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本書(shū)以三菱QD77運(yùn)動(dòng)控制器為例介紹了運(yùn)動(dòng)控制器的功能、運(yùn)動(dòng)程序的編制方法以及各種運(yùn)動(dòng)功能的實(shí)現(xiàn)和運(yùn)動(dòng)控制指令的使用；以三菱MR-J4 交流伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)為例介紹了交流伺服系統(tǒng)的工作原理，技術(shù)規(guī)格、連接和設(shè)置、參數(shù)的定義和設(shè)置以及整機(jī)的調(diào)試和振動(dòng)的消除。本書(shū)還提供了多個(gè)交流伺服系統(tǒng)的應(yīng)用案例，介紹了運(yùn)動(dòng)控制器與交流伺服系統(tǒng)在包裝機(jī)械、印刷機(jī)械、電子機(jī)械、壓力機(jī)，熱處理機(jī)床和生產(chǎn)流水線上的實(shí)際應(yīng)用。從解決方案到實(shí)際調(diào)試經(jīng)驗(yàn)都有翔實(shí)的介紹。
　　本書(shū)以實(shí)用、現(xiàn)場(chǎng)操作為主，盡量讓讀者能夠通過(guò)對(duì)本書(shū)的閱讀學(xué)習(xí)循序漸進(jìn)地掌握解決實(shí)際問(wèn)題的方法。
　　本書(shū)適合自控工程技術(shù)人員、機(jī)床電氣技術(shù)工程師、自動(dòng)化機(jī)床設(shè)備操作工和維修工程師以及高校教師、本科及高職高專學(xué)生閱讀。

21世紀(jì)的今天，自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可謂一日千里，各種新技術(shù)層出不窮，特別是在機(jī)床控制和驅(qū)動(dòng)技術(shù)方面，昨日還是龐大的減速箱，今天卻是配置伺服電動(dòng)機(jī)和運(yùn)動(dòng)控制器，實(shí)現(xiàn)微米級(jí)的高精度加工了。交流伺服系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制器在制造業(yè)的方方面面已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用，成為自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展中一波巨大的浪潮，這一波浪潮在中國(guó)制造崛起的前夜來(lái)得恰是時(shí)候。
　　本書(shū)是作者大量工程實(shí)踐的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)。有過(guò)失敗，有過(guò)教訓(xùn)，有過(guò)成功，有過(guò)設(shè)計(jì)技術(shù)方案前的通盤(pán)規(guī)劃，有過(guò)調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)的思索和彷徨。
　　本書(shū)第1章介紹了迅猛發(fā)展的運(yùn)動(dòng)控制器的類型、應(yīng)用領(lǐng)域和規(guī)模、發(fā)展趨勢(shì)、市場(chǎng)前景預(yù)測(cè)等內(nèi)容。
　　第2~第14章以三菱QD77運(yùn)動(dòng)控制器為例詳細(xì)地介紹了運(yùn)動(dòng)控制器的技術(shù)指標(biāo)、連接配線、參數(shù)設(shè)置、基本運(yùn)動(dòng)程序和高級(jí)運(yùn)動(dòng)程序的設(shè)置方法，特別介紹了編制PLC程序的方法。運(yùn)動(dòng)控制器是一個(gè)數(shù)控系統(tǒng)，可以適用于現(xiàn)有的絕大部分運(yùn)動(dòng)機(jī)械。
　　第15~第20章從實(shí)用的角度對(duì)交流伺服系統(tǒng)做了全面的介紹。在這些章節(jié)中詳細(xì)地介紹了交流伺服系統(tǒng)的選型及使用方法，各參數(shù)的定義和設(shè)置，以及整機(jī)的調(diào)試方法和消除振動(dòng)的方法，這些內(nèi)容是作者對(duì)伺服控制理論的驗(yàn)證過(guò)程，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　第21~第30章詳細(xì)介紹了運(yùn)動(dòng)控制器和交流伺服系統(tǒng)在各實(shí)際項(xiàng)目中的應(yīng)用。這些項(xiàng)目都是作者實(shí)際設(shè)計(jì)和調(diào)試過(guò)的項(xiàng)目，其中的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)來(lái)之不易。作者經(jīng)過(guò)認(rèn)真總結(jié)，愿與讀者分享。
