通过伺服驱动器读取电动缸的力矩与行程参数,可按以下步骤操作:
一、力矩参数读取方法
参数映射配置
在伺服驱动器的参数设置界面中,找到与力矩相关的PDO(Process Data Object)映射项(如
Torque actual value或Actual torque)。将该参数映射到驱动器的通信接口(如EtherCAT、Modbus TCP或串口)的输出数据区,确保上位机(PLC、PC或HMI)可通过协议读取。
示例:在松下伺服驱动器中,通过PDO mapping2勾选
Torque actual value,将其映射到Receive PDO mapping1的输出区。上位机读取与显示
PLC/HMI:在PLC程序中定义与驱动器力矩参数对应的变量(如
INT类型),通过通信指令(如_readDriveParameter)读取驱动器数据,并绑定到HMI显示界面。PC软件:使用组态王、WinCC等软件,通过配置驱动器通信协议(如Modbus TCP),直接读取力矩参数并显示在监控画面中。
编程语言:若通过PC编程读取,可使用C#、Python等语言调用驱动器SDK或通信库(如S7.NET for Siemens),实现力矩数据的实时采集。
实时性与优化
避免频繁读取(如每50ms一次),以免影响系统扫描周期。建议采用扩展报文或中断触发方式提升实时性。
对读取的力矩数据进行滤波处理(如移动平均),减少噪声干扰。
二、行程参数读取方法
编码器反馈法
绝对值编码器:驱动器直接读取编码器存储的位置数据(如脉冲数或角度值),通过换算公式(如
行程 = 脉冲数 × 导程 / 编码器分辨率)计算电动缸的实际行程。增量式编码器:通过记录电机旋转的脉冲数,结合电动缸的螺距(如5mm/转)和减速比,计算行程(如
行程 = 脉冲数 × 螺距 / 减速比)。示例:若编码器分辨率为2500脉冲/转,电动缸螺距为10mm/转,则每250个脉冲对应1mm行程。
限位开关辅助法
在电动缸的起始和终止位置安装机械限位开关或光电传感器,通过驱动器输入端口检测限位信号,结合编码器数据校准行程范围。
应用场景:适用于行程固定且需安全保护的场景(如机械臂伸缩)。
控制器调节法
通过PLC或运动控制器(如欧姆龙NJ系列)的PID控制功能,实时监测电动缸的位置反馈(如编码器信号),动态调整输出脉冲频率以控制行程。
优势:可实现行程的闭环控制,精度达±0.01mm。
三、关键注意事项
通信协议匹配
确保驱动器与上位机的物理层(如RS485、EtherCAT)和协议层(如Modbus RTU/TCP)一致,避免通信失败。
示例:若驱动器支持EtherCAT,上位机需配置EtherCAT主站卡(如Beckhoff CX5100)。
参数单位换算
驱动器输出的力矩单位可能为
0.1%额定转矩或16位有符号整数,需根据驱动器手册换算为实际单位(如Nm或kgf·cm)。示例:若额定转矩为10Nm,驱动器显示25%,则实际力矩为2.5Nm。
安全保护设置
在驱动器中设置力矩限制(如150%额定转矩)和行程软限位(如±0.1mm),防止机械过载或碰撞。
启用紧急停止功能,确保异常时立即切断电源。
四、典型应用场景
自动化装配线:通过读取电动缸力矩监控螺栓拧紧扭矩,行程参数控制机械臂抓取位置。
压力测试设备:结合力矩数据(转换为压力值)和行程数据,绘制力-位移曲线,分析材料性能。
机器人关节:实时监测关节力矩和行程,实现柔顺控制(如碰撞检测)。

