30天學會交流伺服系統(tǒng)

第1章　伺服系統(tǒng)的工作原理和調(diào)節(jié)原理　1
1.1　伺服系統(tǒng)的工作原理　1
1.1.1　伺服系統(tǒng)的速度控制　2
1.1.2　伺服系統(tǒng)的位置控制　2
1.1.3　伺服驅(qū)動器的其他功能　2
1.2　伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)原理　3
1.2.1　基本概念　3
1.2.2　PID調(diào)節(jié)　3
1.2.3　調(diào)節(jié)實例　4
1.3　相關名詞術語　5
1.4　思考題　5
第2章　伺服系統(tǒng)性能指標　6
2.1　伺服系統(tǒng)的基本性能指標　6
2.2　控制模式性能指標　8
2.2.1　位置控制模式　8
2.2.2　速度控制模式　8
2.2.3　轉(zhuǎn)矩控制模式　8
2.2.4　保護功能　8
2.3　基本功能說明　9
2.4　伺服驅(qū)動器與伺服電機組合使用　10
2.5　思考題　11
第3章　伺服驅(qū)動器輸入/輸出信號的功能　12
3.1　輸入信號　13
3.2　輸入信號說明　14
3.3　輸出信號　17
3.4　輸出信號說明　17
3.5　第2類輸入信號　18
3.6　第2類輸出信號　19
3.7　電源端子　19
3.8　I/O端子使用說明　20
3.8.1　開關量輸入/輸出　20
3.8.2　脈沖輸入　20
3.8.3　脈沖輸出　21
3.8.4　模擬量輸入　22
3.8.5　模擬量輸出　22
3.9　思考題　22
第4章　伺服系統(tǒng)的工作模式及接線　23
4.1　主電源回路/控制電源回路接線　23
4.2　接通電源的步驟　24
4.3　位置控制模式接線圖　24
4.3.1　接線說明　25
4.3.2　信號詳細說明　26
4.4　速度控制模式　29
4.4.1　概述　29
4.4.2　設置　30
4.5　轉(zhuǎn)矩控制模式　31
4.5.1　概述　32
4.5.2　設置　32
4.6　位置—速度控制切換模式　35
4.7　速度—轉(zhuǎn)矩控制工作模式　36
4.8　轉(zhuǎn)矩—位置控制切換模式　36
4.9　報警發(fā)生時的時序圖　37
4.10　帶電磁制動器的伺服電機　38
4.11　接地　41
4.12　思考題　42
第5章　伺服系統(tǒng)的參數(shù)　43
5.1　參數(shù)組的分類　43
5.2　基本參數(shù)　44
5.3　增益及濾波器參數(shù)　52
5.4　速度控制和轉(zhuǎn)矩控制模式使用參數(shù)　61
5.5　關于模擬量監(jiān)控　71
5.6　定義輸入/輸出端子功能的參數(shù)　75
5.7　思考題　80
第6章　伺服系統(tǒng)的啟動及試運行　81
6.1　初次接通電源　81
6.1.1　啟動順序　81
6.1.2　接線檢測　82
6.2　位置控制模式的啟動　84
6.2.1　電源的接通和切斷方法　84
6.2.2　停止　84
6.2.3　試運行　84
6.2.4　參數(shù)設定　85
6.2.5　啟動時的故障排除　85
6.3　速度控制模式的啟動　87
6.3.1　電源接通和切斷方法　87
6.3.2　停止　88
6.3.3　試運行　88
6.3.4　參數(shù)設定　89
6.3.5　開啟時的故障排除　89
6.4　轉(zhuǎn)矩控制模式的啟動　90
6.4.1　電源的接通和切斷方法　90
6.4.2　停止　90
6.4.3　試運行　90
6.4.4　參數(shù)設定　91
6.4.5　啟動時的故障排除　91
6.5　思考題　92
第7章　伺服系統(tǒng)調(diào)試的一般方法　93
7.1　伺服系統(tǒng)調(diào)試的理論基礎　93
7.1.1　伺服系統(tǒng)調(diào)試的三環(huán)理論　93
7.1.2　伺服系統(tǒng)的一般調(diào)節(jié)方法　94
7.1.3　速度控制特性及整定　94
