ACS教育訓練影片 |
ACS開發了一系列功能強大的EtherCAT網路控制解決方案,用於滿足高性能多軸運動控制的需求。 EtherCAT控制器結合了高性能SPiiPlus運動控制和EtherCAT通訊主站。
‧SPiiPlus NT:嵌入到MC4U控制模組內。
‧SPiiPlus EC:獨立型控制器。
‧SPiiPlus CMba / hp:內含3軸驅動器的獨立型控制器。
‧SPiiPlus CMhv: 內含2軸驅動器的獨立型控制器。
‧SPiiPlus CMnt: 內含2軸驅動器的獨立型控制器。
‧SPiiPlus SC:運行於電腦上的軟體控制器。
‧高於10KHZ的工作時序實現多達64軸同步控制。
‧可擴充的I/O點數。
‧開放式架構:支持ACS與經驗證過的其他廠牌EtherCAT模組。
‧多輸入多輸出(MIMO)多軸控制演算法,應用於龍門(Gantry)控制與多關節機器人控制。
‧ACS的EtherCAT模組:伺服驅動器、步進驅動器、Pulse命令輸出、I/O模組。
‧實時網路集成、安全監測與處理。
‧使用統一的軟體與開發工具。
基於ACS特有的Real-Time網路技術及EtherCAT通訊協定,可多軸同動補間,所有軸的Sampling Rate均為20KHZ,且可連接市面上具EtherCAT通訊的其它廠牌驅動器(Copley,Sanyo Denki, Yaskawa,Kollmorgen,Parker,Schneider,ServoTronix…等)。
產品型號 | SPiiPlus EC | SPiiPlus CMxa | SPiiPlus MC4Unt | SPiiPlus CMba/hp | SPiiPlus CMhv | SPiiPlus CMnt | SPiiPlus SC |
PDF下載 | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | |
類型 | 硬體型 | 硬體型 | 硬體型 | 硬體型 | 硬體型 | 硬體型 | 軟體型 |
內建最多 軸數 |
0 | 3 | 8 | 3 | 2 | 2 | 0 |
最多軸數(含本身與網路) | 64 | 64 | 32 | 32 | 32 | 32 | 64 |
內含驅動器最多數量 | 0 | 3 | 8 | 3 | 2 | 2 | 0 |
MPU cycle rate | 1,2,4,5KHZ | 1,2,4,5KHZ | 1,2KHZ | 1,2KHZ | 1,2KHZ | 1,2KHZ | 1,2,4,5KHZ |
回授類型 | Increment Sin-Cos EnDAT 2.2&2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI | Increment Sin-Cos EnDAT 2.2&2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-C | Increment Sin-Cos EnDAT 2.2&2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI | Increment Sin-Cos EnDAT 2.2&2.1 Smart Abs Panasonic Hiperface Resolver Biss-A/B/C SSI | Increment Sin-Cos EnDAT 2.2&2.1 Smart Abs Panasonic Hiperface Resolver Biss-A/B/C SSI | ||
通訊介面 | 1xEthernet 2xRS232 2xEtherCAT | 1xEthernet 2xRS232 1xEtherCAT | 1xEthernet 2xRS232 1xEtherCAT | 1xEthernet 2xRS232 1xEtherCAT | 1xEthernet 2xRS232 1xEtherCAT | 1xEthernet 2xRS232 1xEtherCAT | Shared RAM |
產品型號 | SPiiPlus UDMlc | SPiiPlus UDMpc | SPiiPlus UDMnt | SPiiPlus UDMmc | SPiiPlus UDMba/hp | UDMxa | SPiiPlus UDMhv | SPiiPlus UDMpm | SPiiPlus MC4Udc | SPiiPlus SDMnt | |
PDF下載 | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | Datasheet | |
軸數 | 2/4 | 1/2 | 1/2 | 2/4 | 1/2/3 | 1/2/3 | 1/2 | 1/2 | 1/8 | 4/8 | |
馬達電壓入力 | 12-48VDC | 24-48VDC | 12-80VDC | 12-80VDC | 85-265VAC | 85-265VAC | 230VAC | 230-480VAC | 85-265VAC | 85-265VAC | 12-40VDC(D型) |
控制電壓入力 | 15-48VDC | 24VDC | 24VDC | 24VDC | 24VDC | 24VDC | 24VDC | 24VDC | 95-240VAC(A型) | ||
驅動器電流 | 1.25-2.5A(4軸) 2.5-5A(4軸) 5-10A(2軸) |
2.5-5A 5-10A 10-20A |
2.5-5A 5-10A 10-20A |
2.5-5A 5-10A 10-20A 20-40A |
5-10A 10-20A 15-30A |
5-10A 10-20A 15-30A |
230VAC 型: 5-15A ˴10-30A 15-45A ˴20-60A |
230-480VAC 型: 5-10A ˴10-20A ˴ 15-30A |
2.5-5A 5-10A 7.5-15A |
5-10A 10-20A 20-40A |
20-40A 3A |
可驅動馬達類型 | 伺服 無刷 有刷 步進 |
伺服 無刷 有刷 步進 |
伺服 無刷 有刷 步進 |
伺服 無刷 有刷 步進 |
伺服 無刷 有刷 步進 AC 感應 |
伺服 無刷 有刷 步進 AC 感應 |
伺服 無刷 有刷 步進 AC 感應 |
伺服 無刷 有刷 步進 AC 感應 |
伺服 無刷 有刷 步進 AC 感應 |
步進 | |
回授類型 | Increment EnDAT2.2 & 2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI
