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AB伺服电机编码器调零对位.doc

AB伺服电机编码器调零对位

那些该死的温柔
2017-11-15 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《AB伺服电机编码器调零对位doc》,可适用于综合领域

AB伺服电机编码器调零对位伺服电机编码器一、前言伺服电机编码器是安装在伺服电机上用来测量磁极位置和伺服电机转角及转速的一种传感器从物理介质的不同来分伺服电机编码器可以分为光电编码器和磁电编码器另外旋转变压器也算一种特殊的伺服编码器目前市场上使用的基本上是光电编码器不过磁电编码器作为后起之秀有可靠价格便宜抗污染等特点有赶超的光电编码器趋势。二、伺服电机编码器原理伺服编码器这个基本的功能与普通编码器是一样的比如增量型的有A,A反BB反ZZ反等信号除此之外伺服编码器还有着跟普通编码器不同的地方那就是伺服电机多数为同步电机同步电机启动的时候需要知道转子的磁极位置这样才能够大力矩启动伺服电机这样需要另外配几路信号来检测转子的当前位置比如增量型的就有UVW等信号正因为有了这几路检测转子位置的信号伺服编码器显得有点复杂了以致一般人弄不懂它的道理了加上有些厂家故意掩遮一些信号相关的资料不齐全就更加增添了伺服电机编码器的神秘色彩。由于A、B两相相差度可通过比较A相在前还是B相在前以判别编码器的正转与反转通过零位脉冲可获得编码器的零位参考位。编码器码盘的材料有玻璃、金属、塑料玻璃码盘是在玻璃上沉积很薄的刻线其热稳定性好精度高金属码盘直接以通和不通刻线不易碎但由于金属有一定的厚度精度就有限制其热稳定性就要比玻璃的差一个数量级塑料码盘是经济型的其成本低但精度、热稳定性、寿命均要差一些。分辨率编码器以每旋转度提供多少的通或暗刻线称为分辨率也称解析分度、或直接称多少线一般在每转分度~线。三、伺服电机编码器分类、增量型编码器除了普通编码器的ABZ信号外增量型伺服编码器还有UVW信号目前国产和早期的进口伺服大都采用这样的形式线比较多。、绝对值型伺服电机编码器增量式编码器以转动时输出脉冲通过计数设备来知道其位置当编码器不动或停电时依靠计数设备的内部记忆来记住位置。这样当停电后编码器不能有任何的移动当来电工作时编码器输出脉冲过程中也不能有干扰而丢失脉冲不然计数设备记忆的零点就会偏移而且这种偏移的量是无从知道的只有错误的生产结果出现后才能知道。解决的方法是增加参考点编码器每经过参考点将参考位置修正进计数设备的记忆位置。在参考点以前是不能保证位置的准确性的。为此在工控中就有每次操作先找参考点开机找零等方法。比如打印机扫描仪的定位就是用的增量式编码器原理每次开机我们都能听到噼哩啪啦的一阵响它在找参考零点然后才工作。这样的方法对有些工控项目比较麻烦甚至不允许开机找零(开机后就要知道准确位置)于是就有了绝对编码器的出现。绝对型旋转光电编码器因其每一个位置绝对唯一、抗干扰、无需掉电记忆已经越来越广泛地应用于各种工业系统中的角度、长度测量和定位控制。绝对编码器光码盘上有许多道刻线每道刻线依次以线、线、线、线。。。。。。编排这样在编码器的每一个位置通过读取每道刻线的通、暗获得一组从的零次方到的n次方的唯一的进制编码(格雷)这就称为n位绝对编码器。这样的编码器是由码盘的机械位置决定的它不受停电、干扰的影响。绝对编码器由机械位置决定的每个位置的唯一性它无需记忆无需找参考点而且不用一直计数什么时候需要知道位置什么时候就去读取它的位置。这样编码器的抗干扰特性、数据的可靠性大大提高了。由于绝对编码器在定位方面明显地优于增量式编码器已经越来越多地应用于伺服电机上。绝对型编码器因其高精度输出位数较多如仍用并行输出其每一位输出信号必须确保连接很好对于较复杂工况还要隔离连接电缆芯数多由此带来诸多不便和降低可靠性因此绝对编码器在多位数输出型一般均选用串行输出或总线型输出德国生产的绝对型编码器串行输出最常用的是SSI(同步串行输出)。从单圈绝对式编码器到多圈绝对式编码器旋转单圈绝对式编码器以转动中测量光码盘各道刻线以获取唯一的编码当转动超过度时编码又回到原点这样就不符合绝对编码唯一的原则这样的编码器只能用于旋转范围度以内的测量称为单圈绝对式编码器。如果要测量旋转超过度范围就要用到多圈绝对式编码器。编码器生产厂家运用钟表齿轮机械的原理当中心码盘旋转时通过齿轮传动另一组码盘(或多组齿轮多组码盘)在单圈编码的基础上再增加圈数的编码以扩大编码器的测量范围这样的绝对编码器就称为多圈式绝对编码器它同样是由机械位置确定编码每个位置编码唯一不重复而无需记忆。多圈编码器另一个优点是由于测量范围大实际使用往往富裕较多这样在安装时不必要费劲找零点将某一中间位置作为起始点就可以了而大大简化了安装调试难度。多圈式绝对编码器在长度定位方面的优势明显目前欧洲新出来的伺服电机基本上都采用多圈绝对值型编码器。