运动控制器与交流伺服系统的调试和应用

前言

第1章迅猛发展的运动控制器与交流伺服系统技术1

11什么是运动控制和运动控制器1

12通用型运动控制器1

121通用型运动控制器的分类1

122通用型运动控制器具备的功能2

123运动控制器系统的构成3

13运动控制器应用领域和发展趋势3

14运动控制器是工业自动化领域新的潮流和支柱5

15我国运动控制器行业的市场规模6

16焊接生产线控制系统的解决方案6

161焊接生产线的工作要求6

162解决方案7

第2章运动控制器技术性能及选型9

21QD77运动控制器技术规格和功能9

22主要功能和技术名词解释11

第3章运动控制器安装配线及外部信号连接12

31系统配置与配线12

311运动控制器在控制系统中的位置12

312QD77内部规定的输入/输出信号13

32运动控制器与PLC CPU之间的输入/输出信号14

321输入信号14

322输出信号16

33与外部设备的接口18

331外部信号18

332输入信号19

第4章运动控制器的参数23

41参数23

42参数的详细解释26

421基本参数126

422基本参数227

423详细参数128

424详细参数233

425回原点参数136

426回原点参数237

第5章运动控制器的基本定位运动控制39

51QD77的定位数据39

511点到点的定位流程39

512定位数据的内容存放和设置40

52对定位数据的解释41

521运行模式——Da141

522运动指令——Da242

523加速时间编号——Da343

524减速时间编号——Da443

525设置在2轴插补运行的“对方轴”——Da543

526设置定位地址/移动量——Da643

527设置圆弧地址——Da744

528设置指令速度——Da844

529设置停留时间或JUMP指令的跳转目标点——Da944

5210设置M指令/条件数据编号/循环执行次数——Da1045

53定位数据的使用要点46

第6章运动控制器的运动控制型指令47

61运动指令47

62运动指令详解48

6211轴直线控制48

6222轴直线插补49

6233轴直线插补51

6244轴直线插补52

625定长进给53

626圆弧插补55

627速度控制59

628速度/位置切换控制62

629位置/速度切换控制65

6210更改当前值65

6211NOP指令66

6212JUMP指令66

6213LOOP指令和LEND指令68

63运动指令的简明分类69

第7章运动控制器的高级运动控制70

71高级运动控制的定义70

72运动块的定义70

73程序区的定义72

74运动块数据的设置74

741启动数据的设置76

742条件数据的设置77

743设置样例79

744多轴同时启动80

745无条件循环81

746有条件循环81

75高级定位的PLC程序编制82

第8章运动控制器的功能型控制指令84

81系统控制指令84

82轴运动控制指令85

83扩展轴控制指令97

第9章运动控制器的工作状态监视接口98

91系统状态的监视信号98

92轴运动状态的监视信号102

第10章回原点及点动模式112

101JOG运行112

1011JOG运行的定义112

1012JOG运行的执行步骤112

1013JOG运行所需要设置的参数114

1014JOG运行的PLC程序的编制115

102微动运行116

1021微动运行的定义116

1022微动运行的PLC程序的编制117

103回原点运行118

1031回原点的一般过程和技术术语118

1032回原点参数的设置119

1033编制回原点的PLC程序120

第11章手轮模式121

111手轮模式概述121

112常用手轮的技术规格121

1121技术规格122

1122对手轮技术术语的说明123

113手轮与控制器的连接126

1131运动控制器的接口126

1132与手轮相关的各引脚定义126

1133差分型手轮的连接126

1134集电极开路型手轮的连接127

1135接线示例128

114手轮脉冲的移动量129

115手轮运行执行步骤129

1151基本步骤129

1152手轮运行必须使用的参数130

1153手轮运行的启动条件130

116编制手轮运行的PLC程序132

第12章自动模式134

121自动模式的选择设置工作流程134

122指令设置135

123参数设置136

124编制自动模式的PLC程序137

第13章运动控制器的辅助功能139

131辅助功能概述139

132回原点辅助功能140

1321任意位置回原点功能140

