單軸機械手定位控制系統的安裝與調試《變頻及伺服應用技術（西門子）》CONTENTS目錄任務導入01任務實施02學習目標①掌握單軸機械手控制的硬件接線圖；②能夠使用運動控制指令編寫機械手控制程序；③能夠使用博途軟件調試程序；④養成“6S管理”的職業素養。.

5.一、任務導入機械手控制示意圖

如圖所示，三相步進電機拖動機械手在絲杠上左右滑行，步進電機旋轉一周需要1

000個脈沖，每旋轉一周行走5.0mm。絲杠上設置3個限位開關，分別是原點開關SQ1、左限（即上限）開關SQ2和右限（即下限）開關SQ3。通過博途軟件上的位存儲器控制機械手使能、左右點動、絕對定位、相對定位、復位、暫停和回原點，軸的移動距離及速度通過博途軟件設置，并將軸的當前位置和速度顯示在PLC中。二、任務實施【訓練設備和工具】CPU1215CDC/DC/DC步進驅動器安裝有博途軟件的電腦

西門子CPU1215CDC/DC/DC的PLC1臺、3ND583步進驅動器1個、三相步進電機1臺、安裝有TIAPortalV15軟件的計算機1臺、網線1根、行程開關或光電開關、電阻若干、《S7-1200可編程控制器系統手冊》、通用電工工具1套。步進電機1.硬件電路單軸機械手控制系統接線圖1.硬件電路細分設置表2.程序設計觀看視頻伺服電機《變頻及伺服應用技術（西門子）》CONTENTS目錄課堂導入01伺服電機的分類02伺服電機的內部結構及工作原理04伺服電機的銘牌和外部結構03課堂小結05學習目標①能說出伺服電機的外部結構和內部結構；②能說出伺服電機的分類；③了解伺服電機的工作原理。④培養知識遷移能力。

伺服電機是將輸入的電壓信號轉換成電機軸上的角位移或角速度輸出，以驅動控制對象，改變控制電壓可以改變伺服電機的轉向和轉速。在自動控制系統中，伺服電機用作執行元件，其主要特點是，當信號電壓為零時無自轉現象，轉速隨著轉矩的增加而勻速下降。伺服電機通常用于速度控制和位置控制中。1、課堂導入2、伺服電機的分類按使用的電源性質直流伺服電機交流伺服電機有刷直流電機無刷直流電機按工作原理交流感應異步電機交流永磁同步電機3、伺服電機的銘牌和外部結構低慣量伺服電機（200V）

高慣量伺服電機（400V）西門子SIMOTICSS-1FL6伺服電機是交流永磁同步電機。它分為低慣量伺服電機（200V）和高慣量伺服電機（400V）兩種類型。3、伺服電機的銘牌和外部結構伺服電機的銘牌3、伺服電機的銘牌和外部結構低慣量電機低慣量電機更高動態性能?8個功率級別?緊湊設計，更小的安裝空間?高動態性能，更快的加減速，更短的周期時間?最大速度高達5000rpm?編碼器類型:?增量編碼器TTL2500ppr?21位單圈絕對值編碼器3、伺服電機的銘牌和外部結構高慣量電機高慣量電機更平穩運行性能?11個功率級別?可靠性設計，可適合惡劣環境?更高的轉矩精度和極低的速度波動?最大速度高達4000rpm?編碼器類型:?增量編碼器TTL2500ppr?20位+4096圈絕對值編碼器3、伺服電機的銘牌和外部結構編碼器編碼器電纜電機抱閘電纜電機動力電纜

SIMOTICSS-1FL6伺服電機可選用增量式編碼器和絕對值編碼器。編碼器

安裝在電機后端，其轉盤（光柵）與電機同軸。3、伺服電機的銘牌和外部結構增量式編碼器不具有斷電保持功能，每次驅動器上電后都需要重新回原點。

絕對值編碼器由軸的機械位置確定編碼，掉電可保持位置（無需電池。絕對值編碼器只需要進行一次編碼器校準即可，以后斷電再上電時不需要重新回原點。定子轉子4、伺服電機的內部結構及工作原理編碼器前端蓋后端蓋后軸承前軸承電機動力電纜編碼器電纜根據永磁體磁極在轉軸中的位置不同，伺服電機可以分為表貼式和內置式兩種結構形式。伺服電機的結構4、伺服電機的內部結構及工作原理rrggbbNS⊙⊙⊙⊕⊕ACBZYX⊕伺服電機內部結構示意圖伺服電機工作原理示意圖永磁同步伺服電機的轉速可用下式表示：改變轉子的磁極對數或定子繞組的電源頻率，均可改變電動機的轉速。永磁同步伺服電動機是通過改變定子繞組的電源頻率來調節轉速的。4、伺服電機的內部結構及工作原理（1）高性能的伺服系統大多采用交流永磁同步伺服電機。（2）西門子伺服電機分為200V的低慣量伺服電機和400V的高慣量伺服電機兩種類型。（3）伺服電機的尾部都帶有編碼器，主要測量電機的實際位置和速度。5、課堂小結伺服驅動器《變頻及伺服應用技術（西門子）》CONTENTS目錄課堂導入01伺服驅動器的控制方式02V90伺服驅動器的外部結構04V90伺服驅動器的分類03V90伺服驅動系統連接05課堂小結06學習目標①能說出V90伺服驅動器的分類；②知道V90伺服驅動器的外部結構；③會連接V90伺服驅動系統；④培養創新思維能力。

