asd 驱动器安装调试手册 - acepillar.com.t · asd 19 第四章软件操作 1 通讯...

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ASD 驱动器安装调试手册

DDR 系列直驱电机

AUM / ACM 系列直线电机

JinYu

Revision 2.4

(Dec 2013)

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目录

第一章简介 .............................................................................................................................................................................. 4

第二章软件安装与操作 ........................................................................................................................................................... 5

第三章准备安装 ...................................................................................................................................................................... 6

1 接线 ................................................................................................................................................................................... 7

2 ASD Pinout : ......................................................................................................................................................................... 8

3 ASD Basic Specifications : ..................................................................................................................................................... 9

4 How to Order? ................................................................................................................................................................... 16

5 ASD Models current rating selection: .................................................................................................................................. 17

第四章软件操作 .................................................................................................................................................................... 19

1 通讯 ................................................................................................................................................................................. 19

2 电机选型 ......................................................................................................................................................................... 20

3 手动输入电机型号 .......................................................................................................................................................... 21

4 编码器反馈 ...................................................................................................................................................................... 23

5 电机安装 ......................................................................................................................................................................... 25

6 自动调试 ......................................................................................................................................................................... 25

7 功能简介 ......................................................................................................................................................................... 27

Limits 限制 ..................................................................................................................................................................... 27

运动单位 ......................................................................................................................................................................... 27

I/O .................................................................................................................................................................................. 28

使能和故障 ..................................................................................................................................................................... 28

调整菜单 ......................................................................................................................................................................... 28

运动 ................................................................................................................................................................................ 28

运动模式 ......................................................................................................................................................................... 29

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8 位置齿轮模式介绍 .......................................................................................................................................................... 29

9 菜单按钮选项注解 .......................................................................................................................................................... 30

10 单端脉冲方向的使用方法 ............................................................................................................................................. 31

11 其他脉冲方向控制模式 ................................................................................................................................................. 33

12 原点的输出功能设置..................................................................................................................................................... 34

13 PID 调试介绍 ................................................................................................................................................................. 34

14 平滑运动因子 ................................................................................................................................................................ 36

15 紧急制动刹车介绍 ........................................................................................................................................................ 37

16 电流折返保护 ................................................................................................................................................................ 37

17 示波器 ........................................................................................................................................................................... 38

18 I/O 脚本的使用方法 ..................................................................................................................................................... 39

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第一章简介

本说明简单介绍 Akribis ASD 系列驱动器配合 Akribis AUM/ACM 系列

直线电机、DDR 系列直驱旋转电机的设置与调试

计算机最低配置:

CPU: 2GHz

RAM: 1GB

操作系统: Windows XP-S3，Windows 7

调试软件：NET Framework 4.0

通讯接口: 标准 USB

ASD www.akribis-sys.com

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第二章软件安装与操作

对系统上电之前，请通读本章内容。运动系统通常包括高压组件和运动组件，若

没有相应的安全意识，可能会对系统产生不可逆转的损害或伤及人身安全。如需帮

助，请联系技术支持 [email protected] 或者 [email protected]

mailto:[email protected]


6

第三章准备安装

下载安装文件： ( www.akribis-sys.com ).双击 AkribisMotionGallery.exe，安

装完毕。进入 Akribis Motion Gallery.

http://www.akribis-sys.com/


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1 接线

常见的电机驱动控制系统工作示意如下图所示：

系统连接示意图

DAC Output

Power Supply

Controller

Driver

Encoder Input

Encoder Feedback

Motor

Encoder Buffered Output


8

2 ASD Pinout :


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3 ASD Basic Specifications :


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Controller Interface Wiring –ASD-STD/ASD-CANopen Models


11

Controller Interface Wiring –ASD-EtherCAT/ASD-ProFiNet Models


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Machine Interface Wiring Diagram – ASD-STD/ASD-CANopen Models


13

Machine Interface Wiring Diagram – ASD-EtherCAT/ASD-ProFiNet Models


14

RS232 Communication Cable : C-ASD-RS232

Feedback Y-Cable ( with MicroE Digital Encoder ) : C-M1500-ASD-D15


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Feedback Y-Cable ( with MicroE Analog Encoder ): C-M1900-ASD-A15

Feedback Y-Cable ( with Renishaw RGH41 Digital Encoder ): C-RGH41-ASD-D15


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4 How to Order?


17

5 ASD Models current rating selection:


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第四章软件操作

1 通讯

依照接线上的标签提示,即可完成正确的接线。

确认 PC-RS232 已经连通 PC 与 ASD 驱动器后，进入 Akribis Motion Gallery.