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Increment EnDAT2.2 & 2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI Sin-Cos |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-C SSI Sin-Cos |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-C SSI |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-C SSI Sin-Cos |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-C SSI Sin-Cos |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI Sin-Cos Hiperface Resolver |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI Sin-Cos Hiperface Resolver |
Increment EnDAT2.2 &2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-C Sin-Cos |
產品型號 | SPiiPlus UDI | SPiiPlus PDMnt | SPiiPlus UDMnt | SPiiPlus PDIcl |
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軸數 | 2/4 | 4 | 4 | 2/4 |
命令類型 | ±10V | Pulse/Dir (Pulse 頻率4MHz) | Pulse/Dir (LC1 Laser Control Mode) | Pulse/Dir (Pulse 頻率4MHz) |
回授類型 | Increment Sin-Cos EnDAT 2.2 & 2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI | Increment EnDAT 2.2 & 2.1 Smart Abs Panasonic BiSS-A/B/C SSI |
產品型號 | SPiiPlus IOMnt |
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I/O 點數 | 8/8 , 16/16 , 32/16 , 32/32 |
電壓入力 | 24VDC |
Controlling Gantry tables with croos moving axis(有效解決croos moving mass問題)
當龍門軸X1/X2(Gantry axes)與正交軸Y(Cross axis)同時運動時,運動中的正交軸Y會影響龍門軸 X1/X2運動的穩定性,ACS控制器的龍門運動控制演算法已可解決此問題。
當正交軸Y的負載位置改變時,整個龍門機構的重心(COG:Center Of Gravity)都會隨之改變,ACS 控制器具有即時補償演算法可消除此種影響。
以下就ACS龍門運動控制演算法對大型龍門平台的實際應用作一說明。
當正交軸負載位於機構側邊時,經常會出現共鳴(共振)問題的區域是38Hz。當龍門機構的重心(CGO)改變時, 共鳴(共振)特性也會隨之改變。低頻共鳴(共振)會降低帶寬(Bandwidth),因此會造成龍門軸的干擾(擾動)。
當正交軸負載位於機構側邊,龍門軸的波特頻響應(Bode Frequency Response)如下圖,其中虛線是未經ACS 龍門運動控制演算法補償的波形,實線是經過ACS龍門運動控制演算法及時補償的波形。自圖示波形可明 顯看出,ACS龍門運動控制演算法可消除38Hz的共鳴(共振),故帶寬(Bandwidth)可獲得提升,對龍門的干擾 也可降至最低。
利用頻域(Frequency-Domain)分析工具對時變負載(Time-Varying Pay-loads)的調校(Tuning): 一般在進行馬達調校時,大多是用時域(Time- Domain)方法,但當運動負載是會變化且在不同負載下均要 得到優良的運動特性與運動精度時,用時域方法就會非常費時且不易得到較佳的的調校果,此時就需要 用頻域(Frequency-Domain)方法以得到較佳的調校結果。 ACS SPiiPlus控制器具備Frequency Response Function(簡稱FRF)分析工具,對於不同負載仍可獲得較佳的調校結果, 使運動特性與精度不應負載的變化而改變。
‧NanoPWM是標準PWM驅動器的線性化,基於ACS的獨特專利技術。
‧是用奈米級高精度運動控制。
‧可取代線性伺服驅動器(Linear Servo Drives)。
‧NanoPWM驅動器提供極佳的定位精度和跟隨性能,並克服了線性驅動器的缺點, 使系統具有更高的效率與可靠性。
‧NanoPWM驅動器可達成極小的靜止誤差(Jitter)與跟隨誤差(Following Error)。
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NanoPWM驅動器型號:DDM3U-1-100-15A-NP
NanoPWM驅動器規格:
‧單軸驅動器
‧BUS電壓24-100VDC
‧連續電流15A,峰值電流30A
‧連續輸出功率1.07KW,峰值輸出功率1.98KW
測試硬體: ‧MC4U控制器 ‧無鐵心線性馬達 ‧交叉滾珠軸承機構 ‧Sin / cos類比光學尺回授。
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軸數
最多32軸(透過EtherCAT連接個模組)
本身最多內建3個驅動器
MPU cycle rate:
‧4,6,8,16軸:2KHz
‧32軸:1KHz
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數位I/O
安全輸入:
正極限、負極限、緊急停止
一般輸入:
8 Single-ended,
5Vdc(±10%) or 24Vdc(±20%),
光隔離,NPN/PNP,
Input current:14mA
高速MARK inputs:
4個,RS-422
馬達剎車輸出:
3個,24V,1A光隔離
一般輸出:
8 Single-ended,
5Vdc(±10%) or 24Vdc(±20%),
光隔離,NPN/PNP,
Max. output current 100mA
PEG(Position Event Generator):
2個PEG_Pulse,RS-422,
8個PEG_State,RS-422
模式:Incremental、Random
PEG pulse width:26.64ns-1.745ms
PEG Pulse頻率:
‧Incremental:18MHz
‧Random:10MHz
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Pulse/Direction介面
此介面為選配功能
數量:4