以物體的位置、速度、轉矩等作為控制量，以跟蹤輸入給定信號的任意變化為目的而構建的自動閉環負反饋控制系統，稱為伺服控制系統（Servo-ControlSystem）。1、課堂導入伺服控制系統組成原理圖

伺服驅動器又稱伺服功率放大器。其作用是把控制器送來的信號進行功率放大，用于驅動電機運轉，根據控制命令和反饋信號對電機進行連續位置、速度或轉矩控制。1、課堂導入伺服控制系統組成原理圖27十月20232、伺服驅動器的控制方式

伺服驅動器主要有3種控制方式，分別是位置控制方式、速度控制方式和轉矩控制方式。伺服驅動器的工作原理示意圖◆性能優異：一鍵優化及實時優化；支持不同的編碼器類型。◆高性價比集成多種控制模式；全功率驅動內置制動電阻；集成抱閘繼電器（400V型）。◆易于使用與控制系統的連接簡單；易用的V-Assistant調試軟件；通用SD卡參數復制。◆運行可靠支持220V/400V兩種供電方式；電機防護等級IP65；集成STO安全功能。3、V90伺服驅動器的分類3、V90伺服驅動器的分類

根據控制方式的不同，SINAMICSV90伺服驅動器分為脈沖序列（PTI，PulseTrainInput）和PROFINET通信（PN）兩個版本，適用于不同的應用場合。脈沖序列版本（PTI）PROFINET版本（PN）控制接口：?脈沖輸入（PTI）?模擬量輸入輸出?編碼器脈沖輸出（PTO）?10個數字量輸入/6個數字量輸出?電機抱閘信號（僅限200V）I/O接口：?--?--?--?4個數字量輸入/2個數字量輸出?電機抱閘信號（僅限200V）RS485接口：用于通過ModbusRTU/USS與PLC通信兩個RJ45連接器：用于與PLC進行PROFINET通信脈沖序列版本（PTI）PROFINET版本（PN）3、V90伺服驅動器的分類3、V90伺服驅動器的分類

根據工作電源的不同，SINAMICSV90伺服驅動器可分為200V伺服驅動器和400V伺服驅動器兩種。SINAMICSV90伺服系統1/3AC200…240V低慣量（LI）更加高動態應用3、V90伺服驅動器的分類SINAMICSV90伺服系統3AC380…480V高慣量（HI）更加平穩運行應用3、V90伺服驅動器的分類4、V90伺服驅動器的外部結構脈沖序列版本（PTI）?RS485接口，用于通過MODBUSRTU/USS與PLC通信PROFINET版本（PN）?2個RJ45連接器，用于與PLC進行PROFINET通信狀態指示燈?RDY指示驅動就緒/報警

?COM指示通信狀態操作面板

?6位7段顯示屏

?5個操作按鈕電源和電機連接器

?L1、L2、L3接電源?U、V、W接電機制動電阻連接器

?在DCP和R1之間連接一個外部的制動電阻屏蔽板

?更好的EMC防護，更好的電纜固定X4：迷你USB接口?用于連接安裝了配置工具的計算機SD卡插槽?復制參數X6：24V電源/STO連接器X7：電機抱閘

連接器（僅用于V90

400V驅動）X8：控制/狀態接口脈沖序列版本?50芯?脈沖輸入?編碼器仿真脈沖輸出?DI/DO，AI/AO?電機抱閘

(僅用于V90200V驅動)PROFINET版本?20芯?DI/DO?電機抱閘

(僅用于V90

200V驅動）X9：編碼器接口5、V90伺服驅動系統連接⑨迷你USB電纜?抱閘電纜①SINAMICSV90伺服驅動器

②熔斷器/E型組合電機控制器③

濾波器（選件）④24V直流電源（選件）⑤外部制動電阻⑥外部抱閘繼電器（第三方設備）⑦SIMOTICSS-1FL6伺服電機⑧串行電纜（RS485）⑩微型SD卡?上位機?I/O電纜（50針，1m）

?帶終端適配器的I/O

電纜（50針，0.5m）?編碼器