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三菱伺服马达调机步骤



三菱伺服馬達調機步驟
本文以 Mitsubishi 泛用型 AC servo motor 為安裝對象,介紹安裝 及調整步驟。

1. 安裝

圖 1 馬達安裝接線圖

1

馬達與 Driver 接線圖如圖 1 所示 安裝與調機時接線請參照此接 , 線圖,第一次啟動馬達運轉時,請確認連接是否正確。

2. 信號與配線
在位置控制模式下,Driver 標準接線圖如圖 2 所示。根據 Driver 與控制器連轉接板接線表需按表 1 連接,以確保控制命令與回受訊 號能正確的送出與接收。

2

圖 2 Driver 控制訊號線接線圖 表 1 接線腳位列表 CN1A 3M 20PIN 前接頭 絕緣體色 1. 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 隔離網 前接頭 絕緣體色 1 2 3 5 6 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 隔離網 剝線 備 註 LG NP PP LZ LA LB CR COM SG OPC NG PG OP LZR LAR LBR INP RD SD 備 註 LG VC VDD SON TLC PC TL SG P15R TLA COM RES SG LSP LSN ALM ZSP SD A6:P1 D25PIN (公) 後接頭 絕緣體色 2 15 10 11 12 18 21.7.4 1 14 23 24 25 13 後接頭 絕緣體色 5 17 6 剝線 剝線 備 註

P1B P1A 1C 1A 1B +24v FGND /P1B /P1A /1C /1A /1B FG 備 註 AGND DACO SERON

CN1B 3M 20PIN 剝線

21.7.4 18 21.7.4 21.7.4 21.7.4 19 13

FGND +24v FGND FGND FGND ALARM FG

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3. 參數介紹
Mitsubishi 泛用型 AC servo motor 可設定之參數大致可分為三個 部份,分別是基本參數、擴張參數Ⅰ、擴張參數Ⅱ: 3.1. 基本參數 基本參數共有 20 個,其內容如表 2 所示。
表 2 基本參數 編號 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 名稱 控制模式選擇回升選配 機能選擇 手動、自動調諧機能 電子齒輪(指令脈波倍率分子) 電子齒輪(指令脈波倍率分母) 位置到達確認範圍 位置控制增益 1 位置控制指令加減速度常數 內部速度指令 1 SC1 內部速度常數 1 內部速度指令 2 SC2 內部速度常數 2 內部速度指令 3 SC3 內部速度常數 3 STA 速度加速常數 STB 速度減速常數 STC S 型加速度常數 TQC 轉矩指令常數 *SNO 通訊局號設定 *BPS 通訊 Baud rate 選擇 MOD 類比監控輸出選擇 *DMD 狀態表示 *BLK 參數讀寫設定 簡稱 *STY *OP1 ATU CMX CDV INP PG1 PST 控制模式 P.S.T P.S.T P.S P P P P P S T S T S T S.T S.T S.T T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T 初始值 0000 0002 0105 1 1 100 35 3 100 100 500 500 1000 1000 0 0 0 0 0 0000 0100 0000 0000 單位

pulse rad/s ms r/min r/min r/min r/min r/min r/min ms ms ms ms 局

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3.2. 擴張參數Ⅰ 擴張參數Ⅰ共有 30 個,其內容如表 3 所示。
表 3 擴張參數Ⅰ 編號 20 21 22 23 24 25 簡稱 *OP2 *OP3 *OP4 FFC ZSP VCM 名稱 機能選擇 2 機能選擇 3 機能選擇 4 前饋增益 零速度 類比速度指令最大迴轉速度 類比速度限制最大迴轉速度 類比轉矩指令最大出力 檢出器出力脈波 內部轉矩限制 1 類比速度指令 OFFSET 類比速度限制 OFFSET 類比轉矩指令 OFFSET 類比轉矩限制 OFFSET 類比監控 CH1 OFFSET 類比監控 CH2 OFFSET 電磁剎車時序控制 對伺服馬達的負載貫量比 位置控制增益 2 速度控制增益 1 速度控制增益 2 速度積分補償 速度微分補償 預備 輸入訊號自動 ON 選擇 輸入訊號選擇 1 輸入訊號選擇 2(CH1B-5PIN) 輸入訊號選擇 3(CH1B-14PIN) 輸入訊號選擇 4(CH1A-8PIN) 輸入訊號選擇 5(CH1B-7PIN) 輸入訊號選擇 6(CH1B-8PIN) 輸入訊號選擇 7(CH1B-9PIN) 輸出訊號選擇 1 控制模式 P.S.T P P.S.T P P.S.T S T T P.S.T P.S.T S T T S P.S.T P.S.T P.S.T P.S P P.S P.S P.S P.S P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T 初始值 0000 0000 0000 0 50 0 0 100 4000 100 0 0 0 0 100 70 35 177 817 48 980 0 0000 0003 0111 0222 0665 0770 0883 0994 0000 單位