　　如果本書(shū)能夠給機(jī)床電氣技術(shù)人員、調(diào)試工程師和自控工程從業(yè)人員和廣大的讀者一些幫助，即實(shí)現(xiàn)了作者寫(xiě)這本書(shū)的初衷。

作者2021年4月

前言
第1章迅猛發(fā)展的運(yùn)動(dòng)控制器與交流
伺服系統(tǒng)技術(shù)1
11什么是運(yùn)動(dòng)控制和運(yùn)動(dòng)控制器1
12通用型運(yùn)動(dòng)控制器1
121通用型運(yùn)動(dòng)控制器的分類1
122通用型運(yùn)動(dòng)控制器具備的功能2
123運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)的構(gòu)成3
13運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢(shì)3
14運(yùn)動(dòng)控制器是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域新的
潮流和支柱5
15我國(guó)運(yùn)動(dòng)控制器行業(yè)的市場(chǎng)規(guī)模6
16焊接生產(chǎn)線控制系統(tǒng)的解決方案6
161焊接生產(chǎn)線的工作要求6
162解決方案7
第2章運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù)性能及選型9
21QD77運(yùn)動(dòng)控制器技術(shù)規(guī)格和功能9
22主要功能和技術(shù)名詞解釋11
第3章運(yùn)動(dòng)控制器安裝配線及外部
信號(hào)連接12
31系統(tǒng)配置與配線12
311運(yùn)動(dòng)控制器在控制系統(tǒng)中的
位置12
312QD77內(nèi)部規(guī)定的輸入/輸出
信號(hào)13
32運(yùn)動(dòng)控制器與PLC CPU之間的輸入/
輸出信號(hào)14
321輸入信號(hào)14
322輸出信號(hào)16
33與外部設(shè)備的接口18
331外部信號(hào)18
332輸入信號(hào)19
第4章運(yùn)動(dòng)控制器的參數(shù)23
41參數(shù)23
42參數(shù)的詳細(xì)解釋26
421基本參數(shù)126
422基本參數(shù)227
423詳細(xì)參數(shù)128
424詳細(xì)參數(shù)233
425回原點(diǎn)參數(shù)136
426回原點(diǎn)參數(shù)237
第5章運(yùn)動(dòng)控制器的基本定位運(yùn)動(dòng)
控制39
51QD77的定位數(shù)據(jù)39
511點(diǎn)到點(diǎn)的定位流程39
512定位數(shù)據(jù)的內(nèi)容存放和設(shè)置40
52對(duì)定位數(shù)據(jù)的解釋41
521運(yùn)行模式Da141
522運(yùn)動(dòng)指令Da242
523加速時(shí)間編號(hào)Da343
524減速時(shí)間編號(hào)Da443
525設(shè)置在2軸插補(bǔ)運(yùn)行的對(duì)方
軸Da543
526設(shè)置定位地址/移動(dòng)
量Da643
527設(shè)置圓弧地址Da744
528設(shè)置指令速度Da844
529設(shè)置停留時(shí)間或JUMP指令的跳
轉(zhuǎn)目標(biāo)點(diǎn)Da944
5210設(shè)置M指令/條件數(shù)據(jù)編號(hào)/循環(huán)
執(zhí)行次數(shù)Da1045
53定位數(shù)據(jù)的使用要點(diǎn)46
第6章運(yùn)動(dòng)控制器的運(yùn)動(dòng)控制型
指令47
61運(yùn)動(dòng)指令47
62運(yùn)動(dòng)指令詳解48
6211軸直線控制48
6222軸直線插補(bǔ)49
6233軸直線插補(bǔ)51
6244軸直線插補(bǔ)52