、正余弦伺服电机编码器由一个中心有轴的光电码盘其上有环形通、暗的刻线有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差度相位差(相对于一个周波为度)将C、D信号反向叠加在A、B两相上可增强稳定信号另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。普通的正余弦编码器具备一对正交的sincosVpp信号相当于方波信号的增量式编码器的AB正交信号每圈会重复许许多多个信号周期比如等以及一个窄幅的对称三角波Index信号相当于增量式编码器的Z信号一圈一般出现一个这种正余弦编码器实质上也是一种增量式编码器。另一种正余弦编码器除了具备上述正交的sin、cos信号外还具备一对一圈只出现一个信号周期的相互正交的Vpp的正弦型C、D信号如果以C信号为sin则D信号为cos通过sin、cos信号的高倍率细分技术不仅可以使正余弦编码器获得比原始信号周期更为细密的名义检测分辨率比如线的正余弦编码器经细分后就可以达到每转多万线的名义检测分辨率当前很多欧美伺服厂家都提供这类高分辨率的伺服系统而国内厂家尚不多见此外带C、D信号的正余弦编码器的C、D信号经过细分后还可以提供较高的每转绝对位置信息比如每转个绝对位置因此带C、D信号的正余弦编码器可以视作一种模拟式的单圈绝对编码器。gn正余弦伺服电机编码器的优点是不用采用高频率的通讯即可让伺服驱动器获得高精度的细分这样降低了硬件要求同是由于有单圈角度信号可以让伺服电机启动平稳启动力矩大。四、伺服电机编码器的输出信号、OC输出:就是平常说的三极管输出连接需要考虑输入阻抗和电路回路问题、电压输出:其实也是OC输出一种格式不过内置了有源电路、推挽输出:接口连接方便不用考虑NPN和PNP问题、差动输出:抗干扰好传输距离远大部分伺服编码器采用这种输出四、伺服电机编码器使用注意的事项是:()安装安装时不要给轴施加直接的冲击。伺服电机编码器轴与机器的连接应使用柔性连接器。在轴上装连接器时不要硬压入。即使使用连接器因安装不良也有可能给轴加上比允许负荷还大的负荷或造成拨芯现象因此要特别注意。轴承寿命与使用条件有关受轴承荷重的影响特别大。如轴承负荷比规定荷重小可大大延长轴承寿命。不要将编码器进行拆解这样做将有损防油和防滴性能。防滴型产品不宜长期浸在水、油中表面有水、油时应擦拭干净。()振动加在编码器上的振动往往会成为误脉冲发生的原因。因此应对设置场所、安装场所加以注意。每转发生的脉冲数越多旋转槽圆盘的槽孔间隔越窄越易受到振动的影响。在低速旋转或停止时加在轴或本体上的振动使旋转槽圆盘抖动可能会发生误脉冲。()关于配线和连接配线应在电源OFF状态下进行电源接通时若输出线接触电源则有时会损坏输出回路。若配线错误则有时会损坏内部回路所以配线时应充分注意电源的极性等。若和高压线、动力线并行配线则有时会受到感应造成误动作成损坏所以要分离开另行配线。延长电线时应在m以下。并且由于电线的分布容量波形的上升、下降时间会较长有问题时采用施密特回路等对波形进行整形。为了避免感应噪声等要尽量用最短距离配线。向集成电路输入时特别需要注意。电线延长时因导体电阻及线间电容的影响波形的上升、下降时间加长容易产生信号间的干扰(串音)因此应用电阻小、线间电容低的电线(双绞线、屏蔽线)。AB伺服电机编码器调零对位时间:来源:电气自动化技术网编辑:李亮点击:次字体设置:大中小一台AB伺服电机(MPLBFMJAA)拆开检查刹车时由于客户无知连装在电机尾部固定的编码器也拆了下来(没做标记)编码器是sick的SRMHFAK。装上后刹车没问题但出现飞车故障。驱动器报错EOVERSPEED或者Evelocityerror。客户找到我们广东容济机电科技有限公司我们按照以下思路给他们修理这款AB伺服电机。因为编码器动过位置了编码器原点漂移了所以需要重新校正。具体如下:应急调零方法,简单而且实用但必须把电机拆离设备并依靠设备来进行调试试好后再装回设备再可事实上经过大量的调零试验,每个伺服电机都有一个角度小于度的零速静止区域,和度的高速反转区域,如果你是偶而更换一只编码器,这样的做法确实是太麻烦了,这里有一个很简便的应急方法也能很快搞定第一步:拆下损坏的编码器第二步:装上新的编码器,并与轴固定而使可调底座悬空并可自由旋转,把电机重新连入电路,把机器速度调为零,通电正常后按启动开关后有几种情况会发生,一是电机高速反转,这是由于编码器与实际零位相差太大所致,不必惊慌,你可以把编码器转过一个角度直到电机能静止下来为止二是电机在零速指令下处于静止状态,这时你可以小心地先反时针转动编码器,注意:一定要慢,直到电机开始高速反转,记下该位置同时立即往回调至静止区域这里要求两手同时操作,一手作旋转,另一手拿好记号笔,记住动作一定要快,也不可慌乱失措,完全没必要,这是正常现象然后按顺时针继续缓慢转动直到又一次高速反转的出现,记下该位置并立即往回调至静止区,通过上述调整,你会发现增量式伺服电机其实有一个较宽的可调区域,而这个区域里的中间位置就是伺服电机最大力矩输出点,如果一个电机力矩不足或正反方向运行时有一个方向上力矩不足往往是因为编码器的Z信号削弱或该位置偏离中心所致,即零位发生了偏离,一般重新调整该零位即可对于一个新的编码器来说这个静止区域相对较小,如大幅增加则是编码器内部电路出了问题,表现为