26 TLC 27 *ENR 28 TL1 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 VCO TLO MO1 MO2 MBR GD2 PG2 VG1 VG2 VIC VDC *DIA *DI1 *DI2 *DI3 *DI4 *DI5 *DI6 *DI7 *DO1

% r/min (r/min) (r/min) % pulse % mV mV mV mV mV mV ms 0.1 倍 rad/s rad/s rad/s ms

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3.3. 擴張參數Ⅱ 擴張參數Ⅱ共有 27 個,其內容如表 4 所示。
表 4 擴張參數 編號 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 名稱 預備 *OP6 機能選擇 6 預備 *OP8 機能選擇 8 *OP9 機能選擇 9 *OPA 機能選擇 A SIC 串列通訊逾時選擇 預備 NH1 機械共振抑制濾波器 1 NH2 機械共侲抑制濾波器 2 LPF Low-Pass 濾波器適應制振控制 GD2B 對伺服馬達的負載貫量比 2 PG2B 位置控制增益 2 變更比率 VG2B 速度控制增益 2 變更比率 VICP 速度積分補償增益 2 變更比率 *CPD 增益切換選擇 CDS 增益切換條件 CDT 增益切換常數 預備 CMX2 指令脈波倍率因子 2 CMX3 指令脈波倍率因子 3 CMX4 指令脈波倍率因子 4 內部速度指令 4 SC4 內部速度常數 4 內部速度指令 5 SC5 內部速度常數 5 內部速度指令 6 SC6 內部速度常數 6 內部速度指令 7 SC7 內部速度常數 7 TL2 內部轉矩限制 2 簡稱 控制模式 P.S.T P.S.T P.S.T P P.S.T P.S.T P.S.T P.S.T P.S P P.S P.S P.S P.S P.S P P P S T S T S T S T P.S.T 初始值 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0 10 0000 0000 0000 70 100 100 100 0000 10 1 0 1 1 1 200 300 500 800 100 單位

s

0.1 倍 % % % ms

r/min r/min r/min r/min %

4. 基本運轉操作
目前完成了安裝與線路連接,若要啟動馬達使其試運轉則還有一 些基本參數待設定,根據下列順序一一調整至適應值。

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A. 參數 19:首先需將所有參數設定在可讀寫之狀態下,將參數 19 設 定為(000E),如此便可對所有參數進行修改。 B. 參數 0:在位置控制模式下,視回生電阻使用狀況(通常不使用), 參數 0 建議設定為(0000)。 C. 參數 1:機能選擇參數,一般使用增量系統,無剎車訊號時,使用 初始設定值(0002)。 D. 電子齒輪比:齒輪比設定使用參數 3(CMX)及參數 4(CDV),一般 計算如(式 1)、(式 2)所示,先決定機器之最小移動量,根據機構設 計可求出每轉所需送出之 pulse 數 f1 (式 1),再搭配馬達之解析能 力 , 利 用 ( 式 2) 可 求 得 電 子 齒 輪 比 。 電 子 齒 輪 比 設 定 範 圍 為
1 CMX ≤ ≤ 500 。 50 CDV

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f1 =

Pb × n ?l0

(式 1)

Pb :滾珠螺桿導程。

n :減速齒輪比。
?l 0 :每個 pulse 移動量(max resolution)。

f1 :每轉輸入指令脈波

f 2 = f1

CMX CDV

(式 2)

f 2 :馬達編碼器每轉之解析能力 131072(pulse/rev)
CMX :電子齒輪分子 CDV :電子齒輪分母

E. 參數 21:指定控制器輸入 Driver 之指令型態,可設定脈波型態及 脈波讀取之正負邏輯(參考圖 3) 我們控制器所送出之 pulse 為 A/B 。 phase,因此 Driver 須設為讀取 A/B phase 訊號,且為正邏輯。