7.1.4　位置控制特性及整定　95
7.1.5　過象限誤差　95
7.2　通用伺服系統(tǒng)的調(diào)節(jié)　96
7.2.1　調(diào)節(jié)模式的選擇　96
7.2.2　各調(diào)節(jié)模式功能概述　97
7.3　自動調(diào)整模式下的調(diào)試方法　99
7.3.1　自動調(diào)整模式1　99
7.3.2　自動調(diào)整模式2　99
7.3.3　自動調(diào)整模式的動作　100
7.3.4　調(diào)試注意事項　100
7.3.5　自動調(diào)整模式的調(diào)整順序　101
7.3.6　伺服系統(tǒng)響應性設置　102
7.4　手動模式的調(diào)試方法　103
7.4.1　速度控制模式的調(diào)整　103
7.4.2　位置控制模式的調(diào)整　105
7.4.3　插補模式的調(diào)整　106
7.5　思考題　107
第8章　振動的類型及消除方法　108
8.1　可能發(fā)生的振動類型　108
8.2　濾波器的設置和使用　109
8.2.1　機械系統(tǒng)共振的處理對策——消振濾波器設置　109
8.2.2　高頻共振的處理對策——高頻消振濾波器的設置　111
8.2.3　滾珠絲杠類振動及處理對策　112
8.2.4　工件振動及支架晃動的處理對策1　113
8.2.5　工件振動及支架晃動的處理對策2　116
8.3　思考題　118
第9章　再生制動及其他功能　119
9.1　再生制動的工作原理　119
9.2　制動部件的技術指標及分類選型　120
9.3　過載保護特性　123
9.4　思考題　124
第10章　QD77運動控制器技術性能綜述　125
10.1　QD77運動控制器的規(guī)格和功能　125
10.2　主要功能和技術名詞解釋　127
10.3　系統(tǒng)配置與配線　127
10.3.1　運動控制器在控制系統(tǒng)中的位置　127
10.3.2　QD77內(nèi)部規(guī)定的輸入/輸出信號　128
10.4　思考題　130
第11章　手動運行和回原點運行　131
11.1　JOG運行　131
11.1.1　JOG運行的定義　131
11.1.2　JOG運行的執(zhí)行步驟　131
11.1.3　JOG運行需要設置的參數(shù)　132
11.1.4　JOG運行的PLC程序的編制　133
11.2　微動運行　134
11.2.1　微動運行的定義　134
11.2.2　微動運行的PLC程序的編制　135
11.3　回原點運行　136
11.3.1　回原點的一般過程和技術術語　136
11.3.2　回原點參數(shù)的設置　137
11.3.3　編制回原點運行的PLC程序　137
11.4　思考題　138
第12章　運動控制器參數(shù)的定義及設置　139
12.1　重要參數(shù)一覽表　139
12.2　參數(shù)的詳細解釋　141
12.2.1　基本參數(shù)1　141
12.2.2　基本參數(shù)2　143
12.2.3　詳細參數(shù)1　144
12.2.4　詳細參數(shù)2　150
12.2.5　回原點參數(shù)　152
12.2.6　回原點詳細參數(shù)　154
12.3　思考題　156
第13章　運動控制器定位數(shù)據(jù)的設置及應用　157
13.1　QD77的定位數(shù)據(jù)　157
13.1.1　點到點的定位流程　157
13.1.2　定位數(shù)據(jù)　158
13.2　定位數(shù)據(jù)的解釋　159
13.2.1　運行模式——Da.1　159
13.2.2　運行指令——Da.2　160
13.2.3　設置加速時間編號——Da.3　162
13.2.4　設置減速時間編號——Da.4　162
13.2.5　設置在兩軸插補運行的對象軸——Da.5　162
13.2.6　設置定位地址/移動量——Da.6　162
13.2.7　設置圓弧地址——Da.7　163