625定長(zhǎng)進(jìn)給53
626圓弧插補(bǔ)55
627速度控制59
628速度/位置切換控制62
629位置/速度切換控制65
6210更改當(dāng)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運(yùn)動(dòng)指令的簡(jiǎn)明分類69
第7章運(yùn)動(dòng)控制器的高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制70
71高級(jí)運(yùn)動(dòng)控制的定義70
72運(yùn)動(dòng)塊的定義70
73程序區(qū)的定義72
74運(yùn)動(dòng)塊數(shù)據(jù)的設(shè)置74
741啟動(dòng)數(shù)據(jù)的設(shè)置76
742條件數(shù)據(jù)的設(shè)置77
743設(shè)置樣例79
744多軸同時(shí)啟動(dòng)80
745無(wú)條件循環(huán)81
746有條件循環(huán)81
75高級(jí)定位的PLC程序編制82
第8章運(yùn)動(dòng)控制器的功能型控制
指令84
81系統(tǒng)控制指令84
82軸運(yùn)動(dòng)控制指令85
83擴(kuò)展軸控制指令97
第9章運(yùn)動(dòng)控制器的工作狀態(tài)監(jiān)視
接口98
91系統(tǒng)狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)98
92軸運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)視信號(hào)102
第10章回原點(diǎn)及點(diǎn)動(dòng)模式112
101JOG運(yùn)行112
1011JOG運(yùn)行的定義112
1012JOG運(yùn)行的執(zhí)行步驟112
1013JOG運(yùn)行所需要設(shè)置的參數(shù)114
1014JOG運(yùn)行的PLC程序的編制115
102微動(dòng)運(yùn)行116
1021微動(dòng)運(yùn)行的定義116
1022微動(dòng)運(yùn)行的PLC程序的編制117
103回原點(diǎn)運(yùn)行118
1031回原點(diǎn)的一般過(guò)程和技術(shù)術(shù)語(yǔ)118
1032回原點(diǎn)參數(shù)的設(shè)置119
1033編制回原點(diǎn)的PLC程序120
第11章手輪模式121
111手輪模式概述121
112常用手輪的技術(shù)規(guī)格121
1121技術(shù)規(guī)格122
1122對(duì)手輪技術(shù)術(shù)語(yǔ)的說(shuō)明123
113手輪與控制器的連接126
1131運(yùn)動(dòng)控制器的接口126
1132與手輪相關(guān)的各引腳定義126
1133差分型手輪的連接126
1134集電極開(kāi)路型手輪的連接127
1135接線示例128
114手輪脈沖的移動(dòng)量129
115手輪運(yùn)行執(zhí)行步驟129
1151基本步驟129
1152手輪運(yùn)行必須使用的參數(shù)130
1153手輪運(yùn)行的啟動(dòng)條件130
116編制手輪運(yùn)行的PLC程序132
第12章自動(dòng)模式134
121自動(dòng)模式的選擇設(shè)置工作流程134
122指令設(shè)置135
123參數(shù)設(shè)置136
124編制自動(dòng)模式的PLC程序137
第13章運(yùn)動(dòng)控制器的輔助功能139
131輔助功能概述139
132回原點(diǎn)輔助功能140
1321任意位置回原點(diǎn)功能140
1322原點(diǎn)移位調(diào)整功能142
133用于補(bǔ)償控制的功能144
1331反向間隙補(bǔ)償功能144
1332行程補(bǔ)償功能（調(diào)整電子齒
輪比）144
1333連續(xù)軌跡運(yùn)行的減振功能145
134限制功能145
1341速度限制功能146
1342轉(zhuǎn)矩限制功能146
1343軟限位148
1344硬限位150
1345緊急停止功能152
135更改控制內(nèi)容的功能153
1351速度更改功能153
1352速度倍率調(diào)節(jié)功能155
1353轉(zhuǎn)矩更改功能156
1354目標(biāo)位置更改功能157
