《菱伺服系统》PPT课件.ppt

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1、1,产品介绍,三菱通用伺服系统,菱电自动化,2,控制器,伺服放大器,伺服马达,菱电自动化,伺服系统的构成,运动控制(位置控制),驱动器和电机,MR-H-AN,MR-J2S-AMR-J2-A,FX PLC,10GM,20GM,GPP,PC,1PG,MR-H-BN,MR-J2S-BMR-J2-B,SSCNET,SSCNET,伺服系统结构框图,MR-H-KBN4,MR-H-KAN4,MR-C-A,MR-J2-Jr-A,人机界面,HMI,运动控制器(最大 32轴),A/Q 系列 PLC,FX系列PLC,控制(I/O),模拟量信号,脉冲串,定位模块,AD75P1-P3QD75P1-P4,AD75M、A1

2、SD75M,定位模块,FX PLC,4,上位控制系统三菱电机产品,单轴控制 FX系列：FX-10GM，FX2N-10GM，FX2N-1PG AnS系列：A1SD70，A1SD75P1-S3 A系列：AD75P1，AD75M1，AD70 Q系列：QD75P1，QD75M1，QD75D1,FX2N-10GM,FX 2N-1PG,菱电自动化,5,上位控制系统三菱电机产品,2轴控制FX系列：FX1S/FX1N系列PLC，FX-20GM，FX2N-20GMAnS系列：A1SD71，A1SD75P2A系列：AD71，AD72，AD75P2，AD75M2Q系列：QD75P2，QD75D2，QD75M23轴系

3、列AnS系列：A1SD75P3A系列：AD75P3，AD75M3,FX2N-20GM,A1SD71,菱电自动化,6,上位控制系统三菱电机产品,4轴及以上系列控制PLC模块：QD75P4，QD75M4 QD70P4，QD70P8运动控制器：A171SH，A172SH A173UH，A273UH运动控制CPU：Q172CPU，Q173CPU,菱电自动化,7,上位控制系统其他供应商产品,工控机运动控制卡/器其他家PLC产品数控产品其他脉冲发生器其他模拟量信号源,菱电自动化,8,脉冲串定位系统框图,PLC 定位单元,伺服放大器(包括位置环),伺服马达,*日本最常用的模式*易于产品支持*高位置环增益(半

4、闭环),其它控制器,编码器反馈,9,三菱电机伺服放大器,10,50W-55KW模型自适应控制在线自调整方式串行指令系统(-HB)单轴位置控制器(-HAC)CE标志,UL认证,30W-7KW和MR-J2系列兼容高响应速度17位ABS编码器RS232C/RS422通讯接口丰富的软件功能全闭环系统（开发中）,30W-400W取代步进电机位置控制模型自适应控制在线自调整方式100V单相输入(-CA1)CE标志,UL认证,伺服放大器介绍,MR-H,MR-J2S,MR-C,菱电自动化,MR-J2,(w),10 30 50,MR-J2,Super,MR-HAN,MR-J2-Jr,DC24V,MR-H-KN4

5、 400V,50W,MR-C,7KW,A:位置/速度/转矩B:SSCNET总线性C:1 单轴位控内置型,MR-J2-Super-高级自动调整功能-机械分析功能-增益搜寻功能-机械模拟功能等.,性能,伺服放大器,容量,HC-MF(S)(50-750W)HA-FF(50-600W)3000rpmHC-KF(S)(50-750W),HC-SF(S)(0.5-7kW)HA-SH(0.5-7kW)1000rpm/2000rpm/3000rpm,HC-AQ(10-30w)3000rpm,55KW,扁平型,小容量型,超小容量型,中大容量,低惯量,HC-RF(S)(1-5kW)3000rpmHA-LH(11-