13.2.8　設置指令速度——Da.8　163
13.2.9　設置停留時間/JUMP指令的跳轉(zhuǎn)目標點編號——Da.9　163
13.2.10　設置M代碼/條件數(shù)據(jù)編號/循環(huán)次數(shù)—— Da.10　165
13.3　思考題　166
第14章　運動控制器的運動指令　167
14.1　運動指令一覽表　167
14.2　運動指令詳解　168
14.2.1　1軸直線運動　168
14.2.2　2軸直線插補　170
14.2.3　3軸直線插補　171
14.2.4　4軸直線插補　173
14.2.5　定長進給　173
14.2.6　圓弧插補　176
14.2.7　速度控制　180
14.2.8　速度—位置切換控制　183
14.2.9　位置—速度切換控制　186
14.2.10　更改當前值　188
14.2.11　NOP指令　188
14.2.12　JUMP指令　189
14.2.13　LOOP指令和LEND指令　190
14.3　思考題　191
第15章　高級定位運動控制　192
15.1　高級定位運動控制的定義　192
15.2　運動塊的定義　192
15.3　程序區(qū)的定義　194
15.4　運動塊數(shù)據(jù)的設置　196
15.4.1　啟動數(shù)據(jù)的設置　198
15.4.2　條件數(shù)據(jù)的設置　199
15.4.3　設置樣例　201
15.4.4　多軸同時啟動　202
15.4.5　無條件循環(huán)　203
15.4.6　有條件循環(huán)運行　204
15.5　高級定位的PLC程序編制　205
15.6　思考題　205
第16章　運動控制器的控制指令　206
16.1　系統(tǒng)控制指令　206
16.2　軸運動控制指令　207
16.3　擴展軸控制指令　218
16.4　思考題　219
第17章　對運動控制器工作狀態(tài)的監(jiān)視　220
17.1　系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)視信號　220
17.2　軸運動狀態(tài)監(jiān)視　224
17.3　思考題　233
第18章　手輪運行控制　234
18.1　手輪運行模式概述　234
18.2　常用手輪的技術規(guī)格　234
18.2.1　常用手輪的分類　234
18.2.2　技術規(guī)格　235
18.2.3　手輪技術術語的說明　236
18.3　手輪與控制器的連接　239
18.3.1　運動控制器的接口　239
18.3.2　與手輪相關的各針腳的定義　239
18.3.3　差分型手輪的連接　240
18.3.4　集電極開路型手輪的連接　240
18.3.5　接線示例　241
18.4　手輪脈沖的移動量　242
18.5　手輪運行執(zhí)行步驟　242
18.5.1　基本步驟　242
18.5.2　手輪運行必須使用的參數(shù)　243
18.5.3　手輪運行啟動條件　244
18.6　編制手輪運行的PLC程序　245
18.7　思考題　247
第19章　運動控制器的輔助功能　248
19.1　輔助功能一覽表　248
19.2　回原點輔助功能　249
19.2.1　任意位置回原點功能　249
19.2.2　原點移位調(diào)整功能　251
19.3　用于補償控制的功能　252
19.3.1　反向間隙補償功能　252
19.3.2　行程補償功能（調(diào)整電子齒輪比）　253
19.3.3　連續(xù)軌跡運行的減振功能　254
19.4　限制功能　254
19.4.1　速度限制功能　255
19.4.2　轉(zhuǎn)矩限制功能　255
19.4.3　軟限位　257
19.4.4　硬限位　259
19.4.5　緊急停止功能　261
19.5　更改控制內(nèi)容的功能　262
19.5.1　速度更改功能　262
19.5.2　速度倍率調(diào)節(jié)功能　265
19.5.3　轉(zhuǎn)矩更改功能　266
