三菱电机伺服J2S培训课程讲义资料

三菱伺服系統教育訓練講義課程名稱：三菱泛用AC伺服系統基本及應用伺服的定義『伺服』(servo)字義來自奴隸(servant)一詞，在控制系統上係指對控制命令的精確追隨能力(null tracking capability)；通常應用於伺服機構的(servo mechanism)速度、加速度及位置控制之閉迴路系統。

指令部控制部主迴路部伺服馬達Encoder可動部伺服驅動器設定馬達的種類TYPE構造優點缺點SM型伺服馬達(同期型)1. 迴轉子：永久磁鐵2. 固定子：線圈1. 免維護2. 優良的耐環境性3. 大扭力4. 停電時發電制動可能5. 小型‧輕量6. 高功率比率1. 伺服驅動器較複雜(與DC馬達相比)2. 馬達與驅動器必須1對1對應3. 磁石可能會減磁IM型伺服馬達(感應型)迴轉子、固定子皆為線圈1. 免維護2. 優良的耐環境性3. 高速‧大扭力4. 大容量時效率佳1. 伺服驅動器較複雜(與DC馬達相比)2. 停電時制動不可4. 馬達與驅動器必須1對1對應DC伺服馬達 1. 迴轉子：線圈2. 固定子：永久磁鐵3. 整流子、碳刷1. 伺服驅動器構成簡單2. 停電時發電制動可能3. 小容量價低4. 高功率比率1. 整流子須定期維護2. 有碳粉產生(碳刷)，不適合無塵室等場所3. 整流碳刷的關係，高速大扭力使用不可4. 磁石可能會減磁定位方式比較分類速度控制方式位置控制方式方式Limit switch方式脈波計數方式脈波指令方式硬體構成INV+感應馬達+Brake+減速用開關+停止用開關PLC(DA模組、高速Counter)+INV+感應馬達+EncoderPLC(定位模組)+伺服驅動器+伺服馬達(含Encoder)停止精度約±0.5～5.0mm約±0.5～5.0mm約±0.0001～0.05mm控制模式種類模式位置控制模式速度控制模式扭力控制模式指令脈波類比電壓(0～±10V)類比電壓(0～±8V)應用例1. 滾輪送料2. 製袋機3. X-Y Table…等1. 輸送帶2. 定速機械…等1. 卷取機械2. 沖壓機械…等三菱泛用伺服分類1.MR-C系列：30W～400W2.MR-J系列：50W～3.5KW3.MR-J2系列：50W～3.5KW4.MR-J2-Super系列：50W～7KW5.MR-H-N系列：50W～55KW(30KW ～55KW為440V)◆A-type：泛用標準界面(MR-J2-A、MR-J2S-A 、MR-HAN)◆B-type：SSC-NET(BUS-LINK) (MR-J2-B、MR-J2S-B 、MR-HBN)◆C-type：1軸控制內藏(MR-J2-C、MR-HACN)形名構成✹伺服驅動器M R -J 2 S - 1 0A 1無:三相AC200V 、單相AC230V ，1:單相AC100V(預定販賣)A:標準脈波列、類比I/F ，B:SSCNET10、20、40、60、70、100、200、350、(500、700)伺服驅動器系列名✹伺服馬達H C -K F S 0 53軸端加工K:槽鍵D:D 型軸減速機:G1、G2電磁剎車B:附電磁剎車額定旋轉速度r/min 1:1000 2:2000 3:3000額定輸出05:50W~70:7KW馬達系列MFS 、KFS 、SFS 、RFS 、UFS<檢出器解析度17bit>伺服馬達系列名✹於既有之型名追加Super 之S ✹減速機與既有品相同✹外形尺寸及安裝具互換性馬達容量區分✹對應之伺服驅動器(MR-J2-SUPER系列)HC-系列旋轉速度r/min額定/最高容量(W)305010050075085010002000300035007000用途小容量低慣性KFS新規開發超低慣性MFS中容量中慣性SFS低慣性RFS扁平型扁平型UFS3000/45003000/45001000/15002000/30003000/30003000/45002000/30003000/4500皮帶驅動裝置ROBOT嵌入機插件機運輸裝置繞線機X-Y TABLE食品機械高頻度定位裝置食品機械ROBOT縫紉機✹KFS馬達慣性為MFS馬達之3~5倍，可構築更安定的系統使用方便三菱泛用伺服組成馬達HC-KFS43HC-SFS102驅動器MR-J2S-40A MR-J2S-100A 接頭MR-J2CN1MR-J2CN1CN1端子台MR-TB20T+MR-J2TBL2T MR-TB20T+ MR-J2TBL2T接頭MR-J2CNM MR-J2CNSCN2連接線MR-JCCBL□T MR-JHSCBL□T電源接頭MR-PWCNK1MR-PWCNS1(MR-PWCNS2)回生電阻內藏內藏伺服馬達系列HC-KFS 系列（小容量‧低慣性）伺服馬達型名 HC-KFS 053(BG)13(BG)23(BG)43(BG)73(BG)預定發售 型名規格伺服驅動器型名 MR-J2S-10A 10A 20A 40A 70A 電源設備容量(kVA)（注2）0.30.30.50.9 1.3額定輸出容量(W)50100200400750連續特性額定轉矩(N ．