交流伺服电机与运动控制卡的接口实验
交流伺服电机与运动控制卡的接口实验 一、 实验目的
1. 认知富士交流伺服电机及驱动器的硬件接口电路 2. 认知MPC2810运动控制卡的硬件接口
3. 掌握驱动器与MPC2810运动控制卡的硬件连接
二、 实验器材
MPC2810运动控制卡、富士交流伺服电机及驱动器,数控实验台II, 若干导线,万用表
三、 实验内容及步骤
有关富士交流伺服电机及驱动器的详细信息参见《富士AC 伺服系统FALDIC-W 系列用户手册》,有关MPC2810运动控制卡的详细信息参见《MPC2810运动控制器用户手册》。
一)、MPC2810运动控制器相关简介
MPC2810运动控制器是乐创自动化技术有限公司自主研发生产的基于PC 的运动控制器,单张卡可控制4轴的步进电机或数字式伺服电机。通过多卡共用可支持多于4轴的运动控制系统的开发。
MPC2810运动控制器以IBM-PC 及其兼容机为主机,基于PCI 总线的步进电机或数字式伺服电机的上位控制单元。它与PC 机构成主从式控制结构:PC 机负责人机交互界面的管理和控制系统的实时监控等方面的工作(例如键盘和鼠标的管理、系统状态的显示、控制指令的发送、外部信号的监控等等);运动控制器完成运动控制的所有细节(包括直线和圆弧插补、脉冲和方向信号的输出、自动升降速的处理、原点和限位等信号的检测等等)。
MPC2810运动控制器配备了功能强大、内容丰富的Windows 动态链接库,可方便地开发出各种运动控制系统。对当前流行的编程开发工具,如Visual Basic6.0,Visual C++6.0提供了开发用Lib 库及头文件和模块声名文件,可方便地链接动态链接库,其他32位 Windows 开发工具如Delphi 、C++Builder等也很容易使用MPC2810函数库。另外,支持标准Windows 动态链接库调用的组态软件也可以使用MPC2810运动控制器。
MPC2810运动控制器广泛适用于:激光加工设备;数控机床、加工中心、机器人等;X-Y-Z 控制台;绘图仪、雕刻机、印刷机械;送料装置、云台;打标机、绕线机;医疗设备;包装机械、纺织机
基于MPC2810运动控制器的典型运动控制系统由以下几部分组成: (1) MPC2810运动控制器、转接板及其连接电缆;
(2) 具有PCI 插槽的PC 机或工控机,安装有Windows2000 / XP 操作系统(不同型号的控制器支
持的操作系统可能不同);
(3) 步进电机或数字式伺服电机; (4) 电机驱动器; (5) 驱动器电源;
(6) 直流开关电源,为转接板提供+24V电源。
控制信号输出连接方法
MPC2810脉冲输出方式有两种:脉冲/方向模式和双脉冲模式。默认情况下,各控制轴按脉冲/方向模式输出。用户可以通过接口函数“set_outmode”(参见编程手册),将某轴的输出设置为两者之一。
编码器输入连接方法
MPC2810提供两路辅助编码器接口给用户使用,接收A 相、B 相和Z 相信号。另外,当使用控制器的编码器锁存功能时,控制器将编码器Z 相输入口D28、D29(第1轴)和D34、D35(第二轴)用作两路编码器的锁存信号差分接收端,接线方法如图3-10所示。若编码器锁存信号为单端信号,其接线方法如图3-11所示。图中限流电阻R 为220欧姆。
在增减脉冲模式下,外部脉冲的脉冲信号与板卡对应轴的A 相脉冲输入口相接,外部脉冲的方向信号与板卡对应轴的B 相脉冲输入口相接。
二)、富士伺服电机驱动器相关简介
伺服系统驱动器端口定义及接线图
※1)有关控制电源配线的注意事项记载在3-7 页中。 ※2)无制动器电动机没有该端子。
※3)源输出入使用时,请将DC24v 电源以点线方式配线。噪音吸收用的二极管也请以点线方式配线。
※端子符号M5 不与端子符号M24 连接。
脉冲方向控制方式的相关参数及端口定义
实验步骤:
1. 消化运动控制卡和伺服驱动器各端口、引脚定义,明确各种信号的功用。
2. 明确速度信号的传递过程和途径。
3. 画出运动控制卡、伺服驱动器、交流伺服电机的电气连接图,并作说明。
4. 在实验台上进行组装连接。 四、 实验注意事项
请绝对不要给伺服电机侧的U 、V 、W 端子连接商用电源 (200V)。否则有可能发生火灾和故障。 2.请在伺服电机侧的U 、V 、W 端子上接地线 (E),接线时,请不要弄错U 、V 、W 端子的顺序。否则有可能发生火灾和故障。
3.请绝对不要对编码器用端子进行耐压、绝缘阻抗和蜂鸣器测试。以防编码器破损。
对伺服电机侧的 U 、V 、W 端子进行耐压、绝缘阻抗和蜂鸣器测试时,请在切断与伺服放大器的连接后进行。
4.请不要接错编码器的端子的顺序。否则编码器和伺服放大器会破损。
附 MPC2810控制器与松下MINAS A4系列驱动器接线方式
实验思考题
1.MPC2810运动控制器的主要性能特征有哪些?
2.基于MPC2810运动控制器的典型运动控制系统由哪些部分组成?其主要应用领域?
(1) MPC2810运动控制器、转接板及其连接电缆;
(2) 具有PCI 插槽的PC 机或工控机,安装有Windows2000 / XP 操作系统(不同型号的控
制器支持的操作系统可能不同);
(3) 步进电机或数字式伺服电机;
(4) 电机驱动器;
(5) 驱动器电源;
(6) 直流开关电源,为转接板提供+24V电源。
MPC2810运动控制器广泛适用于:激光加工设备;数控机床、加工中心、机器人等;X-Y-Z 控制台;绘图仪、雕刻机、印刷机械;送料装置、云台;打标机、绕线机;医疗设备;包装机械、纺织机械、木工机械;装配生产线。
3. MPC2810控制脉冲输出方式有哪几种,参阅相关资料:绘图说明控制波形类型,其接
口函数的参数如何设置?标明对应输出引脚。
脉冲/方向模式和双脉冲模式。默认情况下,各控制轴按脉冲/方向模式输出。用户可以通过接口函数“set_outmode”(参见编程手册),将某轴的输出设置为两者之一。
4. MPC2810控制卡编码器输入连接方法?绘图说明
MPC2810提供两路辅助编码器接口给用户使用,接收A 相、B 相和Z 相信号。另外,当使用控制器的编码器锁存功能时,控制器将编码器Z 相输入口D28、D29(第1轴)和D34、D35(第二轴)用作两路编码器的锁存信号差分接收端,接线方法如图3-9所示。若编码器锁存信号为单端信号,其接线方法如图3-10所示。图中限流电阻R 为220欧姆。 在增减脉冲模式下,外部脉冲的脉冲信号与板卡对应轴的A 相脉冲输入口相接,外部脉冲的方向信号与板卡对应轴的B 相脉冲输入口相接。
5. 实验中富士交流伺服电机驱动器的各端口的定义
6. 实验中富士交流伺服电机驱动器与MPC2810运动控制卡配合使用其硬件接口电路如何
连接?画图说明。软件接口如何定义,参数如何设定。
7. 本实验是闭环控制,画图说明信号传递过程和途径。
8. 根据实验中连线,设计两个伺服轴的控制接口电路(含交流伺服电机)。
9. 自我体会总结实验所得。