NJ运动控制篇.pdf

发布时间：2022-06-01 发布人：admin 分类：说明书资料大小：25.22M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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前言

阅读对象

对象商品

分册构成

手册的阅读方法

页面构成

图标

关于标记的注意事项

目录构成

使用期间的承诺事项

安全注意事项

安全要点

使用注意事项

法规与标准

日本国外的使用

符合EC指令

符合船级标准

软件许可证与著作权

单元版本

何谓单元版本

单元版本和Sysmac Studio版本

单元版本的标记

相关手册

手册修订履历

运动控制功能模块概要

1-1 特长

1-2 系统构成

1-3 使用步骤

1-4 规格

1-4-1 一般规格

1-4-2 性能规格

1-4-3 功能规格

运动控制系统的构成与原理

2-1 CPU单元内部构成

2-2 运动控制系统的构成

2-3 运动控制系统的原理

2-3-1 CPU单元的任务

2-3-2 运动控制的任务动作示例

2-4 与EtherCAT通信之间的关系

2-4-1 CAN application protocol over EtherCAT (CoE)

2-4-2 EtherCAT主站功能与运动控制功能模块之间的关系

2-4-3 过程通信周期与运动控制周期之间的关系

轴和轴组的设定

3-1 轴

3-1-1 轴概要

3-1-2 轴参数概要

3-1-3 轴变量概要

3-1-4 用户程序中轴的指定方法

3-2 轴的设定步骤

3-2-1 轴的设定流程

3-2-2 设定步骤

3-3 轴组

3-3-1 轴组概要

3-3-2 轴组参数概要

3-3-3 轴组变量概要

3-3-4 用户程序中轴组的指定方法

3-4 轴组的设定步骤

3-4-1 轴组的设定流程

3-4-2 设定步骤

通过Sysmac Studio确认接线

4-1 Sysmac Studio的功能

4-1-1 MC试运行功能一览

4-1-2 使用步骤

4-1-3 轴参数的设定示例

4-1-4 MC试运行功能的启动步骤

4-2 传感器信号的监控

4-3 电机动作的确认

4-3-1 伺服ON

4-3-2 微动移动

4-3-3 原点复位

4-3-4 绝对值定位

4-3-5 相对值定位

运动控制参数

5-1 概要

5-2 轴参数

5-2-1 轴参数一览表

5-2-2 轴基本设定

5-2-3 单位转换设定

5-2-4 动作设定

5-2-5 扩展动作设定

5-2-6 限制设定

5-2-7 位置计数设定

5-2-8 伺服驱动器设定

5-2-9 原点复位设定

5-2-10 轴参数的设定示例

5-3 轴组参数

5-3-1 轴组参数一览表

5-3-2 轴组基本设定

5-3-3 轴组动作设定

5-3-4 启用轴组

运动控制程序

6-1 概要

6-2 运动控制指令

6-2-1 PLCopen运动控制用功能块

6-2-2 运动控制功能模块的运动控制指令

6-3 状态变化

6-3-1 运动控制功能模块的状态

6-3-2 轴的状态

6-3-3 轴组状态

6-4 运动控制指令的启动和状态

