D2驅動器使用者操作手冊
第1.7版
2016年05月04日
HIWIN Mikrosystem Corp.
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 目錄
目錄
3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
3.1.4.
3.6.1.
3.6.2.
2.1.1.
2.1.2.
2.1.3.
1. 關於本操作手冊 ....................................................................................................................................................................... 1
1.1. 使用前重要事項 ........................................................................................................................................................... 2
1.2. 安全注意事項 ............................................................................................................................................................... 3
2. 規格介紹 .................................................................................................................................................................................. 7
2.1. 伺服驅動器資訊 ........................................................................................................................................................... 8
安規認證 ......................................................................................................................................................... 8
銘牌內容 ......................................................................................................................................................... 8
型號說明 ......................................................................................................................................................... 9
2.2. 伺服馬達驅動器規格 ...................................................................................................................................................10
2.3. 驅動器尺寸規格 ..........................................................................................................................................................12
2.4. 驅動器安裝 .................................................................................................................................................................19
2.5. 電腦規格需求 ..............................................................................................................................................................20
3. 動作原理 .................................................................................................................................................................................21
3.1. 操作模式 .....................................................................................................................................................................22
位置模式 ........................................................................................................................................................22
速度模式 ........................................................................................................................................................22
推力/扭力模式 ................................................................................................................................................23
獨立作業模式 .................................................................................................................................................23
3.2. 編碼器 ........................................................................................................................................................................24
3.3. 編碼器緩衝輸出與模擬編碼器輸出 ..............................................................................................................................25
3.4. 路徑規畫 .....................................................................................................................................................................26
3.5. 伺服迴路與增益 ..........................................................................................................................................................27
3.6. 邊界裕度與相位裕度 ...................................................................................................................................................28
奈氏圖 ...........................................................................................................................................................28
波德圖 ...........................................................................................................................................................29
3.7. 移動與整定 .................................................................................................................................................................31
3.8. 誤差補償 .....................................................................................................................................................................32
3.9. 速度漣波 .....................................................................................................................................................................33
3.10.
激磁 .......................................................................................................................................................................34
基本常用物理量 ......................................................................................................................................................35
3.11.
4. 配線 ........................................................................................................................................................................................37
4.1. 系統結構和配線 ..........................................................................................................................................................38
總配線圖 ........................................................................................................................................................38
4.1.1.
CN1電源 ........................................................................................................................................................40
4.1.2.
CN2煞車/馬達動力 .........................................................................................................................................44
4.1.3.
CN3 USB通訊 ...............................................................................................................................................45
4.1.4.
CN4 Modbus通訊 ..........................................................................................................................................45
4.1.5.
CN5 Modbus通訊/安全功能 ...........................................................................................................................46
4.1.6.
CN6控制信號 .................................................................................................................................................47
4.1.7.
CN7編碼器 ....................................................................................................................................................48
4.1.8.
CN8 EtherCAT通訊 .......................................................................................................................................49
4.1.9.
CN13、CN14 擴充I/O信號 ...........................................................................................................................49
4.1.10.
4.2. D2系列驅動器配件 ......................................................................................................................................................51
4.3. 標準主電源回路接線 ...................................................................................................................................................55
交流電源配線圖(單相) ....................................................................................................................................55
交流電源配線圖(三相) ....................................................................................................................................56
4.4. 使用多台驅動器連接範例 ............................................................................................................................................57
I/O信號連接 ................................................................................................................................................................59
4.5.
數位輸入配線 .................................................................................................................................................59
4.5.1.
數位輸出配線 .................................................................................................................................................60
4.5.2.
4.6. 各模式配線範例 ..........................................................................................................................................................62
脈波指令輸入總配線圖 ...................................................................................................................................62
4.6.1.
類比指令輸入總配線圖 ...................................................................................................................................69
4.6.2.
PWM指令輸入配線圖.....................................................................................................................................72
4.6.3.
5. 驅動器設定 .............................................................................................................................................................................77
5.1. 安裝與連線 .................................................................................................................................................................78
程式安裝檔 ....................................................................................................................................................78
連線設定 ........................................................................................................................................................79
人機主畫面 ....................................................................................................................................................81
5.2. 參數設定中心 ..............................................................................................................................................................84
馬達參數設定 .................................................................................................................................................85
編碼器參數設定 .............................................................................................................................................86
操作模式設定 .................................................................................................................................................92
Modbus通訊設定 ...........................................................................................................................................94
參數設定完成步驟 ..........................................................................................................................................95
5.3. 自動相位初始設定中心 ................................................................................................................................................96
模式解說 ........................................................................................................................................................96
5.2.1.