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圖 3 脈波及邏輯型態

F. 參數 27:設定 Driver 回授至控制器每轉之脈波數或是分週比之數 值(由參數 54 決定)。若參數 54 設為 A/B phase 脈波,則實際輸出 值為設定值之 1/4 倍。
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G. 參數 54:設定指令脈波迴轉方向、檢出器脈波迴轉方向及檢出器 輸出選擇,即改變馬達正逆轉方向、回授訊號正逆轉方向與檢出 器輸出訊號為脈波或是分週比。 經過上述基本設定後 機器在 Servo on 之狀況下應該就能夠做各 , 軸之運動,但是請注意!一開始啟動馬達時請先以慢速及較小之位移 量來運動,因為需確認馬達運轉方向及電子齒輪比設定是否正確,以 防止過極限或暴衝之情形發生。 試運轉時,有可能發生以下幾個問題: A. 馬達運轉方向錯誤:請由控制器伺服參數 0116 或 Driver 參數 54 來修改。 B. 運動距離與指令距離不正確:請確認電子齒輪比設定是否正確。 C. 編碼器回授訊號方向或數值錯誤:請由馬達參數 27 與 54 來修改。

5. 位置控制基本調機流程
當馬達運轉正確後,我們便可以針對機械特性及運轉需求來調整 馬達的性能,Mitsubishi 泛用型 AC servo motor 可使用馬達廠商所提 供的調機專用軟體及 Notebook 做即時的參數讀取與調整。

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5.1. 自動調諧機能 三菱伺服馬達提供自動調機功能之參數(NO.2),在一般使用環境 中,馬達調整之程序如圖 4 所示。
START
兩軸同動之補間 模式,PG1須設為 相同

2軸以上的補間
NO

YES

補間模式

自動調諧模式1

此模式只能自動 改變答應性,首先 請使用此模式調 整

OK?

OK?
此模式可自訂負 載慣量比,其餘與 自動模式1相同

YES

自動調諧模式2

OK?

NO
自動模式無法滿 足時,可手動調整 PG1,VG2,VIC三個 參數

手動調諧模式1
YES

OK?
NO YES
所有參數手動調 整

手動調諧模式2
YES NO

END

圖 4 馬達 GAIN 調整程序

建議先由完全自動調整,取得各參數之概略值如圖 5,如果需要
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進一步做細部調整,再使用手動設定微調各參數值。手動調整時,位 置控制模式下,所需調整的參數如表 5 所示,而調整之程序如表 6 所 示。

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自動調 諧機能 反覆加減速

負載慣量比是否安定

NO

自動調諧機能不足 (慣量比推定困難) YES

YES 參數2設定為(020?)固 定慣量比 NO 無震動下調整最高之 答應性

負載慣量比是否安定

NO

YES END 手動模式

圖 5 自動調機流程

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表 5 位置控制手動調整參數 編號 參數 NO.6 參數 NO.34 參數 NO.37 參數 NO.38 簡稱 PG1 GD2 VG2 VIC 說明 位置控制 GAIN1 負載慣量比 速度控制 GAIN2 速度積分補償

表 6 手動調整參數流程 順序 1 2 3 4 5 6 操作 內容 位置控制 GAIN1(NO.6)設小 速度控制 GAIN2(NO.37)在不發生震動及異 速度控制 GAIN 設大 音情況下盡量設大。 速度積分補償(NO.38)在不發生震動及異音 速度積分補償時間設小 情況下盡量設小。 位置控制 GAIN1(NO.6)盡可能設大 位置控制 GAIN 設大 檢視機械震動分析結果,加入共振率波,以 抑制機械共振 提昇答應性。 觀察整定時間及運轉特性,作微調設定。 微調

5.2. 機械共振抑制 三菱伺服馬達提供機械共振分析及震動抑制濾波器,機械共振分 析可使用三菱所附加之調機軟體,由其找到機械共振點(參考用),針 對此共振點可使用參數 58、參數 59 機械共振抑制濾波器來做適應制 振控制。經共振抑制後,理論上機械答應性便可在向上提昇。但是共 振頻率在 150~500Hz 以外則無效。

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