Akribis Motion Gallery 的 GUI 操作界面左侧有菜单树,方便用户更加直观的进行

驱动器操作,如图:


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首先,我们进入”communication”选择合适的 USB-Port 连接口,然后选择连接

connect, 当驱动器完成连通后,指示条显示为绿色.

2 电机选型

第二步, 进入菜单树的电机选项.根据选择的框的提示,逐步明确显示框中的电机详细的

型号以及编码器反馈解析度这些参数.此时,ASD 驱动器会自动导入库中的 Akribis 电机

参数.目前直线无铁芯电机的参数已保存在 ASD 库文件中。旋转力矩电机需要客户自定

义手动输入，以下为直线电机型号输入方法：

一般的，AkribisMotionGallery 的可选编码器解析度范围从 2um 至 0.1um。如果用

户使用的编码器解析度不在此范围内。我们建议客户可以任意选择一个有效范围内的

编码器解析度，然后鼠标双击编码器解析度进行手动修改。


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3 手动输入电机型号

如果需要手动输入电机型号方法:

点击 New Motor

进入手动输入电机参数界面，输入基本的电机技术参数。

选择合适的编码器反馈换相方式：


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选择合适的过温保护方式：


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***********************************************************************************

4 编码器反馈

注意事项： ASD 的高解析度细分功能：

针对传统的 AquadB 数字编码器，ASD 可以针对解析度进行 16X 倍的细分。此功能

仅针对机械度较低的数字增量型编码器有效。如果用户使用了高解析度编码器的话，

会导致电机在 Verify 时由于分辨率过高而换向失败。

具体的查看方法如下：


24

选择专家菜单树，进入手动指令输入，在终端输入 mfbmode，系统会自动显示数值

结果：

0- 未开启

1- 开启

介于 Akribis 给客户提供的常用高精度方案已经满足绝大多数工业应用。我们建议客户

将此功能暂时关闭（输入”mfbmode 0”设为 0 即可）

当电机处于高速运动时，为了防止丢失相位造成电机失控。我们同时建议客户关闭

AqB 编码器的滤波功能。

选择专家菜单树，进入手动指令输入，在终端输入 mencaqbfilt，系统会自动显示数

值结果：

0- 未开启

1- 开启

接着进入菜单树的反馈菜单,选择合适匹配的反馈类型:

返回电机操作界面,确认参数无误后选择写入驱动器, 将参数写入驱动器之后,电机 GUI

界面左上角的 Config,帮助驱动器识别新的参数.然后点击确认,此时,电机会做一系列不

规则的运动,结束后驱动器会自动存储相关的参数.


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注意: Akribis 电机默认带有 Hall 传感器.所以一般我们推荐用户选择 A/B+Hall 的反馈

形式,无需自动寻找相位角.

默认的电流环参数 KP 初始值为 1.我们建议修改为 0.5,这样可以减小电机初始运动时产

生的电流环噪音.

5 电机安装

顺利完成以上步骤之后,进入菜单树的电机安装.

逐步完成对应的测试.

在步骤 3 中,用户可以选择对应的速度限制和电流限制,也可自定义这两个参数.

确认后,点击 approve.

步骤 4 为克服阻力的测试,通过施加持续电流的一定百分比电流来帮助驱动器确认电机

克服导轨等外界阻力所需要的电流大小.默认指为 5%,我们建议用户从 1%开始逐渐递

增的增加电流.以防止电流过大,使得电机过速失控.

确认电流和方向后,进入最后一步,将参数保存至驱动器.或者保存至 PC 中.

6 自动调试

ASD 驱动器系统会自动引导用户进入菜单树 Autotunning 的自动调试环节.这里需要

注意的是,ASD 驱动器会根据电机参数等进行 PID 参数的自动调试,调试的结果仅供参

考,如果用户的应用要求更高的话,请务必在自动调试的基础上进行手动调试.


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步骤一,需要用户确认电机上负载的重量,或者预估计一个负载的质量.如果选择预估计的

质量,需要使能电机,ASD 驱动器会自动估算实际负载的质量,完成之后需要点击 Config,

识别 ASD 驱动器.

步骤二,进入自动调试界面,请将电机线圈移动至行程中点,确保 ASD 驱动器自动调试时,

电机有足够的运动行程,以便完成调试.注意: 如果调试的单轴是多轴系统的某个轴,请勾

上”多轴中的单轴系统这个选项”

默认的运动速度为 5mm/s

调试中,会产生一定的噪音,用户只需要等待 ASD 驱动自动完成即可.选择 save 保存参

数即可.

进入步骤三, 首先选择电机运动的刚性.

Stiff 过高,会导致电机运动产生较响的噪音.Soft 过高,会导致电机的跟随性能表现降低.

点击 move and plot,ASD 驱动器会根据设置的测试距离采样抓图.


