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YASKAWA AC 伺服驱动器 HR 系列（CACR-HR）多功能 / 定位控制
时间: 2025-11-06浏览次数：
YASKAWA AC 伺服驱动器 HR 系列（CACR-HR）多功能 / 定位控制
YASKAWA AC 伺服驱动器 HR 系列（CACR-HR）多功能 / 定位控制
概述
该文档是安川AC 伺服驱动器 HR 系列（型号 CACR-HR，含机架安装型 CACR-HR□□BAB 与底座安装型 CACR-HR□□BB） 的多功能 / 定位控制说明书，详细涵盖伺服电机（M/F/G/D/S/R/P 系列）与伺服驱动器的型号标识、额定规格（如电机输出功率 0.07-8.2HP、驱动器输入电压 100-230VAC）、机械特性（允许径向 / 轴向负载、抗振抗冲击性能）、接线连接（主电路 / 控制电路 / 编码器 / 制动电源等典型连接与端子定义）、I/O 信号操作（2CN/5CN 输入输出信号时序与功能）、串行通信（RS422 协议，支持 9600/4800 等波特率） 、参数设置（100 个参数，含位置环增益 Kp、速度环增益 Kv 等核心参数） 、显示 / 监控功能（LED 指示灯与 7 段数码管状态显示）、安装布线规范、试运行与维护（电池更换、故障排查），同时强调安全注意事项（如断电 5 分钟后开盖、防触电 / 防烫伤措施） ，为伺服系统的选型、安装、调试与维护提供全面指导。
产品型号与配置
1. 伺服电机型号解析（以 USAGED-13A2 为例）
型号分段 含义 说明
USA 产品前缀 安川伺服电机标识
G 系列 G 系列（全封闭自冷型，IP65 防护）
ED 结构特性 带编码器
13 输出规格 1.3kW（对应 1.7HP）
A 轴端规格 带键槽
2 编码器类型 增量式 8192P/R
2. 伺服驱动器型号解析（以 CACR-HR03BAB12 为例）
型号分段 含义 说明
CACR-HR 产品系列 安川 HR 系列伺服驱动器
03 输出容量 300W（0.4HP）
BAB 安装与电源 B = 机架式，A = 单相，B=200VAC
12 设计版本 第 12 版设计
3. 电机与驱动器匹配原则
功率匹配：驱动器输出容量需覆盖电机额定功率（如 300W 电机匹配 HR03 系列驱动器）。
电压匹配：100V 电机（R 系列 DS 型号）匹配 HR□□BAB11 驱动器，200V 电机匹配 HR□□BAB12/BB 驱动器。
编码器匹配：绝对式编码器电机需驱动器支持电池备份（HR 系列面板自带 3.6V 电池）。
额定规格与机械特性
1. 伺服电机核心规格（分系列示例）
电机系列 型号示例 额定输出 额定转速 额定扭矩 峰值扭矩 编码器类型
M 系列 USAMED-03B2 0.3kW（0.4HP） 1000r/min 2.84N·m 8.92N·m 增量式 8192P/R
S 系列 USASEM-15A2 1.5kW（2.1HP） 3000r/min 4.90N·m 13.7N·m 增量式 2048P/R
R 系列（200V） USAREM-05CS 500W（0.67HP） 3000r/min 1.59N·m 4.76N·m 绝对式 8192P/R
P 系列 USAPEM-07CW 750W（1.0HP） 3000r/min 2.39N·m 7.06N·m 绝对式 1024P/R
2. 伺服驱动器核心规格
驱动器型号 输入电源 输出电流（连续 / 峰值） 控制方式 保护功能
CACR-HR03BAB12 单相 200-230VAC 2.7A/7.8A 全波整流 + PWM 正弦波驱动 OC、OV、OL、PG 断线等