136位置檢測(cè)系統(tǒng)160
137其他功能161
1371單步運(yùn)行161
1372中斷跳越功能162
1373M指令163
1374示教功能165
第14章編制運(yùn)動(dòng)控制器相關(guān)的PLC
程序168
141為什么要編制PLC程序168
142編制PLC程序前的準(zhǔn)備工作168
143編制PLC程序的流程174
1431程序結(jié)構(gòu)174
1432設(shè)置參數(shù)和定位數(shù)據(jù)的PLC程序
模塊175
1433初始化程序175
1434常規(guī)工作程序176
1435輔助功能程序176
144對(duì)PLC程序的詳細(xì)分段解釋177
1441工作模式選擇177
1442JOG模式178
1443手輪模式178
1444回原點(diǎn)模式179
1445自動(dòng)模式181
1446M指令的處理方法182
1447速度倍率183
1448單步運(yùn)行183
1449跳越運(yùn)行185
14410示教運(yùn)行185
14411連續(xù)運(yùn)行中的中斷停止186
14412重啟186
14413改變目標(biāo)位置值187
14414更改轉(zhuǎn)矩187
14415初始化程序187
第15章伺服系統(tǒng)的技術(shù)規(guī)格及
選型192
151伺服系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)192
152控制模式及性能指標(biāo)194
1521位置控制模式194
1522速度控制模式194
1523轉(zhuǎn)矩控制模式194
1524保護(hù)功能194
153基本功能說(shuō)明194
154伺服驅(qū)動(dòng)器與伺服電動(dòng)機(jī)組合使用196
第16章伺服系統(tǒng)連接及配線197
161主電源回路/控制電源回路接線197
162接通電源的步驟198
163位置控制模式接線圖199
1631接線說(shuō)明199
1632信號(hào)詳細(xì)說(shuō)明200
164速度控制模式202
1641概述202
1642設(shè)置203
165轉(zhuǎn)矩控制模式205
1651概述205
1652設(shè)置206
166位置/速度切換控制工作模式208
167速度/轉(zhuǎn)矩切換控制工作模式209
168轉(zhuǎn)矩/位置切換控制工作模式210
169報(bào)警發(fā)生時(shí)的時(shí)序圖210
1610帶電磁制動(dòng)器的伺服電動(dòng)機(jī)210
1611接地214
第17章伺服驅(qū)動(dòng)器輸入/輸出信號(hào)及
配線216
171輸入信號(hào)216
172輸入信號(hào)的詳細(xì)說(shuō)明218
173輸出信號(hào)221
174輸出信號(hào)的詳細(xì)說(shuō)明222
175第2類輸入信號(hào)223
176第2類輸出信號(hào)224
177電源端子224
178I/O端子使用詳細(xì)說(shuō)明224
1781開(kāi)關(guān)量輸入/輸出225
1782脈沖輸入225
1783脈沖輸出226
1784模擬量輸入227
1785模擬量輸出227
第18章伺服系統(tǒng)的參數(shù)228
181參數(shù)組的分類228
182基本參數(shù)229
183增益及濾波器參數(shù)237
184速度控制和轉(zhuǎn)矩控制模式的參數(shù)247
185關(guān)于模擬量監(jiān)控259
186定義輸入/輸出端子功能的參數(shù)263
第19章伺服系統(tǒng)的調(diào)試268
191伺服調(diào)試的理論基礎(chǔ)268
1911伺服系統(tǒng)調(diào)試的三環(huán)理論268
1912伺服系統(tǒng)的一般調(diào)節(jié)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過(guò)象限誤差270
192通用伺服系統(tǒng)的調(diào)試271
1921調(diào)試模式的選擇271
1922各調(diào)試模式功能概述272
193自動(dòng)調(diào)試模式下的調(diào)試方法273
1931自動(dòng)調(diào)試模式1273
1932自動(dòng)調(diào)試模式2274
1933自動(dòng)調(diào)試模式的動(dòng)作274
