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Kinco智能伺服控制技术综述1.产品简介2.产品性能综述3.工作模式4.伺服性能的调整5.典型方案目录一、Kinco伺服产品简介同步无刷伺服电机有效工作扭矩从0.2到15Nm有23、34、42系列各种规格自带编码器分别率8000PPR可选配抱闸可选配减速机多极旋转伺服电机型号工作扭矩[Nm]额定相电流[A]法兰尺寸[mm]长度[mm]23S16-0560-803J7-AA0.455.657.27323S21-0560-803J7-AA15.657.28823S31-0650-803J7-AA1.86.557.211123S41-0650-803J7-AA2.86.557.214434S42-0560-A03JA-AA3.55.68611834S80-0850-A03JA-AA68.58615634S90-0950-A03JA-AA89.58619542S90-1400-A03JA-AA1514110180多极旋转伺服电机型号多极对的两相无刷同步电机。低速的力矩远优于同尺寸的普通的三相无刷电机。电机的过载性能优秀，可较长时间提供短时的大扭矩。速度的均匀性能优秀。可以提供较大的加减速度，动态性能好。但高速的力矩性能较差。特点2000－3000RPM下工作扭矩恒定，范围1－13Nm分辨率8000PPR自带抱闸0.5-5Nm高速旋转伺服电机型号直流无刷高速伺服电机型号型号工作扭矩[Nm]额定相电流[A]法兰尺寸[mm]最大速度[rpm]80B310.94.780300080B3214.380400080B331.85.0803000110B312.84.41103000110B323.54.91103000110B3365.11101500直线伺服电机同步直线电机大动力直线驱动器件高强度的机械结构，优异的控制性能推力从220N到1650N带分辨率为0.1µm光栅尺，组成高精度的全闭环伺服系统快速响应、简化驱动结构型号最大推力[N]电机电流[A]重量[Kg]尺寸长x宽x高[mm]SLM-025-192-200220112.2192x59x43.9SLM-040-192-20044092.9192x74x43.9SLM-040-368-200880185.7368x74x43.9SLM-080-380-20016501610.5380x114x38型号直线伺服电机型号电流、速度和位置的全闭环数字控制可通过ProfibusDPorCAN,RS485(PPI),RS232,Step&Directionand+/-10V(10bit)控制可设置的电子齿轮比带8个数字输入，实现对256段内部可编程程序段控制带2个可编程的输出口通过CANOpen进行插补控制灵活设置抱闸时间ED伺服驱动器型号最大功率RS232CANProfibusRS48512位DACED100-AA560W有有ED100-LA560W有有ED100-PA560W有有ED200-AA1800W有有有ED200-ZA1800W有有有有ED200-PA1800W有有ED200-QA1800W有有有ED216-AA3600W有有有有ED216-ZA3600W有有有ED216-PA3600W有有有ED216-QA3600W有有型号1型号最大功率RS232CANProfibusRS48512位DACED200-ZA1800W有有有有ED200-QA1800W有有有ED21A-ZA3600W有有有有ED216-QA3600W有有有型号2二、产品性能综述驱动器概述电流、速度和位置采用全数字控制。采用24V～150V的直流输入电源。输出功率最高可达3600W。可通过RS232,RS485,Profibus或CAN设置参数。具备数字的I/O和模拟的I/O。可进行内部的运动控制编程。