力矩不足或发热大幅增加用电流表测量则空载电流明显增加找到中心位置后并把这个位置擦干净,只要把编码器底座用胶直接固定于电机侧面对应处即可待干了后再在上机涂上一层在硅橡胶即可投入正常运行实践证明,正常情况下这样处理后的伺服电机使用一年是没有问题的,从上面的调整可以看出,由于编码器的轴与电机轴心是可以随便以任一角度连接的,所以编码器零位与电机的机械位置只是相对位置而已,只有编码器的轴与电机轴固定了,那么编码器的实际零位位置也便固定下来了,如果活动底座位置确定了,那么轴间的柱头镙钉的位置也便固定了用上述方法最大的问题是偏离了原来的固定镙丝口造成无法固定但由于胶可快速定位,硅橡胶的耐温又超过度,硬度又不像环氧树脂,用了后难以清除,第二次更换时只要用刮刀刮干净即可如果编码器再次损坏从硅橡胶外表即可看出是轴承的缘故还是电路损坏一般情况下总是电机的轴承先坏,从而导致电机温度过大进而使编码器的轴承也接着损坏,一旦出现轴承高度磨损的现象,应立即更换轴承,以防编码器也跟着损坏我们只是稍微改进了点没用找到中心位置后,看下现在编码器的底座固定螺丝口相差了多少角度(假如有度)按住编码器,朝偏的方向转动电机轴,转过度然后电机轴固定不要动,松开编码器和电机轴的固定螺丝,轻轻取出编码器,看准底座固定螺丝口套进去,固定编码器和电机轴,试一下是否在中心位置如有点偏差,再调整一次我们调了次基本对在中心了伺服电机的速度与编码器反馈脉冲频率成正比时间:来源:电气自动化技术网编辑:李亮点击:次字体设置:大中小伺服系统控制电机速度靠速度环电机的速度直流电机决定电压的高低交流电机决定频率的高低所以速度环的调节器输出端控制的是交流电机的频率或者是控制着直流电机的电压速度环是如何检测电机速度的,应该说速度的检测靠编码器因为编码器的反馈脉冲频率=编码器的解析度×电机速度所以电机的速度与编码器反馈脉冲频率成正比~也就是说速度环检测反馈的是编码器脉冲的频率那么要给定电机速度必须给定编码器脉冲的频率只要给定编码器脉冲的频率就给定了电机的速度在操作面板上没有编码器反馈脉冲频率的设置只有指令脉冲频率的设置就是楼主说的S因为电子齿轮比=编码器解析度周指令脉冲数所以周指令脉冲数=编码器解析度电子齿轮比所以周指令脉冲数×电机速度=编码器解析度×电机速度电子齿轮比又因为周指令脉冲数×电机速度=指令脉冲频率、编码器解析度×电机速度=编码器脉冲频率所以指令脉冲频率=编码器脉冲频率电子齿轮比所以设定指令脉冲频率就是设定编码器脉冲频率就是在速度环设定电机速度这样我们的结论是用户只要在操作面板上设定指令脉冲频率S就是在速度环上设定伺服电机速度~用户只要在操作面板上设定指令脉冲频率S就是在速度环上设定电机速度~不改变已经设定好的脉冲当量、电子齿轮比、周指令脉冲数那么指令脉冲频率的上限就是位置环计数器额定技术频率(或者就是大家说的PLC发脉冲额定频率)那么指令脉冲频率的上限对应的就是电机速度的上限~指令脉冲频率=周指令脉冲数×电机速度带入电机速度(rs)就可以算出指令脉冲频率。伺服操作、计算、设定的一般步骤时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小、说说伺服操作、计算、设定的一般步骤、先根据电机额定转速计算电机额定转速时电子齿轮比、脉冲当量:)位置环上限频率=周指令脉冲×电机转速)周指令脉冲=位置环上限频率电机转速)电子齿轮比=编码器解析度周指令脉冲=编码器解析度(位置环上限频率电机转速)=(编码器解析度×电机转速)位置环上限频率)脉冲当量=螺距(减速比×周指令脉冲)=螺距减速比周指令脉冲=螺距减速比编码器解析度电子齿轮比)这时电机额定速度运行电子齿轮比的设定值最大脉冲当量的设定值最大)如果你设定电子齿轮比的设定值最大脉冲当量的设定值最大电机最大速度可以跑到额定转速此时电机如果低速运行则编码器的解析度被缩小电子齿轮比倍处于最小工作状态、再计算电子齿轮比=时电机的速度、脉冲当量:)因为电子齿轮比=反馈脉冲频率位置环频率上限=(编码器解析度×电机转速)位置环频率上限=所以电机速度=位置环频率上限编码器解析度)脉冲当量=螺距减速比i编码器解析度)电子齿轮比=时是编码器解析度运行在最高状态也就是编码器的解析度没有被缩小)电子齿轮比=时是编码器解析度运行在最高状态也就是编码器的解析度没有被缩小此时的电机速度上限最小脉冲当量最小、通过、的计算我们得到了一个范围:)电机速度上限最大额定转速时电机齿轮比最大脉冲当量最大编码器解度被缩小到做小)电子齿轮比=时编码器解度没有被缩小运行在最高状态但是电机速度的上限最小脉冲当量最小)知道)、)后操作者可以在此范围内随意设定脉冲当量、电子齿轮比使编码器的解析度被缩小的最小工作在分辨率最优状态、其实操作者可以以电机额定转速时计算的电子齿轮比、脉冲当量设置电机可以跑在额定转速下的任意速度上、其实操作者可以以电机额定转速时计算的电子齿轮比、脉冲当量设置电机可以跑在额定转速下的任意速度上但是编码器的解析度被缩小到最小系统的编码器工作在分辨率最小的状态、话说回来这种伺服控制没有真正控制电机的角位移编码器的解析度再高也是没有用的~、话说回来这种伺服控制没有真正控制电机的角位移编码器的解析度再高也是没有用的。