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选择”光标”按钮

.可以放大位置误差曲线.

步骤四,保存参数.

7 功能简介

菜单树的其他功能介绍:

Limits 限制

ASD 驱动器对于电流,速度,位置 3 种参数都设有限制保护.

运动单位

用户可以根据个人使用的习惯来选择运动参数的计量单位.


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I/O

Digital I/O & Analog I/O 分别为用户提供数字和模拟量接口的使用和设置.

使能和故障

用户可以在这个界面中清楚之前误操作造成的驱动器内部错误,重新使能驱动器.如果有

远程使能,需要同时操作上位机完成使能.

注意：当用户使用远程使能时，需要勾选“开机上电使能”之后，才可以通过远程控

制使得 ASD 上电使能。

调整菜单

分别有运动,电流环,速度环,位置环 4 个操作设置窗口

运动

通过修改设置电机运动的加速度,减速度点到点低通滤波器的设置来规划电机运动.

而运动的指令可以实现依照用户的需求,使得电机往复运动.


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运动模式

ASD 驱动器为用户提供了多种操作模式,用户可以依照需求切换不同的模式.

8 位置齿轮模式介绍

常用的操作模式有位置模式和位置齿轮模式(上位机 PLC 等)

在此,对于位置齿轮模式做一个基础的设置介绍:

首先,用户需要确认 ASD 驱动器与上位机连接方式正确. 由于驱动器的使能触发需要由

远程外部 I/O(上位机 PLC)护法,所以,进入菜单树的数字 I/O 端口,选择”远程使能”

如果上位机没有自带“servo on”的使能信号，请选择 0 idle,驱动器自行使能。

如果需要 ASD 开机使能，请选择菜单树的“使能和故障”，选择“上电使能”。


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切换回到运动菜单的位置齿轮模式,

9 菜单按钮选项注解

Engaged-占用（不选择该选项会使得 PLC 无法发出脉冲信号给 ASD 驱动器）

Multipilier-脉冲倍频细分（并非上文中提到的编码器解析度细分功能和电子齿轮比）

使用此功能可以使得 ASD 驱动器接收到上位脉冲信号后，控制电机运动的更为平滑。

External Encoder Resolution-脉冲解析度设定

直驱直线电机：一个磁极对（pitch）对应 N 和上位脉冲信号数量

直驱旋转电机：一个圆周期运动（一圈）对应 N 和上位脉冲信号数量

一般来说，越高的脉冲数使得运动的脉冲解析度更高。可以使得运动更加平滑。


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默认电子齿轮比参数

gear ratio multiplier=4

gear ratio divider=1

10 单端脉冲方向的使用方法

Pulse and Direction Using Single-Ended Signal :

The ASD ‘s Pulse and Direction Using Single-Ended Signal Feature enables the connection

of PLCs with a 24 VDC single-end signal to the ASD.

The Pulse signal is connected to ASD fast digital Input 5 – Controller I/F C2 Pin 32.

The Pulse signal is connected to ASD fast digital Input 6 – Controller I/F C2 Pin 15.


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Wiring Diagram for Pulse and Direction Using Single-Ended Signal


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11 其他脉冲方向控制模式

目前，ASD 支持三种上位脉冲控制方式，上文已经介绍了单端脉冲方向。除此以外，

还支持 AqB 差分脉冲，与 Up/Down 正负脉冲。

AqB 的脉冲接线与 Up/Down 正负脉冲的接线请参考上文中 C2 的引脚定义：

C2-9 方向+，C2-27 方向-，C2-11 脉冲-，C2-28 脉冲+

这步操作不需要软件界面的设置，接线后直接完成。

请在“运动”中选择对应的上位控制方式：AqB ， Up/Down

关于全闭环控制-ASD 反馈编码器信号至上位机：

请查看上文中 C2 接口的引脚定义-Equivalent Encoder

C2-4 A-，C2-5 B-，C2-6 Z-，C2-22 A+，C2-23 B+，C2-24 Z+

接线完毕后，请参考以下设置：

1. 选择左侧菜单树“反馈”，选择“编码器模拟”。在模式中选择模式 1 或者模式 2

（分别对应旋转直线的原点反馈）

2.

