器运动限制器PLC工业工业PC编程软件编程软件伺服参数软件伺服参数软件接口网络接口网络RS232/422/485DeviceNetSercosEtherNet伺服电机伺服电机同步旋转电机同步旋转电机步进电机步进电机直
5、线电机直线电机负载反馈负载反馈编码器编码器光栅尺光栅尺传动机构传动机构同步带同步带减速机减速机链条链条丝杠、导轨丝杠、导轨驱动器驱动器直流驱动直流驱动沟通驱动沟通驱动干脆驱动干脆驱动被移动的被移动的机械设备机械设备带反馈和运带反馈和运动动I/O的马达的马达马达驱动单元马达驱动单元智能限制器智能限制器编程和操作编程和操作接口软件接口软件(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.7伺服电机和伺服电机和反馈反馈负载负载承载平台承载平台运动运动给定信号给定
6、信号 电机电电机电源源位置反馈位置反馈位置反馈位置反馈伺服伺服驱动器驱动器运动限制器运动限制器正向行程限位正向行程限位回零限位回零限位反向行程限位反向行程限位传动机构传动机构机械设备机械设备运控软件运控软件丝杠丝杠运动限制系统的组成运动限制系统的组成运动限制系统的组成运动限制系统的组成阴影部分说明白主要的运动限制系统的组成。通过这个简洁的直线运动设备,阴影部分说明白主要的运动限制系统的组成。通过这个简洁的直线运动设备,阴影部分说明白主要的运动限制系统的组成。通过这个简洁的直线运动设备,阴影部分说明白主要的运动限制系统的组成。通过这个简洁的直线运动设备,我们将说明各个部分细微环节。我们将说明各个
7、部分细微环节。我们将说明各个部分细微环节。我们将说明各个部分细微环节。Actuators 执行机构执行机构 在这个例子中,将旋转运动转换成直线运动。典型在这个例子中,将旋转运动转换成直线运动。典型的是滚珠丝杠。当电机旋转,丝杠的旋转会带动负载的移动。电机的旋转的是滚珠丝杠。当电机旋转,丝杠的旋转会带动负载的移动。电机的旋转方向确定了负载移动的方向。方向确定了负载移动的方向。Transmission Stages 传动机构传动机构-电机通常不干脆和负载相连,而是通过传电机通常不干脆和负载相连,而是通过传动机构连接,用来匹配之间的转速、惯量和扭矩的匹配。典型为同步带、动机构连接,用来匹配之间的转速
8、、惯量和扭矩的匹配。典型为同步带、齿轮等。齿轮等。LoadTableMovementPositive Overtravel Limit SwitchHome Limit SwitchNegative Overtravel Limit SwitchTransmission StageMachineryMotor with FeedbackBallscrew运动执行和传动机构运动执行和传动机构运动执行和传动机构运动执行和传动机构(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights
9、reserved.9Motor with FeedbackCommand Signal Motor PowerPosition FeedbackPosition FeedbackServoDriveMotion ControllerMotion SoftwareServo Motors伺服电机伺服电机 将电能转将电能转换成旋转运动。通常的伺服电机换成旋转运动。通常的伺服电机带有反馈装置,将位置值返回给带有反馈装置,将位置值返回给运动限制系统。运动限制系统。伺服电机伺服电机伺服电机伺服电机Servo MotorServo Motor(Confidential For Internal Use O
10、nly)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.10Motor with FeedbackMotor PowerServoDriveServo Motor Feedback Servo Motor Feedback 伺服电机反馈设备通常安装在电机上,用来供应实际位置伺服电机反馈设备通常安装在电机上,用来供应实际位置伺服电机反馈设备通常安装在电机上,用来供应实际位置伺服电机反馈设备通常安装在电机上,用来供应实际位置反馈给限制器,以确保位置精度。反馈类型的选择则取决于实际应用和用户需求。反馈给限制器,以确保位置精度。反馈
11、类型的选择则取决于实际应用和用户需求。反馈给限制器,以确保位置精度。反馈类型的选择则取决于实际应用和用户需求。反馈给限制器,以确保位置精度。反馈类型的选择则取决于实际应用和用户需求。目前有很多不同的反馈检测技术和产品可供选择。目前有很多不同的反馈检测技术和产品可供选择。目前有很多不同的反馈检测技术和产品可供选择。目前有很多不同的反馈检测技术和产品可供选择。Feedback Types EncodersAbsolute(Maintain Axis Position when power is lost)Incremental(Lose Axis Position when power is lo
12、st)Resolvers(very rugged)Stegmann Hyperface(Absolute Encoder with high resolution feedback)Position FeedbackPosition Feedback To Motion Controller伺服电机伺服电机伺服电机伺服电机反馈的概念反馈的概念反馈的概念反馈的概念(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.11MassMotor with Feedba
13、ckMotor PowerPosition FeedbackServoDriveGravityMotor BrakeMechanical Brake OptionVertical Application伺服电机可以选择带有抱闸装伺服电机可以选择带有抱闸装伺服电机可以选择带有抱闸装伺服电机可以选择带有抱闸装置。例如在垂直负载应用中,置。例如在垂直负载应用中,置。例如在垂直负载应用中,置。例如在垂直负载应用中,为了防止在电机失电的状况下为了防止在电机失电的状况下为了防止在电机失电的状况下为了防止在电机失电的状况下自由落体状况的发生。自由落体状况的发生。自由落体状况的发生。自由落体状况的发生。通常,
14、在抱闸线圈通电的时候,通常,在抱闸线圈通电的时候,通常,在抱闸线圈通电的时候,通常,在抱闸线圈通电的时候,弹簧压紧,抱闸处于打开状态;弹簧压紧,抱闸处于打开状态;弹簧压紧,抱闸处于打开状态;弹簧压紧,抱闸处于打开状态;而当电机失电,抱闸在弹簧作而当电机失电,抱闸在弹簧作而当电机失电,抱闸在弹簧作而当电机失电,抱闸在弹簧作用下关闭,防止轴的坠落。用下关闭,防止轴的坠落。用下关闭,防止轴的坠落。用下关闭,防止轴的坠落。在其他须要的场合,也须要运在其他须要的场合,也须要运在其他须要的场合,也须要运在其他须要的场合,也须要运用抱闸电机。用抱闸电机。用抱闸电机。用抱闸电机。伺服电机伺服电机伺服电机伺服电
15、机抱闸的概念抱闸的概念抱闸的概念抱闸的概念(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.12Motor with FeedbackCommand Signal Motor PowerPosition FeedbackPosition FeedbackServoDriveMotion ControllerMotion Software Servo Drives Servo Drives 伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动 接受运动限制器的指令信号,限制接受