就是说操作者眼看着电机多转了或者少转了好多脉冲而毫无办法~伺服用增量型编码器的时候是不是开机必须归零时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小“请问大家伺服用的是增量型编码器的时候,是不是开机必须归零啊”,是的是必须要回零也就是参考点由于增量编码器采用采用相对编码因此掉电后旋转角度数据会丢失需要重新复位故每次上电后必须执行回零操作从而建立机床坐标系所有的工件坐标系要以机床坐标系为基准设定。当伺服用的是增量型编码器的时候,开机必须归零,目的是为了建立机床参考坐标系。这里再顺便说一下增量式编码器sincosVppSR是正余弦编码器它的结构:由一个中心有轴的光电码盘其上有环形通、暗的刻线有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差度相位差(相对于一个周波为度)将C、D信号反向叠加在A、B两相上可增强稳定信号另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。、伺服的问题绝不是“干扰”的问题、如果停车指令是准确的不能准确停车的原因是运动体总存在惯性、伺服停车指令不准确的原因绝不是干扰的问题:)编码器输出的反馈脉冲波形和频率因伺服电机的速度不同而不同反馈脉冲的频率编码器反馈脉冲的频率=编码器解析度×伺服电机转速(rs))当电机速度高、低变化时反馈脉冲的频率和波形会发生剧烈的变化这给反馈脉冲的整形、计数、分倍频带来很大的困难甚至完全失态)长久以来很多人找不到伺服控制存在的问题而把一切归罪于反馈脉冲受到干扰)想一想一个方波的周期T由低速到高速变化了上百倍、上千倍那还是方波吗,、加上很多编码器的实际刻线只有三、四百用分、倍频的电路将其扩大在伺服速度变化剧烈时严重失真~、反馈脉冲数的失真绝不是干扰的问题~~~如何测量伺服电机的好坏,时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小不用伺服驱动器没有特别好的办法可以用万用表两两测量一下相间的电阻应该大致相等。如果手头有可调电压的直流电源那么把电压调到几伏正极接电机一相负极接剩下的两相那么伺服电机应该会转至一个固定的角度。类似的换一相接正极电机应该会转至另外一个固定的角度。电压具体多少伏合适从低往高逐渐尝试。给编码器供上电(供电电压要符合编码器要求)用手转动电机同时用示波器看A、B、Z的波形有脉冲一般就没问题。、伺服系统使用中的注意事项时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小请不要将电源线和信号线从同一管道内穿过也不要将其绑扎在一起。配线时电源线与信号线应离开CM以上。信号线、编码器(PG)反馈线请使用多股绞合线以及多芯绞合屏蔽线。对于配线长度指令输入线最长为MPG反馈线最长为M。即使关闭电源伺服单元内也可能残留有高电压。在分钟之内不要接触电源端子。请在确认CHARGE指示灯熄灭以后再进行检查作业。请勿频繁ONOFF电源。在需要反复地连续ONOFF电源时请控制在分钟内次以下。由于在伺服单元的电源部分带有电容所以在ON电源时会流过较大充电电流(充电时间秒)。因此如果频繁地ONOFF电源则会造成伺服单元内部的主电路元件性能下降请务必在发出伺服ON信号之后再发出输入指令以起动停止伺服电机。请不要先发出输入指令然后再使用SON信号起动停止伺服电机。如果重复进行AC电源的ON与OFF则会使内部元件老化导致事故发生。伺服电机编码器脉冲信号的测量及处理方法时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小编码器信号的测量和处理是伺服电机控制的一个重要问题电机转子的位置速度加速度都是来自于编码器信号。编码器脉冲信号测量和处理好了将会得到准确的信息这是控制的基础。反之将会误导控制。编码器脉冲信号通常编码器都有A,B,Z脉冲信号也有的另外加上有U,V,W脉冲信号。A,B信号:为电机位置脉冲信号通过A,B信号的相位差还可以辨别转向。A和B信号的频率相同相位差它们的占空比均为通过电路可以将A,B信号的上升沿下降沿分别处理成为脉冲在一个A脉冲周期内出现个脉冲。Z信号:零位信号电机每转一圈在零位会产生Z脉冲信号为了使Z信号更加可靠一般规定只有在AB信号都为高电平时出现Z信号上升沿才能确定为Z信号有效U,V,W信号:用于启动位置的判断关于启动位置判断的细节请参考有关书籍AB信号测量是注意事项A,B信号经过处理变成倍频的脉冲分别出现在A周期的。但是这种理想状态是不存在的通常A,B脉冲的相位差并不正好为A,B脉冲的高电平和电平的时间也不恰好相等。可以参考编码器厂家给出的数据。也就是说个脉冲的时间间隔并不相等如果采用T法进行测量必定造成实际转速不变而转速测量值却有波动的情况这是必须要避免的问题。解决这个问题的方法:做T法测量时不能使用两个相邻的脉冲而是要用相同信号的相同沿。解释一下所谓相同信号比如是A信号相同沿比如是上升沿也就是用A的上一个上升沿到A的这个上升沿去进行T法测量。