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
11什么是运动控制和运动控制器1
12通用型运动控制器1
121通用型运动控制器的分类1
122通用型运动控制器具备的功能2
123运动控制器系统的构成3
13运动控制器应用领域和发展趋势3
14运动控制器是工业自动化领域新的潮流和支柱5
15我国运动控制器行业的市场规模6
16焊接生产线控制系统的解决方案6
161焊接生产线的工作要求6
162解决方案7

第2章运动控制器技术性能及选型9
21QD77运动控制器技术规格和功能9
22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
31系统配置与配线12
311运动控制器在控制系统中的位置12
312QD77内部规定的输入/输出信号13
32运动控制器与PLC CPU之间的输入/输出信号14
321输入信号14
322输出信号16
33与外部设备的接口18
331外部信号18
332输入信号19

第4章运动控制器的参数23
41参数23
42参数的详细解释26
421基本参数126
422基本参数227
423详细参数128
424详细参数233
425回原点参数136
426回原点参数237

第5章运动控制器的基本定位运动控制39
51QD77的定位数据39
511点到点的定位流程39
512定位数据的内容存放和设置40
52对定位数据的解释41
521运行模式——Da141
522运动指令——Da242
523加速时间编号——Da343
524减速时间编号——Da443
525设置在2轴插补运行的“对方轴”——Da543
526设置定位地址/移动量——Da643
527设置圆弧地址——Da744
528设置指令速度——Da844
529设置停留时间或JUMP指令的跳转目标点——Da944
5210设置M指令/条件数据编号/循环执行次数——Da1045
53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
61运动指令47
62运动指令详解48
6211轴直线控制48
6222轴直线插补49
6233轴直线插补51
6244轴直线插补52
625定长进给53
626圆弧插补55
627速度控制59
628速度/位置切换控制62
629位置/速度切换控制65
6210更改当前值65
6211NOP指令66
6212JUMP指令66
6213LOOP指令和LEND指令68
63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
71高级运动控制的定义70
72运动块的定义70
73程序区的定义72
74运动块数据的设置74
741启动数据的设置76
742条件数据的设置77
743设置样例79
744多轴同时启动80
745无条件循环81
746有条件循环81
75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
81系统控制指令84
82轴运动控制指令85
83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
91系统状态的监视信号98
92轴运动状态的监视信号102

第10章回原点及点动模式112
101JOG运行112
1011JOG运行的定义112
1012JOG运行的执行步骤112
1013JOG运行所需要设置的参数114
1014JOG运行的PLC程序的编制115
102微动运行116
1021微动运行的定义116
1022微动运行的PLC程序的编制117
103回原点运行118
1031回原点的一般过程和技术术语118
1032回原点参数的设置119
1033编制回原点的PLC程序120

第11章手轮模式121
111手轮模式概述121
112常用手轮的技术规格121
1121技术规格122
1122对手轮技术术语的说明123
113手轮与控制器的连接126
1131运动控制器的接口126
1132与手轮相关的各引脚定义126
1133差分型手轮的连接126
1134集电极开路型手轮的连接127
1135接线示例128
114手轮脉冲的移动量129
115手轮运行执行步骤129
1151基本步骤129
1152手轮运行必须使用的参数130
1153手轮运行的启动条件130
116编制手轮运行的PLC程序132

第12章自动模式134
121自动模式的选择设置工作流程134
122指令设置135
123参数设置136
124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
131辅助功能概述139
132回原点辅助功能140
1321任意位置回原点功能140
1322原点移位调整功能142
133用于补偿控制的功能144
1331反向间隙补偿功能144
1332行程补偿功能（调整电子齿轮比）144
1333连续轨迹运行的减振功能145
134限制功能145
1341速度限制功能146
1342转矩限制功能146
1343软限位148
1344硬限位150
1345紧急停止功能152
135更改控制内容的功能153
1351速度更改功能153
1352速度倍率调节功能155
1353转矩更改功能156
1354目标位置更改功能157
136绝对位置检测系统160
137其他功能161
1371单步运行161
1372中断跳越功能162
1373M指令163
1374示教功能165

第14章编制运动控制器相关的PLC程序168
141为什么要编制PLC程序168
142编制PLC程序前的准备工作168
143编制PLC程序的流程174
1431程序结构174
1432设置参数和定位数据的PLC程序模块175
1433初始化程序175
1434常规工作程序176
1435辅助功能程序176
144对PLC程序的详细分段解释177
1441工作模式选择177
1442JOG模式178
1443手轮模式178
1444回原点模式179
1445自动模式181
1446M指令的处理方法182
1447速度倍率183
1448单步运行183
1449跳越运行185
14410示教运行185
14411连续运行中的中断停止186
14412重启186
14413改变目标位置值187
14414更改转矩187
14415初始化程序187

第15章伺服系统的技术规格及选型192
151伺服系统的基本性能指标192
152控制模式及性能指标194
1521位置控制模式194
1522速度控制模式194
1523转矩控制模式194
1524保护功能194
153基本功能说明194
154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
161主电源回路/控制电源回路接线197
162接通电源的步骤198
163位置控制模式接线图199
1631接线说明199
1632信号详细说明200
164速度控制模式202
1641概述202
1642设置203
165转矩控制模式205
1651概述205
1652设置206
166位置/速度切换控制工作模式208
167速度/转矩切换控制工作模式209
168转矩/位置切换控制工作模式210
169报警发生时的时序图210
1610带电磁制动器的伺服电动机210
1611接地214