6、22kW)2000rpm,中容量,中惯量型,额定功率,伺服电机,13,HC-KF(S)低惯量电机(新增的伺服电机系列),轻载/无负载机械传输带,食品包装,印刷机械电机尺寸和 HC-MF(S)相同,但转动惯量要大45倍,MELSERVO 伺服电机-I,小容量系列,HC-AQ超小型MR-J2-jr,系列 适用伺服放大器 额定速度(rpm)最高速度(rpm)容量范围(w)输出转矩分辨率.(p/r)应用举例,HC-PQ超低惯量型MR-C,HC-MF/MFS超低惯量型MR-J2/HMR-J2S,HC-KFS低惯量型MR-J2S,HA-FF低惯量型MR-J2,3000 5000/4200 10,20,30

7、W 0.030.1 8192 超小型机器手臂,半导体设备,小型工作台等。,3000 4500 30,50,100W 0.11.3 4000 半导体设备,200,400W 元器件装配线,替代步进电机等。,3000 4500 50,100,200W 0.162.4 8192(MF)半导体设备,标签打印机 400,750W 131072(MFS)高频 X-Y轴工作台,纺织机械等。,3000 4500 50,100,200W 0.161.3 131072 半导体设备,400W,750W 小型机器人,食品包装机械等。,3000 4500 50,100,200W 0.161.9 8192 X-Y轴工作台,

8、包装机械,300,400,600W 食品机械,旋转工作台,工具机械等。,串行通讯绝对编码器(除 AQ外),MELSERVO 伺服电机-II,中大容量系列,HC-SF/SFS中惯量MR-J2/HMR-J2S,HC-RF/RFS低惯量MR-J2/HMR-J2S,HC-UF/UFS扁平型MR-J2/HMR-J2S,HC-LH-K大容量 200VMR-H,HC-LF-K大容量 400VMR-H4,3000 4500 1,1.5,2,3.5,5kw 3.1815.9 16384(RF)高频传输机械 131072(RFS)各种包装机械等。,2000 3000/2500 0.75,1.5,2kw 3.582

9、3.9 16384(UF)各种机械手,3.5,5kw 131072(UFS)传输机械，3000 4500 100w,200w 0.321.3 8192(UF)食品包装机械,400w,750w 131072(UFS)卷取/张力设备，等。,1000 1500/1200 0.85,1.2,2,3kw 8.1228.6 16384(SF)传输机械,机器人,2000 3000/2000 0.5,1,1.5,2kw 2.3933.4 131072(SFS)卷取/张力设备，3.5,5,7kw X-Y&Z 轴工作台，3000 3000 0.5,1,1.5,2,3.5kw 1.5911.1 工具机械等。,200

10、0 2000 0.5,1,1.5,2,3kw 2.39105 16384 注塑机械,5,7,11,15,22kw 各种半导体设备,大型传输机械,2000 2000 30,37,45,55kw 143263 挤压送料机，1kw7kw 开发中 堆垛起重机，等。,IP65,IP65,IP65,IP44,也可提供带电磁抱闸、减速机及特殊键槽的电机。,系列 适用伺服放大器 额定速度(rpm)最高速度(rpm)容量范围(w)输出转矩分辨率.(p/r)应用举例,16,伺服马达体积的减小,HC-M(S),W 电机例,17,0.5 kW,263,145,1.0kW,120,223,减小,减小,HA,HC-SF(

11、S)和 HA-SE 马达的体积比较,减小电机体积,传统的方法,新方法,需更大的空间和绕组,高密度绕组,成型和 制模,减小空间,编码器等,高密度 绕组,模块化高度集成,钕铁磁材料,磁场密度,电流密度,其它技术,伺服电机的高密度绕线技术,19,接线(16线线）高可靠性串行通讯长寿命编码器电缆与伺服编码器的ID校验高精度：13位-17位编码器信息位置,速度,磁极位置,绝对位置是否有齿轮及抱闸超温报警功能电机ID号,串行编码器的特性,20,4096P/rev,8192P/rev,16384P/rev,ABS,串 行 通 讯,INC,131072P/rev,分辨率,HA-SE,HA-SF,HA-SFS,