6-4-1 启动相关的通用规则

6-4-2 启动的时序图

6-4-3 重启运动控制指令时的时序图

6-4-4 多重启动运动控制指令时的时序图

6-5 位置的处理

6-5-1 位置的种类

6-5-2 各种轴可使用的位置的种类

6-6 运动控制系统变量

6-6-1 运动控制系统变量概要

6-6-2 运动控制系统变量的结构

6-6-3 运动控制系统变量一览

6-7 凸轮表与凸轮数据变量

6-8 运动控制程序的编写方法

6-9 凸轮表的创建方法

手动运行

7-1 概要

7-2 伺服ON

7-2-1 伺服ON的步骤

7-2-2 轴参数的设定

7-2-3 程序示例

7-3 微动移动

7-3-1 微动移动的步骤

7-3-2 轴参数的设定

7-3-3 输入变量的设定示例

7-3-4 程序示例

确定原点

8-1 概要

8-2 原点复位的步骤

8-2-1 原点复位参数的设定

8-2-2 原点复位的监控

8-3 原点复位的动作

8-4 绝对值编码器原点设定

8-4-1 功能概要

8-4-2 设定步骤

8-5 高速原点复位

运动控制功能

9-1 单轴位置控制

9-1-1 动作概要

9-1-2 绝对值定位

9-1-3 相对值定位

9-1-4 中断标准定位

9-1-5 周期同步定位

9-1-6 停止

9-1-7 超调

9-2 单轴同步控制

9-2-1 同步控制的概要

9-2-2 齿轮动作

9-2-3 位置指定齿轮动作

9-2-4 凸轮动作

9-2-5 凸轮表

9-2-6 梯形模式凸轮动作

9-2-7 加减运算定位

9-2-8 主轴相位补偿

9-3 单轴速度控制

9-3-1 速度控制

9-3-2 周期同步速度控制

9-4 单轴转矩控制

9-5 单轴控制的通用功能

9-5-1 位置

9-5-2 速度

9-5-3 加速与减速

9-5-4 跃度

9-5-5 指定动作方向

9-5-6 运动控制指令的重启

9-5-7 运动控制指令的多重启动(缓存模式)

9-6 多轴协调控制

9-6-1 动作概要

9-6-2 直线插补

9-6-3 圆弧插补

9-6-4 轴组周期同步位置控制

9-6-5 多轴协调控制中的停止

9-6-6 多轴协调控制中的超调

9-7 多轴协调控制的通用功能

9-7-1 多轴协调控制中的速度

9-7-2 多轴协调控制中的加速和减速

9-7-3 多轴协调控制中的跃度

9-7-4 多轴协调控制的运动控制指令的重启

9-7-5 多轴协调控制的运动控制指令的多重启动(缓存模式)

9-8 其他功能

9-8-1 当前位置变更功能

9-8-2 转矩限制功能

9-8-3 锁定功能

9-8-4 区域功能

9-8-5 软件限制功能

9-8-6 位置偏差监控功能

9-8-7 偏差计数器复位

9-8-8 轴间偏差监控功能

9-8-9 到位检查

9-8-10 轴使用变更功能

示例程序

10-1 示例程序的概要

10-1-1 使用设备

10-1-2 设置和接线

10-1-3 设定

10-2 基本程序示例

10-2-1 EtherCAT通信的监控和伺服ON

10-2-2 通过主站控制指令进行轴动作的联锁

10-2-3 异常的监控和异常解除(单轴动作、同步动作)

10-2-4 异常的监控和异常解除(多轴协调动作)