類型:RS-422
Pulse最高頻率:5MHz
Pulse寬度:0.08-80us
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驅動器
電流規格與BUS電壓:
‧5/10A(85-265VAC)
‧10/20A(85-265VAC)
‧15/30A(130-265VAC)
(若選配低壓產品,則BUS電壓為17-85VAC或24-120VDC)
電流鏈波頻率
(Current ripple frequency):40KHz
電流迴路取樣頻率
(Sampling rate):20KHz
電流迴路頻寬(Bandwidth)
最大5KHz
電流解析度(Current sensing):
‧CMba:12 bit ADC
‧CMhp:16 bit ADC
換相(Commutation)模式:
Sinusoidal,有無Hall均可
保護功能:過電壓、短路、電流過載
、溫度過高…等
可接馬達種類:伺服、無刷、有刷、
步進、AC感應馬達
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Laser介面
此介面為選配功能
類型:RS-422
Fault Input:2個
Enable Output:2個
Pulse頻率:9Hz-1181MHz
Pulse寬度:6.67ns-111ms
Duty cycle:0-100%
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環境
使用: 0 to +40°C
保存:-25 to +60°C
濕度:5% to 90%(非冷凝)
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記憶體
User Memory(RAM):128MB
Non-volatile(Flash):128MB
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通訊
Serial ports:
1個RS-232,1個RS-232/422
UP to 115,200bps
Ethernet channel:
1個,TCP/IP 10/100Mbps
EtherCAT:
2個,In&Out,100Mbit/sec,
CoE and FoE protocols support
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回授
數位增量型Encoder:
‧A/B、RS-422、Clock/Dir
‧頻率:50MHz
Sin-Cos類比Encoder(選配):
‧1Vpp,differential
‧頻率:250KHz
‧乘積因子(Multiplication factor):
‧CMba: x4 x4096
‧CMba: x4 x65536
‧自動補償Offset、Phase、Amplitude
絕對型Encoder(選配):EnDat2.2&2.1、Tamagawa Smart-Abs、Panasonic、Biss-A/B/C、SSi
保護功能:Encoder error、
Encoder not connect
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類比I/O
利用伺服迴路的回授輸入:
6個,±10V,differential,
20KHz取樣頻率
解析度:CMba:12bit, CMhp:16bit
輸入:
2個,single-end, ±10V,解析度12bit
輸出:
2個,single-end, ±10V,解析度10bit
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伺服演算法
先進的PIV演算法,可提升運動精度、
整定時間、速度平滑性、穩定性
,且具迴路濾波器、龍門控制、
雙回授控制…等。
可選配Input-Shaping、Servo-
Boost等高階演算法。
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1. 圓孔切割:
圓孔直徑02.mm(圓與圓間距0.2mm)
切割路徑:
自圓心起刀->圓正上方->360度圓->
移至下一個圓心
加工速度: 每小時12950孔
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2. 方孔切割:
方孔尺寸0.2mm*0.2mm(方形與方形間距0.2mm)
切割路徑: 自方形中心起刀->方形左上角->
方形右上角->方形右下角->
方形左下角->方形左上角->
移至下一個方形中心
加工速度: 每小時8100孔
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左側為使用它牌控制器的圖形,
右側為使用ACS控制器的圖形
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右側圖形為直徑只有10um的圓,就雷射軌跡可看出仍是一個正圓
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挑戰最嚴苛的伺服運動控制
Gantry龍門同動 [運動系統]
可達奈米等級之精度要求
完成高速運動之龍門系統,1.5米 / sec.
精確之速度穩定度200mm / sec±0.1%速度誤差
內建X.Y動態誤差補償
搭配雷射干涉儀使用,補償後
干涉儀不須留置機器上。
成功案例:雷射修補(Laser Repair)、雷射切割(Laser cutting)
彩色濾光片塗佈(color filter coating)、CCD檢測(CDD inspection)
精密量測(Precision Measuring Machines)…系統
適用範圍: 半導體設備、TFT設備、PCB設備
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・伺服迴路修正時間: 50µ / 每一軸
・最高數位Encoder回授速度: 60MHZ
・最高類比Sin Cos Encoder回授速度:2.5MHZ(類比信號)
類比Encoder解析:65536 / cycle
・高速input延遲時間<0.1µs
・高速位置輸出(output)延遲時間<0.1µs
・提供PCI Bus及Stand alone不同類型控制器
・程式語言: C, C++, VB, LabVIEW, ACSPL+,
或搭配Host PC
使用DLL或COM libraies(部分機種支援PLC…語言)
・行進中可改變速度、加速度、jerk、及目標位置,
滿足各種運動控制功能要求
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ACS原廠網址: http://www.acsmotioncontrol.com