12、1000K,100K,10K,1K,高性能&高精度 编码器技术,菱电自动化,21,20%,40%,17位(131072)ABS,13位(8192)ABS,现在产品,以前产品,尺寸,编码器尺寸的减小,22,模型自适应控制和在线自动调整,(1)实际速度/转矩给定来自于理想模型的高增益输出值 高增益并减小响应时间实际负载可不受理想模型的影响.(2)使得有可能通过在线自调整达到最优增益值,C,C,S,S,增益1,增益1,M,M,增益2,增益2,负载,调节,负载,计算基于理想模型的增益,理想模型,P,P,参考值,此部分包括一些传统的控制环PI 控制,特性,23,MR-J2-Super系列,菱电自动化,2

13、4,基本传动指标的提高-频率响应速度,编码器分辨率 容易使用,减少调试时间-伺服电机系列的扩充-高级实时自动调整抑制控制器-振动抑制滤波器,自适应振动,MR-J2S系列主要特点,菱电自动化,25,包括机械在内的全方位支持-模型自适应控制-机械分析功能,机械模拟软件-增益搜寻和MR-J2系列的兼容性-增加防振等级(X,Y:5G)-提高IP等级(IP65)-可驱动原有电机-外形尺寸,安装接线和参数兼容,MR-J2S系列主要特点,26,速度频率响应,550Hz400Hz300Hz200Hz,Hz,1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002,J2-Super,J2,J,J2-

14、K32,响应速度,dB,-3db,550Hz,J2-SUPER,45o,27,定位调整时间,调整时间,指令脉冲,滞留脉冲,由于速度频率响应的提高,大大缩短了定位调整时间,28,新型振动抑制滤波器,根据机械共振频率设置 抑制频率和幅度 可设定两个抑制频率,频率,振动抑制滤波器,抑制频率,菱电自动化,29,自动调谐性能提高,在加速和减速转矩较小时或垂直、摩擦较大时，自动调整到最佳值,菱电自动化,30,自适应振动抑制控制,自动地实时检测机械的共振频率并调整滤波器参数抑制范围在150500Hz以内的共振频率,时间,启动自适应振动抑制控制,菱电自动化,31,机械分析功能,机械共振频率检测完成,手工设定对

15、应的抑制频率和幅度,检测机械共振频率,菱电自动化,32,定位调整时间,指令,滞留脉冲,定位完毕信号,2,3,4,?,1,自动找出 最优的增益值,设定结果,增益搜寻功能,找出最优的增益值,13,14,15,17,频率,10,11,12,16,18,增益,增益,33,伺服设置软件 SETUP71,34,机械模拟软件,35,基于个人电脑的容量选择软件,Windows 95/98,36,通讯接口,RS232-C,RS422,RS232C/RS422Converter unit,37,和 MR-J2 系列的比较,38,三菱电机运动控制器,PLC 控制,运动控制器,集运动控制和PLC控制于一体，实现高性能

16、的运动控制。,菱电自动化,39,运动控制器的结构,运动控制器产品系列,A171S/SH(4轴)A172SH(8轴)A173/273UH(32 轴),集成PLC控制器,PLC控制,运动控制处理器,SSCNET,传感器等,变频器,其它PLC网络(PROFIBUS等),伺服放大器,PLC 总线,伺服电机,双端口RAM,40,Q series 运动 CPU 通过 SSCNET网络(Servo System Control NETwork)控制伺服马达减少安装时间;减少接线能够访问放大器进行 参数设置 131,072 pulses/rev.高速控制 最大 10Mpps高功能绝对系统,转矩控制,同步,直线

17、/圆弧插补等高可靠性SSCNET 兼容运动控制模块(开发中)Q172/173CPU:8/32 轴,0.8ms 最大控制周期QD75M1/2/4:1/2/4轴,3.5ms 最大控制周期,运动控制型CPU,菱电自动化,41,SSCNET 位置系统框图,通过 PC编程，监控,MELSEC PLC,SSCNET 接线简单 高速传输 伺服数据,MELSECNET10CC-LINK,Siemens,AB 等PLC 使用各种现场总线的PLC模块,SSCNET 卡,SSCNET 卡,运动控制器,菱电自动化,42,传统解决方案,QD75M4 轴/模块,Q173CPU32 轴/模块,SSCNET 解决方案,SSC