10-2-5 指令异常的监控方法

10-2-6 异常解除的监控方法

10-2-7 单轴动作过程中的轴停止

10-2-8 多轴协调动作中的轴组停止

10-2-9 原点复位和绝对值定位

10-2-10 通过重启指令变更目标位置

10-2-11 中断标准定位

10-2-12 通过重启指令切换凸轮表

10-2-13 使用凸轮曲线补偿同步位置

10-2-14 凸轮动作时补偿主轴的相位

10-2-15 速度控制中变更当前位置

10-2-16 变更凸轮数据变量和保存凸轮表

10-2-17 临时改写轴参数

10-2-18 更新凸轮表的终点索引

异常的确认和处理

11-1 异常的概要

11-1-1 异常的确认方法

11-1-2 MC功能模块相关的异常

11-2 故障诊断

11-2-1 异常一览表

11-2-2 异常内容

11-2-3 异常现象的推测原因和处理

附录

A-1 与伺服驱动器之间的连接

与伺服驱动器之间的接线

伺服驱动器的设定

A-2 与编码器输入终端之间的连接

与编码器输入终端之间的接线

编码器输入终端的设定

A-3 用语说明

NJ系列通用

运动控制功能

EtherCAT通信

A-4 版本相关信息

索引

机器自动化控制器 NJ系列 CPU单元用户手册运动控制篇 NJ501-1500 NJ501-1400 NJ501-1300 NJ301-1200 NJ301-1100 购买欧姆龙产品的客户须知购买时的注意事项承蒙对欧姆龙株式会社(以下简称“本公司”)产品的一贯厚爱和支持，藉此机会再次深表谢意。在购买“本公司产品”之际，如果没有其他特别约定，无论客户从哪个经销商购买，都将适用本注意事项中记载的条件。请在充分了解这些注意事项基础上订购。 1. 定义本注意事项中的术语定义如下。 (1) “本公司产品”：“本公司”的FA系统机器、通用控制器、传感器、电子/结构部件。 (2) “产品目录等”：与“本公司产品”有关的欧姆龙综合产品目录、FA系统设备综合产品目录、安全组件综合产品目录、电子/机构部件综合产品目录以及其他产品目录、规格书、使用说明书、操作指南等，包括以电子数据方式提供的资料。 (3) “使用条件等”：在“产品目录等”资料中记载的“本公司产品”的使用条件、额定值、性能、动作环境、操作使用方法、使用时的注意事项、禁止事项以及其他事项。 (4) “客户用途”：是指“本公司产品”的客户使用本产品的方法，包括将“本公司产品”组装或运用到客户生产的部件、电子电路板、机器、设备或系统等产品中。 (5) “适用性等”：在“客户用途”中“本公司产品”的(a)适用性、(b)动作、(c)不侵害第三方知识产权、(d)法规法令的遵守以及(e)满足各种规格标准。 2. 关于记载事项的注意事项对“产品目录等”中的记载内容，请理解如下要点。 (1) 额定值及性能值是在单项试验中分别在各条件下获得的值，并非保证在各额定值及性能值的综合条件下获得的值。 (2) 所提供的参考数据仅作为参考，并非保证可在该范围内一直正常动作。 (3) 应用示例仅作参考，“本公司”就“适用性等”不做保证。 (4) 如果因改进或本公司原因等，本公司可能会停止“本公司产品”的生产或变更“本公司产品”的规格。 3. 使用时的注意事项选用及使用本公司产品时请理解如下要点。 (1) 除了额定值、性能指标外，使用时还必须遵守“使用条件等”。 (2) 客户必须自己负责确认“适用性等”，然后判断是否选用“本公司产品”。“本公司”对“适用性等”不做任何保证。 (3) 对于“本公司产品”在客户的整个系统中的设计用途，必须由客户自己负责对是否已进行了适当配电、安装等进行事先确认。 (4) 使用“本公司产品”时，客户必须采取如下措施：(i)相对额定值及性能指标，必须在留有余量的前提下使用“本公司产品”，并采用冗余设计等安全设计(ii)所采用的安全设计必须确保即使“本公司产品”发生故障时也可将“客户用途”中的危险降到最小程度、(iii)构建随时提示使用者危险的完整安全体系、(iv)针对“本公司产品”及“客户用途”定期实施各项维护保养。 (5) “本公司产品”是作为用于一般工业产品的通用产品而设计生产的。因此，不是为如下用途而设计生产的。如果客户将“本公司产品”用于这些用途，“本公司”关于“本公司产品”不做任何保证。 (a) 必须具备很高安全性的用途(例：核能控制设备、燃烧设备、航空/宇宙设备、铁路设备、升降设备、娱乐设备、医疗设备、安全装置、其他可能危及生命及人身安全的用途) (b) 必须具备很高可靠性的用途(例：燃气、自来水、电力等供应系统、24小时连续运行系统、结算系统、以及其他处理权利、财产的用途等) (c) 具有苛刻条件或严酷环境的用途(例：安装在室外的设备、会受到化学污染的设备、会受到电磁波影响的设备、会受到振动或冲击的设备等) (d) “产品目录等”资料中未记载的条件或环境下的用途 (6) 除了不适用于上述3.