5.2.2.
5.2.3.
5.2.4.
5.2.5.
4.3.1.
4.3.2.
5.1.1.
5.1.2.
5.1.3.
5.3.1.
HIWIN Mikrosystem Corp. i
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 目錄
5.3.2.
5.3.3.
5.3.4.
5.5.
7.
5.7.1.
5.7.2.
5.7.3.
5.7.4.
5.8.1.
5.8.2.
5.9.1.
5.9.2.
5.9.3.
5.9.4.
前置作業 ........................................................................................................................................................96
設定步驟 ........................................................................................................................................................97
常見問題排除 .................................................................................................................................................98
5.4. 自動增益調適設定中心 ................................................................................................................................................99
功能說明 ........................................................................................................................................................99
5.4.1.
注意事項 ...................................................................................................................................................... 102
5.4.2.
常見問題排除 ............................................................................................................................................... 102
5.4.3.
I/O設定 ..................................................................................................................................................................... 103
數位輸入 ...................................................................................................................................................... 103
5.5.1.
數位輸出 ...................................................................................................................................................... 113
5.5.2.
類比輸出 ...................................................................................................................................................... 118
5.5.3.
擴充I/O ........................................................................................................................................................ 119
5.5.4.
5.6. 到位訊號設定 ............................................................................................................................................................ 120
5.7. 歸原點設定 ............................................................................................................................................................... 121
尋找左右條件 ............................................................................................................................................... 123
尋找近原點開關或是編碼器的index信號 ....................................................................................................... 125
使用多圈絕對式編碼器 ................................................................................................................................. 126
使用CiA 402標準之歸原點方法 .................................................................................................................... 127
5.8. 參數存入Flash與恢復原廠設定 .................................................................................................................................. 132
將參數存入Flash .......................................................................................................................................... 132
將參數恢復原廠設定 .................................................................................................................................... 132
5.9. 人機各操作模式參數設定 .......................................................................................................................................... 134
位置模式 ...................................................................................................................................................... 134
速度模式 ...................................................................................................................................................... 136
推力/扭力模式 .............................................................................................................................................. 137
獨立作業模式 ............................................................................................................................................... 139
6. 驅動器調整 ........................................................................................................................................................................... 141
6.1. 狀態顯示與Quick view .............................................................................................................................................. 142
狀態顯示 ...................................................................................................................................................... 142
6.1.1.
Quick view ................................................................................................................................................... 143
6.1.2.
軟體快速鍵 .................................................................................................................................................. 144
6.1.3.
6.2.
Performance center運動功能 .................................................................................................................................... 145
6.3. 圖形示波器 ............................................................................................................................................................... 148
6.4. 資料收集 ................................................................................................................................................................... 150
功能說明 ...................................................................................................................................................... 150
6.4.1.
使用PDL輔助資料擷取 ................................................................................................................................. 151
6.4.2.
Plot view ................................................................................................................................................................... 152
圖形顯示方式 ............................................................................................................................................... 152
6.5.1.
存檔/讀檔 ..................................................................................................................................................... 156
6.5.2.
數學運算: ..................................................................................................................................................... 157
6.5.3.
6.6. 進階增益調整 ............................................................................................................................................................ 160
濾波器 ......................................................................................................................................................... 160
6.6.1.
加速度前饋 .................................................................................................................................................. 162
6.6.2.
增益切換時間表與速度迴路增益 ................................................................................................................... 164
6.6.3.
類比輸入偏壓修正 ........................................................................................................................................ 167
6.6.4.
電流迴路 ...................................................................................................................................................... 168
6.6.5.
振動抑制濾波器 ........................................................................................................................................... 168
6.6.6.
摩擦力補償 .................................................................................................................................................. 173
6.6.7.
Loop constructor ....................................................................................................................................................... 175
檔案讀檔/存檔 .............................................................................................................................................. 176
6.7.1.
Tool ............................................................................................................................................................. 177
6.7.2.
濾波器 ......................................................................................................................................................... 180
6.7.3.
增益調適 ...................................................................................................................................................... 181
6.7.4.
頻譜分析 ...................................................................................................................................................... 182
6.7.5.