19.5.4　目標位置更改功能　267
19.6　絕對位置系統(tǒng)　269
19.7　其他功能　271
19.7.1　單步運行　271
19.7.2　中斷跳越功能　272
19.7.3　M指令　273
19.7.4　示教功能　275
19.8　思考題　277
第20章　PLC程序編制　278
20.1　為什么要編制PLC程序　278
20.2　編制PLC程序前的準備工作　278
20.3　編制PLC程序的流程　284
20.3.1　程序結(jié)構(gòu)　284
20.3.2　設置參數(shù)和定位數(shù)據(jù)的PLC程序模塊　285
20.3.3　初始化程序　285
20.3.4　常規(guī)工作程序　286
20.3.5　輔助功能程序　287
20.4　PLC程序的詳細分段解釋　288
20.4.1　工作模式的選擇　288
20.4.2　JOG模式　289
20.4.3　手輪模式　290
20.4.4　回原點模式　291
20.4.5　自動模式運行　292
20.4.6　M指令的處理方法　294
20.4.7　速度倍率　294
20.4.8　單步運行模式　295
20.4.9　跳越運行　296
20.4.10　示教運行模式　296
20.4.11　連續(xù)運行中的中斷停止　297
20.4.12　重啟　297
20.4.13　改變目標位置值　298
20.4.14　更改轉(zhuǎn)矩　298
20.4.15　初始化程序　299
20.5　思考題　302
第21章　運動控制器回原點模式綜述及其應用　303
21.1　回原點模式技術術語的說明　303
21.2　DOG1型回原點模式　303
21.3　DOG2型回原點模式　304
21.4　DOG+設置數(shù)據(jù)1型回原點模式　305
21.5　DOG+設置數(shù)據(jù)2型回原點模式　306
21.6　DOG+設置數(shù)據(jù)3型回原點模式　307
21.7　絕對原點設置模式1　308
21.8　絕對原點設置模式2　308
21.9　長擋塊+DOG開關回原點模式1　309
21.10　長擋塊+DOG開關回原點模式2　309
21.11　長擋塊+DOG開關回原點模式3　310
21.12　長擋塊+DOG開關回原點模式4　310
21.13　阻擋型回原點模式1　311
21.14　阻擋型回原點模式2　312
21.15　限位開關型回原點模式　312
21.16　思考題　313
第22章　交流伺服系統(tǒng)在旋轉(zhuǎn)滾筒機床上的應用　314
22.1　旋轉(zhuǎn)滾筒機床的運動控制要求　314
22.2　控制系統(tǒng)的配置　315
22.3　運動控制方案的制定　316
22.3.1　基本剛性坐標系　316
22.3.2　旋轉(zhuǎn)排架動態(tài)位置的確認　316
22.3.3　定位程序的處理　317
22.4　滾筒機床的回原點的特殊處理　319
22.4.1　滾筒機床設置原點的要求　319
22.4.2　計數(shù)型回原點方式　319
22.4.3　原點位移調(diào)整功能的使用　320
22.5　環(huán)形運動機械的行程限制　321
22.6　伺服電機調(diào)整的若干問題　323
22.6.1　伺服電機上電后出現(xiàn)強烈抖動　323
22.6.2　伺服電機上電和斷電時負載突然墜落　324
22.6.3　伺服電機定位時靜態(tài)扭矩不足　324
22.6.4　全部加載后性能有明顯變化　325
22.7　思考題　325
第23章　大型印刷機多軸同步控制系統(tǒng)的設計及伺服系統(tǒng)調(diào)試　326
23.1　項目要求及主控制系統(tǒng)方案　326
23.1.1　項目要求　326
23.1.2　主控制系統(tǒng)方案　326
23.2　同步控制設計方案　327
23.3　伺服系統(tǒng)調(diào)試　328
23.3.1　同步運行精度超標　328
23.3.2　對伺服電機工作參數(shù)的調(diào)整　329