(5)(a)至(d)中记载的用途外，“本产品目录等资料中记载的产品”也不适用于汽车(含二轮车，以下同)。请勿配置到汽车上使用。关于汽车配置用产品，请咨询本公司销售人员。 4. 保修条件 “本公司产品”的保修条件如下。 (1) 保修期限　自购买起1年。(但是，“产品目录等”资料中有明确说明时除外。) (2) 保修内容　对于发生故障的“本公司产品”，由“本公司”判断实施其中任一种保修方式。 (a) 在本公司的维修保养服务点对发生故障的“本公司产品”进行免费修理(但是对于电子、结构部件不提供修理服务。) (b) 对发生故障的“本公司产品”免费提供同等数量的替代品 (3) 非保修对象当故障原因为如下任何一种情况时，不提供保修。 (a) 将“本公司产品”用于原本设计用途以外的用途 (b) 超过“使用条件等”范围的使用 (c) 违反本注意事项“3.使用时的注意事项”的使用 (d) 因非“本公司”进行的改装、修理导致故障时 (e) 因非“本公司”出品的软件导致故障时 (f) 按照从“本公司”出货时的科学、技术水平无法预见的原因 (g) 上述以外，“本公司”或“本公司产品”以外的原因(包括天灾等不可抗力) 5. 责任限度本注意事项中记载的保修是关于“本公司产品”的全部保证。对于产生的与“本公司产品”有关的损害，“本公司”及“本公司产品”的经销商不负任何责任。本书的信息已仔细核对并认为是准确的，但是对于文字，印刷和核对错误或疏忽不承担任何责任。 6. 出口管理将“本公司产品”或技术资料出口或向国外提供时，遵守中国及有关各国关于安全保障进出口管理方面的法律、法规的同时，理解防止扩散大规模杀伤性武器和防止过度储备常规武器之宗旨的基础上，为不被用于上述用途而请恰当地管理。若客户涉嫌违反上述法律、法规或将“本公司产品”用于上述用途时，有可能无法提供 “本公司产品”或技术资料。欧姆龙自动化（中国）有限公司欧姆龙自动化（中国）有限公司北京分公司欧姆龙自动化（中国）有限公司天津分公司欧姆龙自动化（中国）有限公司广州分公司技术咨询网　址：http://www.fa.omron.com.cn 4 0 0 咨询热线： 4 0 0 - 8 2 0 - 4 5 3 5 021-50372222 上海总公司 025-83240556 南京事务所 0516-83736516 徐州事务所 027-82282145 武汉事务所 0512-68669277 苏州事务所 0512-50110866 昆山事务所 0571-87652855 杭州事务所 0574-27888220 宁波事务所 0577-88919195 温州事务所 0551-63454209 合肥事务所 0731-84585551 长沙事务所无锡事务所 0510-85169303 张家港事务所 0512-56313157 0791-86304711 南昌事务所 0371-65585192 郑州事务所 010-57395399 北京分公司唐山事务所 0315-6328518 石家庄事务所 0311-86918122 0531-82929795 济南事务所 0532-66775819 青岛事务所烟台事务所 0535-6865018 0351-5229870 太原事务所 022-83191580 天津分公司 024-22815131 辽宁事务所 029-88851505 西安事务所 0951-5670076 银川联络处 0971-6255869 西宁联络处 028-86765345 成都事务所 0816-2687423 绵阳联络处 0813-8255616 自贡联络处 023-68796406 重庆事务所 023-58756096 万州联络处大连事务所 0411-39948181 哈尔滨事务所 0451-53009917 0871-63527224 昆明事务所 0931-8720101 兰州事务所长春事务所 0431-81928301 乌鲁木齐事务所 0991-5198587 贵阳事务所 0851-4812320 020-87557798 广州分公司 0755-26948238 深圳事务所厦门事务所 0592-2686709 东莞事务所佛山事务所中山事务所福州事务所 0769-22423200 0757-83305268 0760-88224545 0591-88088551 南宁事务所汕头事务所香港事务所 0771-5531371 0754-88706001 00852-23753827 特约店注：规格如有变更，恕不另行通知。请以最新产品说明书为准。 Cat. No. SBCE-CN5-363E 欧姆龙自动化(中国)有限公司版权所有上海印刷 201308 机器自动化控制器 N J 系列　 C P U 单元用户手册运动控制篇 S B C E - C N 5 - 3 6 3 E CPU单元 SBCE-CN5-363E