第17章伺服驱动器输入/输出信号及配线216
171输入信号216
172输入信号的详细说明218
173输出信号221
174输出信号的详细说明222
175第2类输入信号223
176第2类输出信号224
177电源端子224
178I/O端子使用详细说明224
1781开关量输入/输出225
1782脉冲输入225
1783脉冲输出226
1784模拟量输入227
1785模拟量输出227

第18章伺服系统的参数228
181参数组的分类228
182基本参数229
183增益及滤波器参数237
184速度控制和转矩控制模式的参数247
185关于模拟量监控259
186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
191伺服调试的理论基础268
1911伺服系统调试的三环理论268
1912伺服系统的一般调节方法269
1913速度控制特性及整定269
1914位置控制特性及整定270
1915过象限误差270
192通用伺服系统的调试271
1921调试模式的选择271
1922各调试模式功能概述272
193自动调试模式下的调试方法273
1931自动调试模式1273
1932自动调试模式2274
1933自动调试模式的动作274
1934调试的注意事项275
1935自动调试模式的调试顺序275
1936伺服系统响应性设置277
194手动模式的调试方法278
1941速度控制模式的调试278
1942位置控制模式的调试279
195插补模式的调试方法281
1951相关参数281
1952调试顺序281

第20章消除振动的方法283
201可能发生的振动类型283
202滤波器的设置和使用283
2021机械系统共振的处理对策——消振滤波器的设置284
2022高频共振的处理对策——高频消振滤波器的设置285
2023滚珠丝杠类振动及处理对策287
2024工件端部振动及支架晃动的处理对策1287
2025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
211制定解决方案的流程293
212项目背景调查293
213机床或生产线的基本要求294
214生产线工艺流程图295
2141生产线的总工艺流程图295
2142焊接机工艺流程图296
215确定控制方案298
216控制程序构建298
2161PLC顺控程序结构298
2162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
221机床结构及功能302
222热处理机床的工作流程303
223控制系统的解决方案304
224运动控制器应设置的数据304
225运动流程的构成311
2251运动流程的构成方案及比较311
2252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
231旋转滚筒机床的运动控制要求314
232控制系统的配置315
233运动控制方案的制定315
2331基本刚性坐标系315
2332旋转排架动态位置的确认316
2333对定位程序的处理317
234滚筒机床回原点的特殊处理319
2341滚筒机床设置原点的要求319
2342计数型回原点方式319
2343原点移位调整功能的使用320
235环形运动机械的行程限制321
236伺服电动机调整的若干问题323
2361伺服电动机上电后出现剧烈抖动323
2362伺服电动机上电和断电时负载突然坠落324
2363伺服电动机定位时静态转矩不足324
2364全部加载后性能有明显变化325
237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
241压力机控制系统的构成及压力控制要求326
242压力机工作压力与伺服电动机转矩的关系327
243实时转矩控制方案327
2431实时转矩值的读取327
2432实际自动工作状态转矩值的测试327
2433实时转矩控制的PLC程序329
244转矩限制方案329
2441作为控制指令的转矩限制指令329
2442使用转矩限制指令的若干问题330
2443关于报警331
245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
251项目要求及主控制系统方案332
2511项目要求332
2512主控制系统方案332
252同步控制设计方案333
253伺服系统的调试334
2531同步运行精度超标334
2532对伺服电动机工作参数的调整335
2533总结337
254对系统稳定性的判断和改善337
2541机械减速比的影响337
2542改变机械系统减速比提高系统的稳定性338
255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
261项目综述339
262各工步工作内容详述339
263控制方案340
264控制系统硬件配置341
265PLC程序结构341
266张力控制过程343
267小结345

第27章变频器伺服运行技术开发346
271对硬件的要求346
272FR-A7NS SSCNET Ⅲ通信卡的技术规格及使用347
273变频器相关参数的设置349
274运动控制器系统构成及设置350
275运动程序的编制351
2751回原点351
2752定位351
276虚模式下的同步运行351
277变频器做定位控制的硬件配置及定位精度352
278FR-A7AP卡的安装与接线352
279变频器参数的设定354
2710定位过程355
2711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
281项目背景357
282控制系统方案及配置357
2821方案及配置357
2822简易运动控制单元FX2N-1PG丰富的功能357
283基于1PG的自动程序编制358
284绝对位置检测系统的建立359
285定位不准的问题及解决方法360
286小结361

第29章PLC位置控制系统中手轮的应用技术开发362
291FX PLC使用手轮理论上的可能性362
292PLC程序的处理363
2921手轮的输入信号363
2922对手轮模式下启动信号的处理364
2923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
301项目综述366
302工艺流程和各工步内容详述366
303程序设计及控制方案367
3031主要控制对象367
3032数据采集及传送保存368
3033数据识别方案368
304主要PLC程序结构371
305小结373
参考文献374