也可以用A的下降沿到下降沿或者B的相同沿。这样的好处是准确性获得保障坏处是周期是相邻沿的倍增加了延时。事先对每个沿的间距做测量并算出修正系数进行实时修正。这样做的好处是延时只有上个方案的坏处是不能确保沿到沿的准确性因为各个相邻脉冲的时间差可能随电机角度而改变在震动强时也可能随转速而改变。准确性不能完全得到保证。Z信号测量时的注意事项Z信号一旦受到干扰而产生误判将会造成同步失败电机电流将迅速增加而造成严重后果。所以对Z信号要格外注意抗干扰处理。我们这里只涉及软件的处理。上面讲了Z信号通过ABZ之间的相关性来让抗干扰能力增加。这种方法将干扰的可能性降低为原来的。但是在干扰严重的高频斩波的环境下这个措施还是不够的。下面再介绍一种方法窗口法。窗口法就是在零位附近开个窗口只有在这个窗口内出现的Z信号并同时满足A,B,Z之间的电平关系才认为是Z信号。在窗口外产生的Z信号不予认可。举个例子:采用每圈线的编码器每圈所产生的倍频脉冲为个。当脉冲达到到之间时Z信号有效其它时候Z信号均不认可。有的人可能会提出异议既然Z信号可能出现干扰那么A,B信号也同样会出现干扰。他的这种疑虑是有道理的确实A,B信号也同样会受到干扰造成窗口位置不正确。我是这样考虑这个问题的我们所面对的干扰相对有效信号来说是少量的否则任何措施都将是无效的。造成干扰的情况和正常情况比较仅仅只占很少的比例例如个脉冲只有个干扰信号。那么可以认为A,B信号总体是可靠的和真实情况相差不大。与其相信Z信号倒不如更多的相信A,B脉冲的位置积累信息。有人还会有疑虑如果在窗口内Z信号受到干扰那怎么办呢,采取窗口法后大幅度减少Z信号受干扰的可能性。并且即使偶然受到干扰也对电机运转的影响不大很快就会恢复。绝对值编码器的原理和结构时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小"真正意义上的绝对值编码器或绝对值真多圈编码器及任何不依赖于计数的(无论内部还是外部有电池无电池的)所有的位置独立、唯一、绝对以确保数据的绝对可靠与高速准确性。“、这种编码器的结构就好像录音磁带与磁头的关系、沿圆周的磁迹(刻线)是螺旋状的读取位置的磁头沿轴向移动始终与磁迹相对如、磁头始终读取的是实际位置、不需要脉冲计数器不怕停电数据丢失、缺点是超过量程无效~、其他编码器的磁迹(N、S相间)或刻线是平行的对称的条或条刻线磁头位置固定在磁迹或刻线上、其他编码器需要的读数是脉冲的累加所以一旦停电累加中断位置读取失效伺服电机的精确定位方法时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小伺服主要靠脉冲来定位基本上可以这样理解伺服电机接收到个脉冲就会旋转个脉冲对应的角度从而实现位移因为伺服电机本身具备发出脉冲的功能所以伺服电机每旋转一个角度都会发出对应数量的脉冲这样和伺服电机接受的脉冲形成了呼应或者叫闭环如此一来系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机同时又收了多少脉冲回来这样就能够很精确的控制电机的转动从而实现精确的定位可以达到mm。直流伺服电机分为有刷和无刷电机。有刷电机成本低结构简单启动转矩大调速范围宽控制容易需要维护但维护不方便(换碳刷)产生电磁干扰对环境有要求。因此它可以用于对成本敏感的普通工业和民用场合。无刷电机体积小重量轻出力大响应快速度高惯量小转动平滑力矩稳定。控制复杂容易实现智能化其电子换相方式灵活可以方波换相或正弦波换相。电机免维护效率很高运行温度低电磁辐射很小长寿命可用于各种环境。交流伺服电机也是无刷电机分为同步和异步电机目前运动控制中一般都用同步电机它的功率范围大可以做到很大的功率。大惯量最高转动速度低且随着功率增大而快速降低。因而适合做低速平稳运行的应用。伺服电机内部的转子是永磁铁伺服驱动器控制的UVW三相电形成电磁场转子在此磁场的作用下转动同时电机自带的编码器反馈信号给驱动器驱动器根据反馈值与目标值进行比较调整转子转动的角度。伺服电机的精度决定于编码器的精度(线数)。交流伺服电机和无刷直流伺服电机在功能上的区别:交流伺服要好一些因为是正弦波控制转矩脉动小。直流伺服是梯形波。但直流伺服比较简单便宜。西门子伺服电机内置编码器的正确安装方法时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:李亮点击:次字体设置:大中小一、工作内容、这项技术适用于对德国西门子伺服电机(型号为FTFTFKFK)内置编码器损坏后的安装、调试配置的增量型编码器为德国海德汉公司的ERN,绝对值编码器为海德汉公司EQN。、使用工具公制内六方扳手一套自制专用工具一个十字改锥及一字改锥各一把梅花改锥件套。、可解决的问题对有故障的西门子伺服电机进行修理或更换损坏的伺服电机内置编码器做到修旧利废节约维修费用。二、操作方法、该操作方法和一般操作方法的区别在数控机床配置的西门子数控系统中驱动电机分主轴电机和伺服电机两种。当电机定子、转子、轴承有故障或其电机内置编码器损坏时我们都需要对编码器拆卸进行修理或更换。