预告 (1) 严禁擅自对本手册的部分或全部内容进行影印、复制或转载。 (2) 因产品改良的关系，本手册记载的产品规格等有时可能会不经预告而变更，恕不事先通知。 (3) 本手册内容力求尽善尽美，如有不明或错误之处等，烦请联系本公司分部或营业所。届时，请一并告知卷末记载的手册编号。商标 · Sysmac为欧姆龙株式会社在日本和其它国家用于欧姆龙工厂自动化产品的商标或注册商标。 · Windows、 WindowsXP、 Windows Vista、 Windows7是美国Microsoft Corporation在美国及其它国家的注册商标 · EtherCAT®是德国倍福自动化有限公司（Beckhoff Automation GmbH）提供许可的注册商标，是获得专利保护的技术。 · ODVA、CIP、CompoNet、DeviceNet、EtherNet/IP是ODVA的商标。 · SD标志是SD-3C、LLC的商标。本手册中记载的其它系统名称、产品名称为各公司的商标或注册商标。

前言前言非常感谢您购买 NJ 系列 CPU 单元。本手册记载了使用 NJ 系列 CPU 单元的运动控制功能模块所必需的信息。使用前请仔细阅读本手册，充分理解其功能和性能，并用于系统的构建。此外，阅读后请将本手册妥善保管于易取处。阅读对象本手册提供给下列阅读对象：具有电工专业知识的人员 ( 合格的电气工程师或具有同等知识的人员 ) ； ·引进 FA 设备的人员； ·设计 FA 系统的人员； ·安装或连接 FA 设备的人员； ·FA 现场管理人员。此外，编程语言的阅读对象为理解国际标准规格IEC61131-3或国内标准规格JIS B3503的规定内容的人员。对象商品本手册以下列产品为对象。 ·NJ 系列 CPU 单元 ·NJ501-1500 ·NJ501-1400 ·NJ501-1300 ·NJ301-1200 ·NJ301-1100 NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇 (SBCE-363) 1

分册构成分册构成本产品的手册分为“NJ系列 CPU单元用户手册硬件篇”、“NJ系列 CPU单元用户手册软件篇”、“NJ 系列指令基准手册基本篇 ”3 本，记载了使用 NJ 系列的基本信息。各种操作主要使用自动化软件 Sysmac Studio。关于 Sysmac Studio，请参阅 “Sysmac Studio Version 1 操作手册 ”(SBCA-362)”。其它手册供用户根据系统构成及用途进行参阅。请根据目的阅读，充分应用本产品。 2 NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇 (SBCE-363)

手册的阅读方法手册的阅读方法页面构成本手册的各页面构成如下所示。 1 2 NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇 (SBCE-363) 3

手册的阅读方法图标本资料中使用的图标，含义如下。安全要点表示为了产品的安全使用而应当实施或避免的事项。使用注意事项表示为了预防产品无法动作、误动作，或者对产品性能、功能产生不良影响而应当实施或避免的事项。参考希望根据需要阅读的项目。对应当了解的信息及使用时可作为参考的相关内容进行说明。表示详细信息、相关信息的所在页。版本相关信息对 CPU 单元、Sysmac Studio 不同版本的不同性能和功能进行说明。关于标记的注意事项在本手册中，将数据从 Sysmac Studio 传送到实机控制器被称为 “ 下载 ”，从实机控制器传送到 Sysmac Studio 被称为 “ 上传 ”。在 Sysmac Studio 中，“ 下载 ” 及 “ 上传 ” 都使用 “ 同步 ” 功能。Sysmac Studio 的 “ 同步 ” 功能是指自动核对电脑上的数据与实机控制器的数据，由用户选择向哪个方向传送数据的功能。 4 NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇 (SBCE-363)

目录构成目录构成 NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇 (SBCE-363) 5

目录目录前言 ............................................................................................................................ 1 分册构成..................................................................................................................... 2 手册的阅读方法 .......................................................................................................... 3 目录构成..................................................................................................................... 5 使用期间的承诺事项................................................................................................. 12 安全注意事项............................................................................................................ 14 安全要点................................................................................................................... 15 使用注意事项............................................................................................................ 16 法规与标准 ............................................................................................................... 17 单元版本................................................................................................................... 19 相关手册................................................................................................................... 22 手册修订履历............................................................................................................ 23 第 1 章运动控制功能模块概要 1-1 特长 ......................................................................................................................................... 1-2 1-2 系统构成 .................................................................................................................................. 1-3 1-3 使用步骤 .................................................................................................................................. 1-4 1-4 规格 ......................................................................................................................................... 1-6 1-4-1 一般规格....................................................................................................................................................... 1-6 1-4-2 性能规格....................................................................................................................................................... 1-6 1-4-3 功能规格....................................................................................................................................................... 1-6 第 2 章运动控制系统的构成与原理 2-1 CPU 单元内部构成 .................................................................................................................. 2-2 2-2 运动控制系统的构成 ................................................................................................................ 2-3 2-3 运动控制系统的原理 ................................................................................................................ 2-4 2-3-1 CPU 单元的任务 .......................................................................................................................................... 2-4 2-3-2 运动控制的任务动作示例 .......................................................................................................................... 2-7 2-4 与 EtherCAT 通信之间的关系 ................................................................................................ 2-11 2-4-1 CAN application protocol over EtherCAT (CoE).......................................................................................... 2-11 2-4-2 EtherCAT 主站功能与运动控制功能模块之间的关系........................................................................... 2-12 2-4-3 过程通信周期与运动控制周期之间的关系............................................................................................ 2-13 6 NJ 系列 CPU 单元用户手册运动控制篇 (SBCE-363)

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