m{kgf ．cm})0.16{1.62}0.32{3.25}0.64{6.5} 1.3{13.0}—最大轉矩(N ．m{kgf ．cm})0.48{4.86}0.95{9.74}1.9{19.5}3.8{39.0}—額定旋轉速度(r/min)3000最大旋轉速度(r/min)4500瞬時容許旋轉速度(r/min)5175連續額定轉矩時的功率比率(kW/s) 4.7812.19.6524.2—額定電流(A)0.83 1.1 2.3—最大電流(A)2.53.4 6.9—沒有選配（注4）（注4）（注4）220—MR-RB032(30W)（注4）（注4）（注4）660—回生剎車頻度（回／分）（注3）MR-RB12(100W)——（注4）2200—J(×10-4 kg ．m 2)0.053(0.056)0.084(0.087)0.42(0.47)0.67(0.72)—慣性矩( )為附B GD 2(kgf ．Cm 2)0.21(0.22)0.34(0.35) 1.68(1.88) 2.68(2.88)—建議負載慣性矩比伺服馬達慣性矩15倍以下（注5）速度．位置檢出器編碼器、伺服馬達1轉的分解能：131072 P/rev裝 備 品編碼器、油封構 造全閉自冷（保護方式IP55）（注6）周圍?度0～40℃（避免結凍），保存：-15～70℃（避免結凍）周圍濕度80%RH 以下（避免結露），保存：90%RH 以下（避免結露）周圍氣體屋?（避免陽光直接照射）、沒有腐蝕性氣體、易燃氣體、油霧、塵埃等環 境標高／振動海?1000m 以下／X,Y ：49m/s 2{5G}伺服馬達︿注1﹀質 量 (kg) ( )為附B ?0.40(0.75)0.53(0.89)0.99(1.6)1.45(2.1)3.0(4.0)伺服馬達規格說明驅動器規格說明伺服驅動器形名MR-J2S-10A20A40A60A70A100A200A350A500A預定販賣700A預定販賣10A120A140A1電壓．頻率(注1)三相AC200～230V／50,60Hz或單相AC230V／50，60Hz（注2）三相AC200～230V／50,60Hz（注2）單相AC100～120V／50,60Hz容許電壓變動三相AC170～253V／50,60Hz或單相AC207～253V／50，60Hz三相AC170～253V／50,60Hz單相AC85～127V／50,60Hz電源容許頻率變動±5%以內控制方式正弦波PWM控制．電流控制方式動態剎車器內藏（注3）速度頻率響應550Hz以上保護機能過電流切斷、回生過電壓切斷、過負載切斷（電子線圈）、伺服馬達過熱保護、檢出器異常保護、回生異常保護、不足電壓．瞬時停電保護、過速度保護、誤差過大保護最大輸入脈波頻率500kpps（差動輸入方式時），200kpps（開集極方式時）定位回饋脈波伺服馬達旋轉1轉分解能：131072 P/rev指令脈波倍率電子齒輪A/B倍A＝1～65535或131072，B＝1～65535 1/50＜A/B ＜500定位完了幅設定0～±10000pulse（指令脈波單位）誤差過大±10回轉伺服驅動器位置控制規格轉矩限制參數設定或依外部類比輸入設定(DC 0～+10V/最大轉矩)產品特長✹基本性能提升(發揮機械性能之極限)✷應答頻率、編碼器解析度提升✹使用方便、安裝時間縮短✷高性能即時自動調諧✷伺服馬達種類齊全✷共振濾波器、適應制振控制✹整體支援含有機械系✷模式適應控制✷機械分析機能、機械仿真機能✷增益搜尋機能✹耐環境、規格、與既有品可互換✷耐振動提升✷海外規格、馬達保護構造✷伺服馬達ID✷外形尺寸、安裝、各信號的互換性編碼器之高解析度化✹從小容量到中容量之機種，均採用絕對編碼方式: 17bit(131072p/rev)✹含高解析度編碼器之馬達尺寸與既有品相同✹同業狀況標準準標準J2-Super J2II MINAS-A容量全容量-750W1KW--750W750W以上-750W750W以上編碼器(bit)INC/ABSINC/ABSINC/ABSINCABSINCABSINCABSINCINC/ABS1213141516171819201KW以上1000010000高性能高性能即時自動調諧✹無論條件多麼嚴格的狀態下，均能正確推定出負荷慣性<在極嚴格場合下，負荷慣性瞬時推定之比較>例:HC-MFS13、螺桿螺距6mm 、負荷慣性瞬時比5.6倍之場合、垂直軸不平衡負荷20%、磨擦轉矩約15%、加減速轉矩額定之1.4% HC-MF13:推定值:實際之負荷慣性瞬時比3020100慣性倍率時間[sec]51015既有自動調諧啟動HC-MFS13:推定值:實際之負荷慣性瞬時比302010慣性倍率時間[sec]51015高性能即時自動調諧啟動新共振濾波器✹在機械系剛性低的地方，轉矩傳動部份會有軸共振情形發生。