1322原点移位调整功能142

133用于补偿控制的功能144

1331反向间隙补偿功能144

1332行程补偿功能（调整电子齿轮比）144

1333连续轨迹运行的减振功能145

134限制功能145

1341速度限制功能146

1342转矩限制功能146

1343软限位148

1344硬限位150

1345紧急停止功能152

135更改控制内容的功能153

1351速度更改功能153

1352速度倍率调节功能155

1353转矩更改功能156

1354目标位置更改功能157

136绝对位置检测系统160

137其他功能161

1371单步运行161

1372中断跳越功能162

1373M指令163

1374示教功能165

第14章编制运动控制器相关的PLC程序168

141为什么要编制PLC程序168

142编制PLC程序前的准备工作168

143编制PLC程序的流程174

1431程序结构174

1432设置参数和定位数据的PLC程序模块175

1433初始化程序175

1434常规工作程序176

1435辅助功能程序176

144对PLC程序的详细分段解释177

1441工作模式选择177

1442JOG模式178

1443手轮模式178

1444回原点模式179

1445自动模式181

1446M指令的处理方法182

1447速度倍率183

1448单步运行183

1449跳越运行185

14410示教运行185

14411连续运行中的中断停止186

14412重启186

14413改变目标位置值187

14414更改转矩187

14415初始化程序187

第15章伺服系统的技术规格及选型192

151伺服系统的基本性能指标192

152控制模式及性能指标194

1521位置控制模式194

1522速度控制模式194

1523转矩控制模式194

1524保护功能194

153基本功能说明194

154伺服驱动器与伺服电动机组合使用196

第16章伺服系统连接及配线197

161主电源回路/控制电源回路接线197

162接通电源的步骤198

163位置控制模式接线图199

1631接线说明199

1632信号详细说明200

164速度控制模式202

1641概述202

1642设置203

165转矩控制模式205

1651概述205

1652设置206

166位置/速度切换控制工作模式208

167速度/转矩切换控制工作模式209

168转矩/位置切换控制工作模式210

169报警发生时的时序图210

1610带电磁制动器的伺服电动机210

1611接地214

第17章伺服驱动器输入/输出信号及配线216

171输入信号216

172输入信号的详细说明218

173输出信号221

174输出信号的详细说明222

175第2类输入信号223

176第2类输出信号224

177电源端子224

178I/O端子使用详细说明224

1781开关量输入/输出225

1782脉冲输入225

1783脉冲输出226

1784模拟量输入227

1785模拟量输出227

第18章伺服系统的参数228

181参数组的分类228

182基本参数229

183增益及滤波器参数237

184速度控制和转矩控制模式的参数247

185关于模拟量监控259

186定义输入/输出端子功能的参数263

第19章伺服系统的调试268

191伺服调试的理论基础268

1911伺服系统调试的三环理论268

1912伺服系统的一般调节方法269

1913速度控制特性及整定269

1914位置控制特性及整定270

1915过象限误差270

192通用伺服系统的调试271

1921调试模式的选择271

1922各调试模式功能概述272

193自动调试模式下的调试方法273

1931自动调试模式1273

1932自动调试模式2274

1933自动调试模式的动作274

1934调试的注意事项275

1935自动调试模式的调试顺序275

1936伺服系统响应性设置277

194手动模式的调试方法278

1941速度控制模式的调试278

1942位置控制模式的调试279

195插补模式的调试方法281

1951相关参数281

1952调试顺序281

第20章消除振动的方法283

201可能发生的振动类型283

202滤波器的设置和使用283

2021机械系统共振的处理对策——消振滤波器的设置284

2022高频共振的处理对策——高频消振滤波器的设置285

2023滚珠丝杠类振动及处理对策287

2024工件端部振动及支架晃动的处理对策1287