两个模拟量口用作内部变量的监控抱闸智能控制可自动减少电压的输出通过数字输入使能驱动器和复位故障状态通过数字输出指示ready状态可监控电流短路，欠压和过压，过热，编码器故障和I2T等故障最多存储256个运动曲线（含位置，速度，加速度）可编程的两个输出口，常用于故障、到位、找到原点等信号输出伺服性能环的性能：电流环：16KHz62.5微秒速度环：4KHz250微秒位置环：1KHz1毫秒示波器的功能：可通过软件的示波器可以方便的配合伺服的调整内部示波器反馈方式Kinco系列伺服电机全部配增量式编码器，8000PPRECOVARIO驱动器支持绝对式编码器。输入输出8个数字的输入点（含上下限位、原点输入），可用于触发内部的程序段工作。2个数字量的输出，可以配置作为不同状态的输出。1个10位分辨率的模拟量输入，可用于速度的控制。2个10位分辨率的模拟量输出，可通过编程配置为不同用途。输入输出端子三、伺服工作模式速度模式位置模式力矩控制模式回原点控制模式模式列表位置速度力矩•有的应用要求高性能的速度控制纸或布的张力控制－速度变化将引起张力的变化–磨床－速度变化影响表面研磨的效果速度模式•大部分的应用需要精密的位置控制(0.5degrees)–机床加工工件时的精确定位–机器手臂的定位–精确的定长进给–电子元件贴装用精密XY平台位置模式绝对式和增量式位置控制增量式位置控制在当前位置正向或反向移动一个距离，例如当前位置450，当增量式定位值＝200时，将移动到450＋200＝650的位置绝对式位置控制直接移动到设定的目标位置上,例如当前位置＝450，当绝对定位位置＝200，将移动到下面坐标的200位置•原点是定义为零位置的一个参考点•原点由开关的关断来识别•回原点运动一运行，控制器就开始去寻找原点开关•实际的回零点通常采用常开型开关，以免开关一直通电。•Kinco伺服提供27种回原点方式，即可以用外部的开关信号，又可以用电机编码器的Index信号，还可以用机械末端位置等做为原点信号原点开关回原点控制•软件限位：Kinco伺服软件可编程定义一个从原点开始的正负两个方向位移作为正方向和负方向最大限位行程。•硬件限位：采用物理开关触发紧急停止的动作程序。EOTEOT限位开关控制方式1.通过I/O触发内部程序控制2.脉冲和方向控制3.主从跟随控制4.模拟量速度控制5.通过串行通讯控制6.通过现场总线控制Kinco伺服提供下面多种控制方式,实现不同的工作模式：1.I/O触发程序段内部可编辑256段控制程序，程序之间可通过事件触发逻辑跳转。程序中可控制电机的运动，也可以控制计数和定时功能。程序中可以控制I/O。可以通过I/O来触发不同的程序段，共8个Input，即可以直接设定为调用16段（8个输入的上升沿和下降沿共16种状态）程序，也可以通过BCD码方式调用内部256段程序。InputPort配置表2.脉冲和方向模式可采用主编码器接口X7作为外部脉冲和方向信号的输入口。配置驱动器的电子齿轮的映射为目标速度或目标位置。可配置电子齿轮比。可配置不同的齿轮模式，采用不同的输入信号，如：P/D，CW/CCW,AB相脉冲。为保证信号的可靠接收，最好使用我们提供的PDC伺服连接器，可以有效的避免外界信号的干扰。PDC伺服连接器性能特点1.内部采用高速光耦隔离器件进行光电隔离,大大提高了产品的抗干扰能力.2.内部有差分信号转换器,所以输入端可以直接接差分信号或者TTL信号.3.可以将脉冲频率为1MHZ的高频信号准确的输出.性能特点1.内部采用高速光耦隔离器件进行光电隔离,大大提高了产品的抗干扰能力.2.内部有差分信号转换器,所以输入端可以直接接差分信号或者TTL信号.3.可以将脉冲频率为1MHZ的高频信号准确的输出.3.主从跟随模式可通过主编码器（外部或者主伺服）的信号控制从机做跟随的模式。可以设置不同的电子齿轮比实现同步跟随。可以多个从机跟随同一个主编码器的运动。跟随的方式可以采用速度或者位置的跟随。