1934調(diào)試的注意事項(xiàng)275
1935自動(dòng)調(diào)試模式的調(diào)試順序275
1936伺服系統(tǒng)響應(yīng)性設(shè)置277
194手動(dòng)模式的調(diào)試方法278
1941速度控制模式的調(diào)試278
1942位置控制模式的調(diào)試279
195插補(bǔ)模式的調(diào)試方法281
1951相關(guān)參數(shù)281
1952調(diào)試順序281
第20章消除振動(dòng)的方法283
201可能發(fā)生的振動(dòng)類型283
202濾波器的設(shè)置和使用283
2021機(jī)械系統(tǒng)共振的處理對(duì)策消振
濾波器的設(shè)置284
2022高頻共振的處理對(duì)策高頻消振
濾波器的設(shè)置285
2023滾珠絲杠類振動(dòng)及處理對(duì)策287
2024工件端部振動(dòng)及支架晃動(dòng)的處理
對(duì)策1287
2025對(duì)工件端部振動(dòng)及支架晃動(dòng)的處理
對(duì)策2指令型陷波濾波器290
第21章制定運(yùn)動(dòng)控制型項(xiàng)目的解決
方案293
211制定解決方案的流程293
212項(xiàng)目背景調(diào)查293
213機(jī)床或生產(chǎn)線的基本要求294
214生產(chǎn)線工藝流程圖295
2141生產(chǎn)線的總工藝流程圖295
2142焊接機(jī)工藝流程圖296
215確定控制方案298
216控制程序構(gòu)建298
2161PLC順控程序結(jié)構(gòu)298
2162運(yùn)動(dòng)部分的PLC程序結(jié)構(gòu)300
第22章運(yùn)動(dòng)控制器在大型曲軸熱處理
機(jī)床上的應(yīng)用302
221機(jī)床結(jié)構(gòu)及功能302
222熱處理機(jī)床的工作流程303
223控制系統(tǒng)的解決方案304
224運(yùn)動(dòng)控制器應(yīng)設(shè)置的數(shù)據(jù)304
225運(yùn)動(dòng)流程的構(gòu)成311
2251運(yùn)動(dòng)流程的構(gòu)成方案及比較311
2252編制PLC程序的關(guān)鍵要點(diǎn)312
第23章電容老化滾筒機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制
系統(tǒng)的技術(shù)開(kāi)發(fā)314
231旋轉(zhuǎn)滾筒機(jī)床的運(yùn)動(dòng)控制要求314
232控制系統(tǒng)的配置315
233運(yùn)動(dòng)控制方案的制定315
2331基本剛性坐標(biāo)系315
2332旋轉(zhuǎn)排架動(dòng)態(tài)位置的確認(rèn)316
2333對(duì)定位程序的處理317
234滾筒機(jī)床回原點(diǎn)的特殊處理319
2341滾筒機(jī)床設(shè)置原點(diǎn)的要求319
2342計(jì)數(shù)型回原點(diǎn)方式319
2343原點(diǎn)移位調(diào)整功能的使用320
235環(huán)形運(yùn)動(dòng)機(jī)械的行程限制321
236伺服電動(dòng)機(jī)調(diào)整的若干問(wèn)題323
2361伺服電動(dòng)機(jī)上電后出現(xiàn)劇烈
抖動(dòng)323
2362伺服電動(dòng)機(jī)上電和斷電時(shí)負(fù)載突然
墜落324
2363伺服電動(dòng)機(jī)定位時(shí)靜態(tài)轉(zhuǎn)矩
不足324
2364全部加載后性能有明顯變化325
237小結(jié)325
第24章運(yùn)動(dòng)控制器轉(zhuǎn)矩限制技術(shù)在
伺服壓力機(jī)上的應(yīng)用326
241壓力機(jī)控制系統(tǒng)的構(gòu)成及壓力控制
要求326
242壓力機(jī)工作壓力與伺服電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的
關(guān)系327
243實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩控制方案327
2431實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩值的讀取327