2025对工件端部振动及支架晃动的处理对策2——指令型陷波滤波器290

第21章制定运动控制型项目的解决方案293

211制定解决方案的流程293

212项目背景调查293

213机床或生产线的基本要求294

214生产线工艺流程图295

2141生产线的总工艺流程图295

2142焊接机工艺流程图296

215确定控制方案298

216控制程序构建298

2161PLC顺控程序结构298

2162运动部分的PLC程序结构300

第22章运动控制器在大型曲轴热处理机床上的应用302

221机床结构及功能302

222热处理机床的工作流程303

223控制系统的解决方案304

224运动控制器应设置的数据304

225运动流程的构成311

2251运动流程的构成方案及比较311

2252编制PLC程序的关键要点312

第23章电容老化滚筒机床运动控制系统的技术开发314

231旋转滚筒机床的运动控制要求314

232控制系统的配置315

233运动控制方案的制定315

2331基本刚性坐标系315

2332旋转排架动态位置的确认316

2333对定位程序的处理317

234滚筒机床回原点的特殊处理319

2341滚筒机床设置原点的要求319

2342计数型回原点方式319

2343原点移位调整功能的使用320

235环形运动机械的行程限制321

236伺服电动机调整的若干问题323

2361伺服电动机上电后出现剧烈抖动323

2362伺服电动机上电和断电时负载突然坠落324

2363伺服电动机定位时静态转矩不足324

2364全部加载后性能有明显变化325

237小结325

第24章运动控制器转矩限制技术在伺服压力机上的应用326

241压力机控制系统的构成及压力控制要求326

242压力机工作压力与伺服电动机转矩的关系327

243实时转矩控制方案327

2431实时转矩值的读取327

2432实际自动工作状态转矩值的测试327

2433实时转矩控制的PLC程序329

244转矩限制方案329

2441作为控制指令的转矩限制指令329

2442使用转矩限制指令的若干问题330

2443关于报警331

245小结331

第25章多辊彩印刷机运动控制系统的设计及伺服系统调试332

251项目要求及主控制系统方案332

2511项目要求332

2512主控制系统方案332

252同步控制设计方案333

253伺服系统的调试334

2531同步运行精度超标334

2532对伺服电动机工作参数的调整335

2533总结337

254对系统稳定性的判断和改善337

2541机械减速比的影响337

2542改变机械系统减速比提高系统的稳定性338

255小结338

第26章运动控制器及交流伺服系统在钢条分切机生产线上的应用339

261项目综述339

262各工步工作内容详述339

263控制方案340

264控制系统硬件配置341

265PLC程序结构341

266张力控制过程343

267小结345

第27章变频器伺服运行技术开发346

271对硬件的要求346

272FR-A7NS SSCNET Ⅲ通信卡的技术规格及使用347

273变频器相关参数的设置349

274运动控制器系统构成及设置350

275运动程序的编制351

2751回原点351

2752定位351

276虚模式下的同步运行351

277变频器做定位控制的硬件配置及定位精度352

278FR-A7AP卡的安装与接线352

279变频器参数的设定354

2710定位过程355

2711小结356

第28章简易运动控制器在专用机床控制系统上的应用357

281项目背景357

282控制系统方案及配置357

2821方案及配置357

2822简易运动控制单元FX2N-1PG丰富的功能357

283基于1PG的自动程序编制358

284绝对位置检测系统的建立359

285定位不准的问题及解决方法360

286小结361

第29章PLC位置控制系统中手轮的应用技术开发362

291FX PLC使用手轮理论上的可能性362

292PLC程序的处理363

2921手轮的输入信号363

2922对手轮模式下启动信号的处理364

2923提高PLC处理速度响应性的方法364

第30章电阻生产线电气控制系统的技术开发366

301项目综述366

302工艺流程和各工步内容详述366

303程序设计及控制方案367

3031主要控制对象367

3032数据采集及传送保存368

3033数据识别方案368

304主要PLC程序结构371

305小结373

参考文献374