23.4　對系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷和改善　331
23.4.1　機械減速比的影響　331
23.4.2　改變機械系統(tǒng)減速比提高系統(tǒng)穩(wěn)定性　332
23.5　思考題　332
第24章　伺服壓力機壓力限制保護技術開發(fā)　333
24.1　壓力機控制系統(tǒng)的構(gòu)成及壓力控制要求　333
24.2　壓力機工作壓力與伺服電機轉(zhuǎn)矩的關系　334
24.3　實時轉(zhuǎn)矩控制方案　334
24.3.1　實時轉(zhuǎn)矩值的讀取　334
24.3.2　實際自動工作狀態(tài)轉(zhuǎn)矩值測試　335
24.3.3　實時轉(zhuǎn)矩控制的PLC程序　336
24.4　轉(zhuǎn)矩限制方案　336
24.4.1　作為控制指令的轉(zhuǎn)矩限制指令　336
24.4.2　使用轉(zhuǎn)矩限制指令的若干問題　337
24.4.3　關于報警　338
24.5　思考題　338
第25章　變頻器實現(xiàn)定位運行的方法　339
25.1　硬件配置要求及定位精度　339
25.2　FR-A7AP定位卡的安裝與接線　339
25.3　變頻器參數(shù)設定　340
25.4　定位過程　342
25.4.1　在運行過程中的定位　342
25.4.2　從停止狀態(tài)執(zhí)行定位運行　343
25.4.3　連續(xù)多點定位　343
25.4.4　關于定位原點的確定方法　343
25.4.5　關于編碼器脈沖的4倍頻　343
25.5　思考題　344
第26章　變頻器伺服運行技術開發(fā)　345
26.1　硬件的要求　345
26.2　FR-A7NS SSCNET通信卡的技術規(guī)格及使用　346
26.3　變頻器相關參數(shù)設置　348
26.4　運動控制器系統(tǒng)構(gòu)成及設置　348
26.5　運動程序編制　349
26.5.1　回原點　350
26.5.2　定位　350
26.6　虛模式下的同步運行　350
26.7　注意事項　351
26.8　關于變頻器定位精度的計算　352
26.9　思考題　352
第27章　基于簡易運動控制器的專用機床控制系統(tǒng)開發(fā)　353
27.1　項目背景　353
27.2　控制系統(tǒng)方案及配置　353
27.3　基于1PG的自動程序編制　354
27.4　絕對位置檢測系統(tǒng)的建立　355
27.5　定位不準的問題及其解決方法　356
27.5.1　定位不準的現(xiàn)象　356
27.5.2　解決問題的方法　356
27.6　思考題　358
第28章　PLC位置控制系統(tǒng)中的手輪應用　359
28.1　FX PLC使用手輪理論上的可能性　359
28.2　PLC程序的處理　360
28.2.1　手輪的輸入信號　360
28.2.2　對手輪運行模式下啟動信號的處理　361
28.2.3　提高PLC處理速度響應性的方法　361
28.3　思考題　362
第29章　伺服壓力機的伺服電機選型及壓力測試方法　363
29.1　伺服電機選型的原則和計算　363
29.2　壓力機工作壓力的測定　365
29.2.1　測試對象的基本參數(shù)　365
29.2.2　伺服電機最大轉(zhuǎn)矩測試　366
29.2.3　行程—轉(zhuǎn)矩測試　367
29.2.4　實際自動工作狀態(tài)數(shù)據(jù)測試　367
29.3　思考題　368
第30章　交流伺服系統(tǒng)在薄膜分切生產(chǎn)線上的應用　369
30.1　項目綜述　369
30.2　各工步工作流程　369
30.3　控制方案　370
30.4　控制系統(tǒng)硬件配置　371
30.5　PLC程序結(jié)構(gòu)　372
30.6　張力控制過程　373
30.7　思考題　376
參考文獻　377