6.8. 編碼器信號確認 ........................................................................................................................................................ 183
6.9. 誤差補償功能 ............................................................................................................................................................ 184
誤差補償操作說明 ........................................................................................................................................ 184
啟動誤差補償 ............................................................................................................................................... 186
誤差表之存檔與讀檔 .................................................................................................................................... 186
更改誤差補償起始點 .................................................................................................................................... 187
6.10.
背隙補償 .............................................................................................................................................................. 188
LCD操作 ............................................................................................................................................................................... 189
LCD功能 ................................................................................................................................................................... 190
7.1.
面板說明 ...................................................................................................................................................... 190
7.1.1.
操作頁面說明 ............................................................................................................................................... 191
7.1.2.
7.2. 馬達設定初始化步驟 ................................................................................................................................................. 193
7.3. 首頁 .......................................................................................................................................................................... 195
7.4. 顯示參數頁 ............................................................................................................................................................... 197
7.5. 變更參數頁 ............................................................................................................................................................... 199
6.9.1.
6.9.2.
6.9.3.
6.9.4.
6.5.
6.7.
HIWIN Mikrosystem Corp. ii
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 目錄
8.2.1.
8.2.2.
8.4.1.
8.4.2.
8.5.1.
8.5.2.
7.7.
7.5.1.
7.5.2.
7.5.3.
存入Flash .................................................................................................................................................... 200
參數編輯功能 ............................................................................................................................................... 201
進階參數編輯區 ........................................................................................................................................... 204
7.6. 動作頁 ...................................................................................................................................................................... 211
激磁/解激磁 ................................................................................................................................................. 213
7.6.1.
連續運動 ...................................................................................................................................................... 213
7.6.2.
絕對座標運動 ............................................................................................................................................... 214
7.6.3.
自動增益調適 ............................................................................................................................................... 214
7.6.4.
座標清為零 .................................................................................................................................................. 215
7.6.5.
LCD各操作模式參數設定 .......................................................................................................................................... 216
位置模式 ...................................................................................................................................................... 216
7.7.1.
速度模式 ...................................................................................................................................................... 219
7.7.2.
推力/扭力模式 .............................................................................................................................................. 220
7.7.3.
獨立作業模式 ............................................................................................................................................... 222
7.7.4.
8. 保護功能 ............................................................................................................................................................................... 223
8.1. 運動保護 ................................................................................................................................................................... 224
8.2. 位置與速度誤差保護 ................................................................................................................................................. 226
跟隨誤差限制 ............................................................................................................................................... 226
跟隨誤差與速度誤差警告 ............................................................................................................................. 226
8.3. 煞車保護 ................................................................................................................................................................... 227
8.4. 極限保護 ................................................................................................................................................................... 230
硬體極限保護 ............................................................................................................................................... 230
軟體極限保護 ............................................................................................................................................... 230
8.5. 過溫保護 ................................................................................................................................................................... 232
軟體過溫保護 ............................................................................................................................................... 232
驅動器過溫保護 ........................................................................................................................................... 232
8.6. 驅動器過電壓保護 ..................................................................................................................................................... 233
9. 錯誤與警告 ........................................................................................................................................................................... 237
9.1. 驅動器狀態指示燈號說明 .......................................................................................................................................... 238
9.2. 驅動器的錯誤警告 ..................................................................................................................................................... 239
Lightening人機主畫面狀態顯示區 ................................................................................................................ 239
LCD狀態說明 ............................................................................................................................................... 239
Error and Warnings Log說明 ....................................................................................................................... 240
PRM檔載入錯誤說明 ................................................................................................................................... 242
9.3. 錯誤代碼與排除方法 ................................................................................................................................................. 243
9.4. 警告代碼與排除方法 ................................................................................................................................................. 246
9.5. 常見問題排除方法 ..................................................................................................................................................... 249
A. 激磁啟動設定 ........................................................................................................................................................................ 251
A.1. 啟動激磁方式 ................................................................................................................................................................ 252
A.2. 人機介面確認激磁狀態 .................................................................................................................................................. 253
B. 參數比對功能 ........................................................................................................................................................................ 255
B.1. 比對RAM與Flash內的參數差異 ..................................................................................................................................... 256
C. 韌體更新與PDL載入 ............................................................................................................................................................. 259
C.1. 更新驅動器韌體 ............................................................................................................................................................ 260
C.2. 載入PDL程式至驅動器內 .............................................................................................................................................. 263
D. Modbus通訊說明 ................................................................................................................................................................. 265
D.1. Modbus通訊規格 ........................................................................................................................................................... 266
D.2. 功能碼 .......................................................................................................................................................................... 267
D.3. Modbus物件 .................................................................................................................................................................. 271
D.3.1. 輸入暫存器 ...................................................................................................................................................... 271
D.3.2. Holding暫存器 .................................................................................................................................................. 275
E. 干擾排除 ............................................................................................................................................................................... 277
E.1. 共模濾波器 ................................................................................................................................................................... 278
E.2. 馬達延長線加磁環 ......................................................................................................................................................... 281
9.2.1.