16、运动限制器的指令信号,限制接受运动限制器的指令信号,限制接受运动限制器的指令信号,限制电机所供应的速度和扭矩(电流),要完成这些,驱动器须电机所供应的速度和扭矩(电流),要完成这些,驱动器须电机所供应的速度和扭矩(电流),要完成这些,驱动器须电机所供应的速度和扭矩(电流),要完成这些,驱动器须要将主进线电能转换成电机所须要的电压和电流,以完成营要将主进线电能转换成电机所须要的电压和电流,以完成营要将主进线电能转换成电机所须要的电压和电流,以完成营要将主进线电能转换成电机所须要的电压和电流,以完成营工限制要求。工限制要求。工限制要求。工限制要求。Plant Power伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服
17、驱动Servo DriveServo Drive(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.13Motor with FeedbackMotor Power(3 phase)Motor CurrentMotor Voltage115VAC230VAC460VACServoDriveServo Drives Servo Drives 伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动 主要限制主要限制主要限制主要限制 2 2 个电机参数个电机参数个电机参数个电机参数Mo
18、tor Current Motor Current 电流电流电流电流(3-phase)(3-phase)和电机输出扭矩成和电机输出扭矩成和电机输出扭矩成和电机输出扭矩成正比正比正比正比Motor Voltage(3-phase)Motor Voltage(3-phase)和电机转速成正比和电机转速成正比和电机转速成正比和电机转速成正比Typical Servo Drive Line Voltage100-240VAC(Single Phase)100-240VAC(3-Phase)230-480VAC(3-Phase)伺服驱动伺服驱动伺服驱动伺服驱动Servo DriveServo Drive
19、(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.14Motor with FeedbackCommand Signal Motor PowerPosition FeedbackPosition FeedbackServoDriveMotion ControllerMotion SoftwareMotion Controller Motion Controller 运动限制器运动限制器运动限制器运动限制器 是系统的大脑,主要有如是系统的大脑,主要有如是系统
20、的大脑,主要有如是系统的大脑,主要有如下下下下 3 3 个主要功能:个主要功能:个主要功能:个主要功能:存储和执行运动程序存储和执行运动程序限制运动限制运动存贮配置参数存贮配置参数运动限制器运动限制器运动限制器运动限制器(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.15课程内容课程内容2.运动限制产品运动限制产品(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,
21、Inc.All rights reserved.16单体伺服驱动解决方案单体伺服驱动解决方案 基于基于PTO 脉冲控制的解决方案脉冲控制的解决方案TLY Motorsor MLX 1100/1400Pulse+DirectionPanelview ComponentK3Serial/EIP Class3K3-Modbus-RTU Config.,StatusK300-EIP for Config/Status K 300MPx MotorsIndex 运动解决方案运动解决方案RS485,Modbus-RTUK3 IndexerPanelview ComponentTLYPVP/U3K Inde
22、xerRS232/KepServerMPxPVC/K3 Indexer-ModBusIndex Drives(No PLC)PVC/MLX/K3 Indexer-ModBus RTUTLYIndex Drives with ModBus PVC/MLX/K 300 Indexer EIP Class3EIPMPxPVPc/L23/K 300 Indexer-EIP Class 1EIPMPxIndex Drives with Ethernet/IP PVP/MLX/Ultra3k Indexer-DNDNMPxDNMPxPVP/MLX/Ultra3k Indexer-DNIndex Drive
23、s with DeviceNet(Confidential For Internal Use Only)Copyright 2007 Rockwell Automation,Inc.All rights reserved.17集成运动限制解决方案集成运动限制解决方案 Torque:0.096 to 607 NMControlLogix/M08SE/M16SE,8 axisUltra 3K SE Kinetix 2000 Kinetix 6000/6200CompactLogix L43 (2,3&4 axis)CompactLogix L45 (upto 8 axis)SERCOSEtherN
24、etI/PHMI TLY MotorsMPx MotorsHPK MotorsLogixSERCOS DrivesKinetix Integrated Motion Linear ActuatorsLinear MotorsKinetix 7000*IA Motion Differentiators 1)Single CPU(Logix)for PLC/Safety and Motion applications including Kinematics2)Single programming package(RSLogix5000)(for PLC/Motion applications a
25、nd also for all Logix controllers,Tag based addressing,Alias addressing and program data scoping,Auto creation of structures(easier to install/program/maintain)3)SERCOS-simplifies wiring,more noise immunity,long controller to drive distance,easier diagnostics and maintenance,integration of drive par
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