三菱伺服培训教材第一章概要1.1运动控制器的特点1.2.1实模式概略1.2.2实模式框图1.3.1虚模式概略1.3.2虚模式框图1.4系统建立步骤1.5小结1.1运动控制器的特点1、QPLC CPU和多CPU系统复杂的伺服控制由Q MOTION CPU模块进行处理，其他的机械控制，过程控制由QPLC CPU负责2、符合多用途的产品Q172CPU1~8轴的多轴定位功能Q173CPU1~32轴的多轴定位功能3、可与伺服放大器进行高速的串行通讯通过SSCNET网络进行高速通讯，可进行伺服数据收集、参数变更、伺服测试、伺服监控、机械言程序监控。

4、可实现绝对位置系统通过带有绝对位置编码器的伺服马达可以实现绝对位置定位。

5、操作系统（OS）可变更根据不同的工艺控制要求，可以选择对应适用的OS版本•SV13用于搬运及组装。

如搬运机、注塑机、涂装机等•SV22用于自动机。

如同步控制，食品、包装等•SV43用于机床行业•SV51用于机械手6、凸轮软件（仅用于SV22）将机械机构中常用的凸轮机构以伺服马达控制，变换为虚拟模式的凸轮输出。

7、机械支持语言（仅用于SV22）将运动从原来的机械性的整合解放出来，通过软件对机械机构的运动控制器进行处理，从而执行伺服马达的控制，可以提高定位控制的功能和性能，通过电气化的方式减少机械结构上的制约，达到更合理的设计效果。

减少系统成本。

1.5小结第二章功能说明2.1运动控制器规格2.2运动控制器的系统配置2.2.1Q173CPU2.2.2Q172CPU2.2.3Q172LX/EX2.2.4Q173PX2.3小结2.3小结本章主要说明的Q运动控制器系统的硬件组成、Q172/Q173CPU之间的功能比较以及运动控制器专用模块的功能说明第三章多CPU系统3.1多CPU系统概述3.2多CPU的安装位置3.2.1多CPU输入输出编号3.3共享存储器的自动刷新3.4多CPU运动控制器专用指令3.4.1SFC程序启动命令SFCS3.4.2SFC程序启动命令SVST3.4.3值变更命令CHGA/CHGV/CHGT3.4.4软元件读取/写入DDWR/DDRD3.5小结3.1多CPU系统概述多CPU系统将多台（最多4台）QPLC CPU/Q Motion CPU安装在基板上，由各QPLC CPU/Q Motion CPU对输入输出模块，智能模块进行控制的系统。