3. 解析度的选项中，请输入对应的直线或者旋转电机的反馈线数（LPP，LPR）

设置完成。


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12 原点的输出功能设置

Equivalent 信号可以输出编码器的原点信号。如果客户需要设置自选原点的话，请安

装完光学传感器信号后，进行以下设置：

1. 更新固件（请联系 Akribis，可以获得支持原点 I/O 输出的固件版本），否则无法

进行以下的步骤。

2. 选择菜单树“数字 I/O”，选择 output 3 或者 output 6（目前只有这两个输出

引脚支持以上的功能）。任意选择一个引脚定义，请务必确认在硬件上输出引脚 3

和输出引脚 6 支持以上的功能。

3. 进入“专家模式”，输入“output 3 24”(也可以将 3 改为 6)

4. 输入“indexdurate”，可以查看目前原点信号的持续时间，默认为 1us,所以显示

的时间为 0. 可支持的输出时间为 10-100ms

5. 进入菜单树的“反馈”，选择“编码器模拟”，请选择模式 1 或者模式 2（分别对

应旋转或者是直线电机的反馈）

设置完成。

13 PID 调试介绍

电流环:用户通过手动修改电流环参数,改善电流环的性能.


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速度环: 用户通过手动修改速度环参数,改善速度环的性能

位置环: 用户通过手动修改位置环参数,改善位置环的性能


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14 平滑运动因子

用户的实际应该用中，有时候我们需要设置平滑滤波器帮助更好更加平稳的整定到

位。

设置方法：在专家模式中，选择终端，手动输入 movesmoothmode

0- 没有启用平滑滤波器

1- 使用后半程减速平滑滤波器

2- 使用 S 型匀速加减速平滑滤波器

使用了平滑滤波器，会部分延长运动的到位时间，同时减少运动的整定时间。

用户可以根据应用的需求设置延时时间，设置方法如下：

在专家模式中，选择终端，手动输入 movesmoothavg N（N ms）


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15 紧急制动刹车介绍

为了用户更加安全的使用 Akribis 产品，我们在 ASD 驱动器内部增加了紧急刹车功能

选项：

激活禁止-启动之后，ASD 驱动器会给出减速命令。使得电机在短时间内减速。

动态刹车-当激活静止启动后的一定时间后，电机会处于下伺服状态，此时 ASD 驱动

器内电容保存的余电会启动动态刹车功能，即电机三相线圈短路。使得电机自身产生

对于运动的巨大阻力。帮助更好的刹车。（此选项对于音圈电机无效）

具体的刹车制动参数，请用户根据实际情况进行设置。

16 电流折返保护

除了提供安全功能保护，ASD 驱动器还能够对于电流进行折返设置，有效的进行动态

电流限制保护设置。


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驱动折返-根据设置参数保护驱动器的电流过载。防止驱动器因过温发生故障或者损

坏。

电机折返-根据设置参数防止电机因电流过载温升报警。

专家与终端菜单为高级用户提供了更详尽的使用方式,在此不做介绍.

17 示波器

帮助用户实时观察电机运动的性能表现.方便的自定义编辑可以使用户依照需求设定示

波图的观察方式.

采样设置,触发设置,以及记录变量窗口:


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示波器的 PID 参数可以让用户更加方便的调试电机参数.

18 I/O 脚本的使用方法

点击“数字 I/O”。I/O 设置从功能 9 开始，Bit 0,1,2,3,4 分别为 5 个 I/O 功能触发定

义口。所以，触发实现动作必须 Script bit 与 Script 同时满足触发条件。（Script 为

脉冲形式触发，高电平有效。Script bit 则以客户实际设定的高低电平有效来触发）。


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如图所示：

其中，3,4,5,6,7 分别代表了所使用的引脚号码。1,2,4,8,16 分别代表了逻辑开关

2^N(N 表示 bit 号码)

高电平-绿色有效

低电平-红色有效

无定义-白色

所以选择正确的颜色和引脚触发顺序，会帮助 I/O 程序更好更精简的执行。

关于脚本命令：

常见命令：


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Homing - HOMECMD

位移 - MOVEINC X Y （INC 表示增量式运动，如果用户需要绝对式坐标，则修改

为 MOVEABS；X 为位移数值；Y 为位移速度；指令中所有的单位与上文中的“运动

单位”一致。）

触发次序如下：

E.g：

触发 I/O Bit2, 需要先将 Input5 置高。然后 Input2 Script 以脉冲形式触发即可。

需要注意的是：一旦 I/O 之间存在逻辑重叠，同时触发的情况下，此时 ASD 驱动器只

会执行优先级高的 I/O 脚本，无法同时执行多个不同的命令。所以，我们建议客户将

处于“休眠”状态的 I/O 引脚置反。同时通过上位程序隔离不同的 I/O。

基本使用操作介绍到此.如有任何疑问欢迎随时致电我们!

Installation Guide

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联系方式:

雅科贝思精密机电（上海）有限公司

电话：(86) 21 5859 5800

传真：(86) 21 5859 9700

邮箱：

业务及售前咨询: [email protected]

技术支持: [email protected] 或者 [email protected]

公司网站：http://www.akribis-sys.com



http://www.akribis-sys.com/

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