对主轴电机来说更换或安装编码器只要用专用工具将其安装到相应位置就可以试车了不需要调整电机轴或编码器的角度及位置。但对伺服电机来说则必须按照编码器的安装要求严格执行安装步骤。只要安装过程中出一点差错就会出现编码器方面的报警而不能起动机床或出现飞车事故导致电机报废或机械部件损坏。因此正确安装非常重要。、该项技术的操作步骤拆卸损坏的编码器关掉机床电源解掉伺服电机的电源电缆及反馈电缆把电机从机床上拆下来放到工作台案上用内六方扳手去掉电机端盖上的四条螺栓打开端盖先卸下编码器盖拔下编码器上的插接电缆用十字改锥卸下支持盘上的两条小螺丝用内六方扳手卸出编码器中心孔内的螺栓然后用自制专用工具把编码器从电机轴上顶出来。这样第一步工作即告完成。图自制专用工具尺寸图安装海德汉公司ERN或EQN编码器先安装支持盘不同型号的电机其支持盘的外形也不一样如图和图这由购买的备件提供。用条M*的小螺丝将支持盘安装到编码器的轴端。注意事项:确保支持盘面和编码器的底面间距为mm或mm。支持盘编码器图FTFTFKFK电机内置编码器的支持盘图为FT电机内置编码器的支持盘为编码器调整电机轴依据电机的型号用手转动电机轴把电机轴上的标记调整到如图中箭头所示位置即标记要和安装支持盘的孔保持一致。标记电机轴支持盘的安装孔图调整电机轴角度调整编码器揭掉编码器盖对ERN来说把编码器内部玻璃盘上的标记调整到和电路板上的标记相重合对EQN来说把编码器内部齿轮上的标记调整到和外壳上标记鼻相重合如图所示玻璃盘上的标记电路板上的标记齿轮上的标记外壳上的标记鼻图调整编码器内部的标记安装编码器到电机轴上把调整好标记的编码器锥形轴对准已调好位置的电机轴轻轻地推上去确保电缆出口位于正确的位置上如图图编码器在电机里所处的位置角度为编码器的电缆出口FTFT和FKFK电机其安装支持盘的螺孔必须要位于支持盘上的长孔中间对于FT和FK电机来说安装支持盘的螺孔必须要位于支持盘的焊接区域中间。其调整角度范围如图:图编码器支持盘的调整角度固定编码器对ERN编码器来说用M*螺栓穿过中心孔将其固定对EQN编码器来说用M*螺栓穿过中心孔将其固定注意固定时用力要适当防止编码器旋转。然后安上固定支持盘的条螺丝把电源线插头插上盖上金属外壳保证电源线顺利地放在外壳的槽内并使屏蔽层和金属外壳良好接触安上固定外壳的螺丝。试验电机编码器安装好后装上电机端盖在工作台案上连接好电机的动力电缆和反馈电缆先进行电机的空载试验。给机床送电待机床起动方式组就绪后可点动试验电机如果电机能够正常转动无报警、无飞车现象说明编码器安装成功。否则还需拆下重新进行安装若直接在机床上试车如果出现飞车现象将会严重损坏机床的机械部分。将电机安装到机床上电机空载试验好后即可将其安装到机床上然后再通电试车检验其运动性能通过参数观察电机电流和负荷情况了解电机所带轴的运动情况并根据需要随时进行调整。操作中容易出现的错误及应注意的问题第一、安装支持盘时要确保支持盘面和编码器的底面保持平行,并注意其间距及公差范围。否则在旋转过程中容易损坏支持盘或编码器轴。第二、要注意电机轴上的标记如图这个标记随电机型号不同其所处的方向亦不一样。例如我在修理FT电机时一开始没有认识到这个标记的重要性没细看电机轴上的的标记结果装上后试验电机时出现飞车现象马上压下急停开关紧急停车才没有造成电机的损坏。第三、要注意编码器上的标记对ERN编码器来说玻璃盘和电路板上的标记较清楚也容易调整。而对编码器EQN来说齿轮上的标记是一个小黑点如果将标记对偏后将出现报警或飞车飞车现象导致的后果较严重必须引起足够的重视。常见的报警内容有:axisxhardwarefaultduringencoderinitializationaxisxdrivefaultofmotortransduceraxisxdrivefaultmeasuringsystemerrorinabsolutetrack,codeH(对绝对编码器来说)第四电机在拆卸、搬动过程中要轻拿轻放防止碰撞特别是编码器部位绝对不能用锤敲击否则很容易损坏编码器内部的光学元件和电机的抱闸装置。第五如果是垂直轴电机其内部有抱闸装置无法用手转动电机轴。这样在调整轴上的标记之前还需要给抱闸电源端子上通一个V直流电源并注意极性使抱闸装置松开。若电源极性接反抱闸装置将不能松开。如何掌握这项技能首先要了解数控机床的结构及工作原理了解伺服电机的作用和结构特点。第二要了解编码器的性能是增量型还是绝对值型。对报警内容要有足够的认识与理解当遇到机床报警时可根据报警分析故障所在。第三安装过程中手法要稳、准、轻使编码器能够正确地安装到合适的位置。四、效果伺服电机内置编码器虽然体积较小但其价值很高通常每个编码器在至元之间。掌握了这项技能一、可以节省电机的修复时间有利于生产正常进行。二、可以节约修理费用一般情况下我们请西门子公司的工程师来现场服务时根据工作时间的长短每次费用都不低于元人民币多则上万元。如果更换新的伺服电机每个电机的价值在至万元不等。三、可以锻炼我公司的年轻维修人员让他们开阔视野增长见识提高维修数控机床的技能增强综合修理能力。