9.2.2.
9.2.3.
9.2.4.
HIWIN Mikrosystem Corp. iii
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 目錄
修訂記錄
版次
1.0
1.1
日期
2012.01.10
2012.04.10
適用範圍
D2系列驅動器
D2系列驅動器
1.2
2014.10.15
D2韌體版本0.033以上
軟體Lightening版本
0.177以上
1.3
2015.01.28
D2韌體版本0.033以上
軟體Lightening版本
0.177以上
1.5
2015.10.01
D2韌體版本0.038以上
D2COE韌體版本0.114
以上
軟體Lightening版本
0.185以上
註記
初版發行
排版修改
(1) 新增D2T機種的型號。
(2) 新增EtherCAT機種的尺寸圖。
(3) 新增mega-ulink通訊設定說明
(4) 移除不含relay的煞車配線。
(5) 移除clear posion error的輸入功能。
(6) 移除SW method 1與SW method 5激磁法的說明。
(7) 新增ZeroTune設定說明。
(8) 移除I/O center內的Set Default按鈕。
(9) 新增Set parameters to factory default的使用說明。
(10) 更新LCD操作手法。
(11) 新增LCD常用參數表。
(12) 新增LCD變數的輸入範圍值。
(13) 新增PDL規格說明。
(14) 新增E15、E16、E17、E19、W13、W14的
error/warning code說明。
(15) 修改手冊排版。
(1) 於第1.1節新增驅動器發生錯誤時的處理說明。
(2) 於error/warning code說明移除E16。
(3) 更新馬達回升特性曲線。
(1) 修改手冊排版與格式。
(2) 刪除脈波型機種相關資訊。
(3) 於 1.2 節新增直流鏈放電警示。
(4) 於 2.1.1 節更新安規認證資訊。
(5) 於2.1節新增Modbus與擴充I/O機種的型號。
(6) 於2.2節刪除脈波型機種之說明。
(7) 於2.2節加入輸出功率與安裝汙染等級說明
(8) 於2.3節新增擴充I/O機種的尺寸圖。
(9) 於第3章新增動作原理說明。
(10) 於3.11節新增負載率顯示功能的相關物理量。
(11) 於4.1節新增CN4、CN5、CN8、CN13、CN14端子
說明,並加入D框機種端子說明。
(12) 於4.1節移除D2---B(F)與
D2---B(G)機種說明。
(13) 於5.2.2節加入多圈絕對式編碼器與雙迴路編碼器設
定說明。
(14) 於5.2.4節加入Modbus通訊設定說明。
(15) 於5.4節加入自動增益調適中心說明。
(16) 於5.5節加入Input function與Output function在各模
式下的功能對照表,以及Input與Output腳位的內定
設定。
(17) 於5.5.3節加入類比輸出使用說明。
(18) 於5.5.4節加入擴充I/O使用說明。
(19) 於5.7節加入使用多圈絕對式編碼器與使用CiA 402
標準之歸原點方法來歸原點的模式說明。
(20) 於 6.9.4 節加入更改誤差補償起始點的說明。
(21) 於第7章加入LCD顯示符號代碼版之說明。
(22) 於7.3節新增E21、E22、E23、E24錯誤代碼與W15
與W16警告代碼說明。
(23) 更新表7-9進階參數表內容。
(24) 更新8.6節馬達回生曲線。
HIWIN Mikrosystem Corp. iv
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 目錄
(25) 更新9.3節錯誤代碼的顯示格式,並新增E21、E22、
E23、E24錯誤代碼說明。
(26) 更新9.4節警告代碼的顯示格式,並新增W15與W16
警告代碼說明。
(27) 於附錄C加入載入PDL的操作說明。
(28) 於附錄D加入Modbus通訊說明。
註.為使中英文版版次與內容一致,故 D2 中文版無 1.4
版。
(1) 更新2.1.3節型號說明。
(2) 修正4.1.7節脈波命令的速度單位。
(3) 修正4.1.10節與5.5.4節擴充I/O模組腳位定義。
(4) 更新4.2節線材與周邊套件資訊。
(5) 修正5.5.1節數位輸入功能之適用模式說明。
(6) 新增E18與E25的error code說明。
(7) 修改LCD No. 000、001、003與083的單位。
(8) 於LCD參數表新增預設值欄位。
(1) 於1.1節加入驅動器使用注意事項。
(2) 於2.2節加入直流鏈電容規格。
(3) 於2.4節新增驅動器擺放說明。