18、NET,菱电自动化,43,OS分类及应用范围,SV13：适用于搬运机，注塑 机，涂装机等；SV22：适用于同步控制，食 品包装机等；SV43：适用于机械周边工具 的加工等；SV51：专用机械手使用。,SV22应用实例,菱电自动化,44,伺服放大器选型,MR-J2S-10 A 1-,系列名称：MR-C/J2S/H,放大器容量,A：标准型B：SSCNET型C：单轴定位内置型,无：标准型，EN兼容UL：UL兼容,无：三相200V 1：单相100V,菱电自动化,45,伺服电机选型,HC-MF053S-,电机系列：HA/HC,使用串行绝对/增量编码器,B:电磁抱闸无：不带抱闸,无：不带GBG1：一般用G

19、2：高精度,HC-MF，HA-FF系列：,HC-SF，RF，UF系列：,菱电自动化,46,MR-J2-JR系列,功率范围：1030W,DC24V电源供电,12,47,内置定位功能的伺服放大器实时自动调整自动调整增益值模型自适应电机型号自动识别自动识别所驱动的电机操作简便仅用4个键进行测试运行、监视和参数设定监视功能允许显示9个参数的状态能记住过去3次报警的内容,MR-C系列,菱电自动化,48,功能特点：宽广功率范围（最大到22KW）RISC结构处理器，响应速度更快伺服电机自带绝对位置编码器可提供三相380V输入伺服系统4行13字的LCD显示面板内置RS232通信口具有实时自动调整功能,MR-H

20、系列,菱电自动化,49,MR-H-TN系列与CC-link 兼容的伺服放大器 内置定位控制功能，位置和速度数据可通过CC-LINK发送 启动、停止和监控可通过CC-LINK进行 很容易建立一个分布式的AC伺服控制系统,MR-H系列,菱电自动化,50,应 用 领 域,食品包装印刷造纸机械物料处理 注塑机半导体制造 CD-R/DVD装填机械 机床,菱电自动化,51,应用实例 X-Y 工作台,使用器件：伺服电机：HC-KFS 伺服驱动器：MR-J2S 2轴定位模块：AD75 或其它,用PLC控制，执行一个高速、高精度的两轴定位程序，控制两个伺服电机驱动工作台的X-Y轴定位。,菱电自动化,52,应用实

21、例 输送系统（垂直输送）,使用器件：伺服电机(带制动器)：HC-SFS-B 伺服驱动器：MR-J2S 制动电阻选件：MR-RB 定位单元：FX-1GM,由FX-1GM定位模块的程序控制升降机的传送定位。使用带有电磁制动器的伺服电机以防止突然失电时负载掉落。,53,应用实例 印刷机械,使用器件：伺服电机：超低惯量电机 HC-KFS HC-PQ 伺服驱动器：MR-J2S MR-C MR-H控制器：任意,非常适用于需要高速度，高响应和高频率运行的表格印刷机和标签打印机的定位控制。,54,应用实例 纺织机械,使用器件：伺服电机：超低惯量电机 HC-KFS HC-PQ 伺服驱动器：MR-J2S MR-C

22、 MR-H控制器：任意,特别适用于针织机，刺绣机、落筒机和洗熨机的定位控制。,菱电自动化,55,应用实例 高频率传送机械,使用器件：伺服电机：HC-RFS，KFS HA-LH伺服驱动器：MR-J2S MR-H控制器：任意,适用于包装机械需要低惯量和中容量伺服，可大大提高生产效率。,菱电自动化,56,应用实例 高频率传送机械,卷饶和张力控制设备转矩控制（张力控制）使用器件：伺服电机：HC-SFS HC-LH 伺服驱动器：MR-J2S MR-H 张力传感器：LX-TC或其他 张力控制器：LE-MC或其它,结合用于转矩控制的伺服系统，张力检测器和张力控制器，可在卷饶薄型材料时控制张力。,菱电自动化,57,Changes for the Better,菱电自动化,