2432實(shí)際自動(dòng)工作狀態(tài)轉(zhuǎn)矩值的
測(cè)試327
2433實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)矩控制的PLC程序329
244轉(zhuǎn)矩限制方案329
2441作為控制指令的轉(zhuǎn)矩限制指令329
2442使用轉(zhuǎn)矩限制指令的若干問(wèn)題330
2443關(guān)于報(bào)警331
245小結(jié)331
第25章多輥彩印刷機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的
設(shè)計(jì)及伺服系統(tǒng)調(diào)試332
251項(xiàng)目要求及主控制系統(tǒng)方案332
2511項(xiàng)目要求332
2512主控制系統(tǒng)方案332
252同步控制設(shè)計(jì)方案333
253伺服系統(tǒng)的調(diào)試334
2531同步運(yùn)行精度超標(biāo)334
2532對(duì)伺服電動(dòng)機(jī)工作參數(shù)的
調(diào)整335
2533總結(jié)337
254對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性的判斷和改善337
2541機(jī)械減速比的影響337
2542改變機(jī)械系統(tǒng)減速比提高系統(tǒng)的
穩(wěn)定性338
255小結(jié)338
第26章運(yùn)動(dòng)控制器及交流伺服系統(tǒng)在鋼
條分切機(jī)生產(chǎn)線上的應(yīng)用339
261項(xiàng)目綜述339
262各工步工作內(nèi)容詳述339
263控制方案340
264控制系統(tǒng)硬件配置341
265PLC程序結(jié)構(gòu)341
266張力控制過(guò)程343
267小結(jié)345
第27章變頻器伺服運(yùn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)346
271對(duì)硬件的要求346
272FR-A7NS SSCNET Ⅲ通信卡的技術(shù)
規(guī)格及使用347
273變頻器相關(guān)參數(shù)的設(shè)置349
274運(yùn)動(dòng)控制器系統(tǒng)構(gòu)成及設(shè)置350
275運(yùn)動(dòng)程序的編制351
2751回原點(diǎn)351
2752定位351
276虛模式下的同步運(yùn)行351
277變頻器做定位控制的硬件配置及定位
精度352
278FR-A7AP卡的安裝與接線352
279變頻器參數(shù)的設(shè)定354
2710定位過(guò)程355
2711小結(jié)356
第28章簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)控制器在專用機(jī)床
控制系統(tǒng)上的應(yīng)用357
281項(xiàng)目背景357
282控制系統(tǒng)方案及配置357
2821方案及配置357
2822簡(jiǎn)易運(yùn)動(dòng)控制單元FX2N-1PG豐富
的功能357
283基于1PG的自動(dòng)程序編制358
284位置檢測(cè)系統(tǒng)的建立359
285定位不準(zhǔn)的問(wèn)題及解決方法360
286小結(jié)361
第29章PLC位置控制系統(tǒng)中手輪的
應(yīng)用技術(shù)開(kāi)發(fā)362
291FX PLC使用手輪理論上的可能性362
292PLC程序的處理363
2921手輪的輸入信號(hào)363
2922對(duì)手輪模式下啟動(dòng)信號(hào)的處理364
2923提高PLC處理速度響應(yīng)性的
方法364
第30章電阻生產(chǎn)線電氣控制系統(tǒng)的
技術(shù)開(kāi)發(fā)366
301項(xiàng)目綜述366
302工藝流程和各工步內(nèi)容詳述366
303程序設(shè)計(jì)及控制方案367
3031主要控制對(duì)象367
3032數(shù)據(jù)采集及傳送保存368
3033數(shù)據(jù)識(shí)別方案368
304主要PLC程序結(jié)構(gòu)371
305小結(jié)373
參考文獻(xiàn)374

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