轴2齿轮虚拟轴轴1齿轮轴3凸轮•从动组的成员轴以不同的电子齿轮比跟随虚拟主轴的运行多个从轴跟随一个主轴4.模拟量速度控制模式可以通过-10V~+10V模拟量的输入口控制伺服的速度。需要先映射模拟输入为目标的速度。设定驱动器工作在速度控制的模式。可通过设置不同的计算因子来提高模拟量控制的精确度。5.串行通讯模式可以提供开放的串口通讯协议，PC.PLC.单片机等具有串口的设备均可以利用该协议和ED通讯。可通过RS232和RS485来控制驱动器的参数和运转。可通过串口监控伺服的运转状态。RS232，Baud9.6k，最大15个站点，最大电缆长度15mRS485,Baud38.4k，最大15个站点，最大电缆长度450meView触摸屏直接连接ED伺服，最多可以连接15个站点触摸屏(PLCRS232)口EDX5(RS232)RxD3---------------------------2TXTxD2---------------------------3RXGND5---------------------------5GNDeView与单台ED伺服驱动器之间的通讯eView与多台ED伺服驱动器之间的通讯eView触摸屏与ED通讯RS485,Baud38.4k，最大15个站点，最大电缆长度450mED伺服的RS485通讯6.总线通讯模式支持CANopen、ProfibusDP总线。可通过总线控制驱动器的参数和运转。可通过现场总线实现多轴的联动或者插补。四、伺服性能的调整伺服系统工作原理指令速度实际位置MotorFB+-+-+-PcompVcompIcomp实际速度指令电流Vder*实际电流电流,速度和位置闭环：控制环的结构系统阶跃响应•控制环调整的情况可以通过系统对于阶跃信号的响应来反映。•如果控制环的带宽越大则环的响应的上升时间越短，响应越快。•更高的控制环的比例增益则会有更大的带宽。•红线显示的状态存在过冲振荡的现象，环路的增益调整过大，绿线显示的状态表明环路的调整效果良好。•如果强调系统的响应的时间，可以适当调大增益，允许存在一些振荡。时间实际速度振荡Tr伺服调整的基本要求•伺服电机系统的控制环只能在驱动能力范围内才能进行良好的调整。•先调整核心的速度环，不要在速度环带宽很低没有得到良好的调整的情况下直接调整位置环。•在调整控制环前需要确定系统的接地和屏蔽良好，防止外部的干扰影响环路的调整。•在调整控制环前需要确定系统的机械结构坚固，连接可靠，任何的机械的松动都会降低系统的响应性能而导致控制环失调。速度环的调整TimeVelocity比例增益•较高的比例增益能够提高系统的响应的速度，但也容易产生过冲和振荡现象。•调整良好的状况是存在较小的过冲和振荡，但响应的速度较快。积分增益•较高的积分增益能够提高系统对于扰动的抵抗能力，但会导致振荡现象。•对于大摩擦的系统，增大积分增益显得更有意义。位置环的调整•位置环纯粹是一个数学计算的环路，只采用了比例控制。•速度的前馈直接作用于速度环，可以明显减小位置跟随的误差。•加速度的前馈直接作用于电流环，对于大惯量的系统可以明显提高响应的速度。问题•Z1：如何用Kinco伺服实现脉冲和方向的控制模式？•Z2：在控制环的调整中的基本要求是什么？•Z3：速度和加速度的前馈有什么作用？•Z4：稳定的伺服控制的三个环之间的带宽应该保证什么样的关系？•Z5：Kinco伺服的三个控制环的性能如何？五、典型应用•机械同步连杆•电子同步连杆•主从跟随（虚拟轴与从动组）•均匀排队系统•旋转剪切•飞切•跟踪灌装•线圈绕线•针对不同的产品必须花费大量时间调整齿轮比。•产能受到机械的限制。•机械误差导致同步出错。•从站离主站越远，相位误差就越大•传统的印刷和纺织机械主轴GearboxUniversalJoint从轴从轴(机械同步连杆)•去除机械连接，增加产能。•更换操作流程无需浪费停机时间。•消除机械误差带来的故障。•使用了虚拟轴技术电子同步连杆•在电子连杆应用场合，几个轴必须以不同的电子齿轮比同步