(4) 於4.1.5節修正RS485母接頭的腳位定義。
(5) 於5.8.2節更新將參數恢復成原廠設定的操作說明。
(6) 於6.9節加入使用誤差補償功能時,encoder output
需設為Use emulated encoder的註解。
(7) 於8.1節新增濾波時間常數與Smooth factor的關係
說明。
(8) 於8.3節新增D框動態煞車功能說明。
(9) 於8.6節修改馬達回生特性曲線,並新增回生電阻規
格。
(10) 於9.2.4節新增PRM檔載入錯誤說明。
(11) 於D.3.2節新增Modbus之Jog物件。
(12) 於附錄E加入共模濾波器與馬達延長線加磁環的說
明。
1.6
2015.12.30
D2韌體版本0.038以上
D2COE韌體版本0.114
以上
軟體Lightening版本
0.185以上
1.7
2016.05.04
D2韌體版本0.040以上
D2COE韌體版本0.116
以上
軟體Lightening版本
0.186以上
HIWIN Mikrosystem Corp. v
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 1.關於本操作手冊
1. 關於本操作手冊
1. 關於本操作手冊 ....................................................................................................................................................................... 1
1.1. 使用前重要事項 ........................................................................................................................................................... 2
1.2. 安全注意事項 ............................................................................................................................................................... 3
HIWIN Mikrosystem Corp. 1
D2驅動器使用者操作手冊 v1.7 1.關於本操作手冊
1.1. 使用前重要事項
使用本產品前請務必詳閱本使用手冊,未遵照本注意事項之規定安裝方式者,本公司不負任何
可能造成之損壞、意外或傷害之責任。
◆ 請勿自行分解或改裝本產品。由於本公司產品之設計均經過結構運算,電腦模擬及實體測試,
故請勿在未徵求專業人員同意之前,自行分解或改裝本產品。若有因自行分解或改裝產品所
造成的意外或損失,本公司概不負責。
◆ 請於安裝或使用本產品前,先確實檢查外觀是否有破損,若有任何破損情形,請立即與本公
司人員或經銷商聯絡。
◆ 請於使用之前,確實閱讀產品標籤或出廠文件所標示之性能規格;並確實依此性能之限制配
合安裝說明來安裝。
◆ 請在使用本產品前先閱讀規格上,標籤所標示之供應電源大小,並確認所使用之供應電源合
乎產品要求。若有因錯誤使用電源所引起的產品損壞或人員傷害,本公司不予負責。
◆ 請勿使用本產品於超過其額定負載之環境下,若因此所造成之損失或傷害本公司概不負責。
◆ 請勿使用本產品於有衝擊的環境中,若有因此所造成之產品損毀、意外或傷害等情形,本公
司概不負責。
◆ 若驅動器錯誤發生,請參照9.5.常見問題排除方法,並依照指示關閉驅動器電源進行錯誤排
除,排除確認完成後,重新上電。
◆ 如本產品發生異常狀況,請勿自行處理。本產品僅能交由本公司合格技術人員修復。
本產品自出廠日起一年內為有效的保固期,於此期間因不當使用(請參閱本說明書之注意與安裝
事項)、或自然天災所造成的產品損壞,本公司不負責更換及維修產品之責任。
注意
‧此系列驅動器適用的最大周圍溫度為55℃。
‧本產品僅可安裝於污染度為2之環境。
‧額定電壓為240 V輸入,供應之電源電壓不可高於240 V,短路電流不得超過5000 A。
‧驅動器沒有提供馬達過溫感測,同時也不具有馬達過溫保護。
‧驅動器之短路保護功能不可當作分路保護電路使用。分路保護電路選用必須依照美國電工法
規與當地法規。
‧在開始檢視產品前,請關閉電源並等待至少五分鐘,以三用電表或類似儀表檢查P、N端子間
的殘餘電壓已降至安全等級(50 Vdc或更低),避免導致觸電。
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