伺服电机的力矩是如何计算出来的时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置:大中小伺服电机的力矩是根据电流计算出来的还是有相应的检测设备答:伺服电机的力矩是根据电流计算出来的还是有相应的检测设备如果你是想问驱动伺服电机的变频器是如何得到力矩值的话变频器是根据电流等其他物理量计算出来得到力矩值的。如果你是想自己检测伺服电机的力矩的话可以购买专门的扭矩传感器来测量得到电机力矩值。电机的力矩是通过电机的电流得到的。首先要知道电机的额定电流然后做矢量变换得到两个电流分量励磁电流和转矩电流。再通过动态测试得到真实的额定励磁电流分量额定的转矩电流分量就确定了。在运行过程中变频器通过不同转速状态下检测到的电机电流即可计算出转矩。应该说这种计算得到的电机转矩是电机的电磁转矩不是输出转矩。它与输出转矩有以内的误差。FXNMR与MRJA伺服放大器之间的通讯时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置:大中小三菱MRJA系列伺服放大器具有RS串行通讯功能可以用来实现运行伺服系统修改参数监控读取报警和伺服位置等功能。一(对象:三菱PLC:FXNMRFXNBD三菱伺服放大器:MRJAHFKP接线图如下:)CN接口:)多台连接图:注:最后一台伺服的放大器请短接TRE与RDN。二(通讯规格伺服放大器通讯规格)波特率(bps)异步通讯方式。)传送代码:起始位:位数据位:位校验位:位(偶校验)停止位:位)传输协议:字符方式半双工通讯伺服参数的设定:)串行通讯波特率NoPC设置的通讯速度必须与主站的通讯速度相同。)RS通讯应答延迟时间NoPC)站号设定NoPC(通讯协议请参考技术手册。PLC的设置使用无顺序协议需要对通讯规格D进行设定。其中包含波特率数据长度奇偶校验停止位和协议格式等。这里对D设置如下:bbc即起始位位数据长度为位位偶校验停止位位通讯速率三PLC与伺服放大器之间的通讯程序如下:此程序以读出站号的放大器的报警记录(最新)为例:用脉冲方式控制伺服电机的优缺点时间:来源:未知编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置:大中小一可靠性高不易发生飞车事故。用模拟电压方式控制伺服电机时如果出现接线接错或使用中元件损坏等问题时有可能使控制电压升至正的最大值。这种情况是很危险的。如果用脉冲作为控制信号就不会出现这种问题。二信号抗干扰性能好。数字电路抗干扰性能是模拟电路难以比拟的。当然目前由于伺服驱动器和运动控制器的限制用脉冲方式控制伺服电机也有一些性能方面的弱点。一是伺服驱动器的脉冲工作方式脱离不了位置工作方式二是运动控制器和驱动器如何用足够高的脉冲信号传递信息。这两个根本的弱点使脉冲控制伺服电机有很大限制。()控制的灵活性大大下降。这是因为伺服驱动器工作在位置方式下位置环在伺服驱动器内部。这样系统的PID参数修改起来很不方便。当用户要求比较高的控制性能时实现起来会很困难。从控制的角度来看这只是一种很低级的控制策略。如果控制程序不利用编码器反馈信号事实上成了一种开环控制。如果利用反馈控制整个系统存在两个位置环控制器很难设计。在实际中常常不用反馈控制但不定时的读取反馈进行参考。这样的一个开环系统如果运动控制器和伺服驱动器之间的信号通道上产生干扰系统是不能克服的。()控制的快速性速度不高。台达伺服系统在机械手上的运动稳定性调试时间:来源:未知编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置:大中小引言成型机专用机械手在市场上按照驱动类型主要分为两种类型:一种是气动元件驱动比较单纯的作低速点对点的运动控制的低端的机械手另一种就是需要采用高性能伺服系统作为驱动元件的高速精确定位高性能机械手。本文论述的是第二种机电伺服控制机械手机械手基于台达伺服系统技术。伺服系统在机械手上的应用有很多与一般伺服应用场合的不同之处比较客户使用的是某日系系列伺服系统台达伺服通过合理的设计能够达到更高的性能指标同时又能降低客户的成本提高其产品的性价比。台达伺服系统应用设计工艺要求机械手的工艺要求伺服在带动机头作定位运行的过程中运行要平稳滑顺伺服的运行速度将决定机械手的工作效率是否能够满足客户的应用要求在高速定位的时伺服电机不能出现过冲震荡以及整定时间过长。以上的要求全都是在负载惯量比接近的条件下实现的。高性能伺服系统作为驱动元件的高速精确定位高性能成型机械手参见图。图高精度伺服控制成型机械手伺服系统本项目机械手是单轴结构的机械手基本的硬件配置分为控制部分和驱动部分。()控制器。控制器由单片机开发而成的手持式控制系统采用模拟量控制伺服驱动器()驱动器。台达ASDALA伺服驱动器ECMACES伺服电机也就是台达伺服的ASDA的驱动器驱动和ASDB的电机的AB的配置。()传动结构。伺服与负载之间的传动结构是采用:减速机和T型齿型钢丝PU皮带传动。()系统框图。伺服控制系统框图设计参见图。图伺服控制系统框图伺服运动稳定性调试调试首先使用台达调试软件估测出负载惯量比为在这样的惯量情况下要实现伺服的高速响应必须要提高伺服增益以保证伺服的控制机能但是在将增益调整到一定的高度以后就必然会出现机械共振至于通过FFT软件抓取了机械共振点在Hz的频率附近所以设定了陷波滤波器的频率为Hz和衰减率为db以后,可以将伺服的速度控制增益调高到rads以上。但是在这样的增益下电机运行特性仍然很不好电机在定位时出现反复震荡不能快速定位只能继续拉高速度控制增益但是在增大速度控制增益的时候由于电流饱和而使电机又出现了震动在这样的情况下只能将共振低通滤波和外部干扰抵抗增益降低。这样就把速度控制增益提高到rads以上。伺服可以快速而准确的定位不再反复震荡。图、图两条曲线是由ASDA伺服调试软件抓取得实时曲线在这样的运行情况伺服的运行并不平稳伺服的运行情况是在加速时电机会出现高速加速伺服以rpm速度运行在运行到中间时伺服会出现一个明显加速过程伺服的运行速度在rpm左右这样的运行情况是无法满足客户的要求的。图控制器速度命令曲线图电机运行速度曲线通过观察两条曲线(控制器速度命令曲线和电机运行速度曲线)可以发现伺服电机几乎是完全按照上位机速度运行命令在运动的可是为什么会出现这种加减速过程呢,通过与其他工程师沟通和共同研究发现由于负载惯量过大造成伺服速度响应不够快使得速度误差过大所以伺服在不断的针对速度误差进行积分整定而该机械手控制器在作位置控制的时候接受伺服编码器信号作积分整定的积分环节时控制器在采集到伺服编码型号以后对位置误差的积分整定非常缓慢从而造成命令处理速度过慢而使速度命令出现波动也同时使伺服电机运行不平稳滑顺。针对这种现象将伺服的速度积分补偿调至,使伺服驱动器对于速度误差不进行积分整定而使得电机运行平稳同时由于上位机作位置控制使得伺服电机定位并没有明显的影响。降低速度积分补偿参数以后发现曲线明显变化电机运行也相对平滑多了图这是用伺服示波器抓取的波形。限于篇幅略写伺服相关参数列表。图控制命令与电机速度曲线结束语台达ASDA伺服运行效果在极限测试时可以完全超过日系某名牌伺服系统的运行效果最高速度可以达到rpm定位的整定时间在ms以内。整个mm行程内从启动加速到中间平稳运行到快速定位整个过程及机头保持高速而又运动平稳伺服电机运行稳定滑顺。伺服放大器编码器脉冲输出信号的采集时间:来源:未知编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置:大中小三菱伺服放大器MRJS的CNA接口可以输出A、B、Z相脉冲此脉冲为差动输出方式而三菱FX系列PLC主单元在进行高速计数时只能处理集电极信号如果需要将此脉冲从PLC的输入端输入并用高速计数功能计数则用直接连接方式不能连接这是可以在差动输出脉冲后增加一个高速光耦将差动输出的两端(如LA、LAZ)接到光耦的输入端光耦的输出端接到PLC的输入端即可完成接线。注意点:电路中应串联一个欧姆的电阻光耦应为高速光耦否则在电机高速运行时信号不能完全采集。根据伺服放大器号参数可计算出电机每转一圈输出的信号为个(号参数默认值为其为A相B相脉冲乘以被后的值在FXU中用此功能并与DHSZDPLSY指令使用可以实现脉冲输出的频率改变(频率改变时位置可以设定)。分享到:QQ空间新浪微博腾讯微博人人网怎样学好PLC编程时间:来源:wwwdqjswcomcn编辑:电气自动化技术网点击:次字体设置:大中小看到很多网友问学习PLC的方法,现将我个人学习PLC编程的心得总结如下大家有更好的方法请补充:有一定的电工基础掌握传感器、接近开关、编马器、气动元件等常用器件的使用及继电器控制原理。再学数制及数制转换掌握二进制、八进制、十六进制、BCD码、ASCI码的概念。选择你所在地区流型的PLC品牌做为学习的机种学会后可以更好的与实际工作对接。买台手提电脑(配制不低于CPU最好是双核或以上,G内存,硬盘G,带串口)必备学习及外出干活的工具。学会电脑的基本操作如开机关机、文件保存以及WORD、EXCEL办公软件的基本应用(电脑使用者必会)常用软件的安装与卸载(如编程软件的安装和卸载)打字(用于程序起名及加注释)。寻找PLC编程软件及仿真软件、教学软件(当然还要学会使用它们)。必备学习用具。买相关书及视频教材(电气自动化技术网有欧姆龙西门子松下PLC视频教程直播)。学习资料。找齐该PLC编程手册、使用手册、使用案例,可从网上收集或参加产品推广会获得。工作中肯定会用到的资料以上准备好后,您可以自学PLC了,一般来说PLC梯形图的基本指令好学,其逻辑关系与继电器控制原理图相通。但功能指令就难很多了。最好是到有实力口碑好的学校培训比起自学可缩短学习时间学得更系统还可多交恩师、学友以利于今后发展。用一切办法多结识周围的同行、PLC厂家、代理商以便于得到他们的帮助及有用的信息。坚持学习,多与同行交流,多动手实践编程是理论与技能高度结合的,应多看书多实践才能提高编程技术。当外出包工程时,还要准备该类型PLC程序解密软件因为有时你会忘记自己程序中已加的密码还有时是别人加密的程序客户要你J将它再优化、增加新功能、修改参数、将原来定时停机的程序删除。这也是很多人找解码软件的原因。

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