CACR-HR15BB 三相 200-230VAC 11.7A/33.0A 全波整流 + PWM 正弦波驱动 OC、OV、OL、缺相（O-PH）等
CACR-HR05BAB11 单相 100-115VAC 5.5A/16.3A 全波整流 + PWM 正弦波驱动 OC、OV、OL、电池低电压（BATALM）等
3. 机械特性（电机）
允许负载：径向负载 78.4-1764N（如 S 系列 02A 型号 78.4N，M 系列 60B 型号 1764N），轴向负载 39.2-588N。
环境耐受：
温度：运行 0-40℃，存储 - 20-60℃；
振动：15μm 以下（10-50Hz）；
防护等级：IP44（S/R 系列）、IP65（M/F/G/D/P 系列，轴端除外）。
连接与布线
1. 典型连接电路
主电路连接：三相 / 单相电源→断路器（MCCB）→噪声滤波器→伺服驱动器（R/S/T）→电机（U/V/W）。
控制电路连接：
I/O 信号：2CN（伺服使能 SVON、启动 AST）、5CN（手动操作 MCW/MCCW）；
编码器：3CN（A/B/C 相信号、+5V 电源）；
串行通信：4CN（TXD/RXD，RS422 协议）。
2. 关键端子定义（以 2CN 为例）
端子号 信号名 类型 功能
8 SVON 输入 伺服使能，ON 时主电路晶体管解锁，电机通电
16 AST 输入 自动运行 / 回零启动，上升沿有效，需保持≥5ms
15 STOP 输入 临时停止，ON 时电机按参数设定减速停止
11 ALM 输出 故障报警，故障时晶体管截止（常态 ON）
12 BK 输出 制动释放，伺服 ON 时 ON，释放电机抱闸
3. 布线规范
电缆选型：
主电路：1.25-8mm² 铜芯线（如 HR60BB 用 8mm²）；
信号电路：0.2mm² 屏蔽双绞线（编码器线用 DP8409123 等专用线）。
接地要求：
驱动器 FG 端子→接地极（3 类接地，电阻≤100Ω）；
电机 Frame Ground→驱动器 FG 端子，避免共地干扰。
噪声控制：
电源侧安装噪声滤波器（如 HR03BAB 配 LF-205A）；
功率线与信号线间距≥30cm，禁止同管布线。
功能操作（I/O、通信、参数）
1. I/O 信号操作
输入信号时序：SVON、AST 等信号需保持≥5ms 稳定电平，避免误触发；
输出信号状态：
POS1（定位完成）：当前位置与目标位置偏差≤P6（定位完成宽度，1-250 单位）时 ON；
NEAR（定位接近）：偏差≤P45（定位接近宽度，0-3000 单位）时 ON。
2. 串行通信（RS422）
通信规格：
波特率：9600/4800/2400/1200Baud（默认 9600）；
数据格式：1 位起始位 + 7 位数据位 + 1 位偶校验 + 1 位停止位。
核心命令：
SVON：伺服使能；
MOV±nnnnnnnn：绝对定位（±8 位位置数据）；
ZRN：启动回零；
PRMpp=±nnnnnnnn：设置参数（pp = 参数号）。
多轴控制：支持 16 轴，通过轴地址（1-16）指定控制对象。
3. 参数设置（核心参数示例）
参数号 参数名 单位 范围 功能说明
P1 位置环增益 Kp s⁻¹ 0-200 调节位置控制响应速度，值越大响应越快（易振荡）
P2 速度环增益 Kv ×2.5Hz 1-200 调节速度控制响应速度，匹配系统刚性
P4 1st 进给速度 ×1000 单位 / 分 1-240000 自动 / 手动模式下的基准速度
P6 定位完成宽度 单位 1-250 偏差≤此值时，POS1 信号 ON
P7 电机选择 - 0-79 匹配电机型号（如 32=USAREM-A5CS）
P8 编码器脉冲 P/R（×4） 4096-32768 编码器每转脉冲数（绝对 8192P/R 设 32768）
显示 / 监控与维护
1. 显示功能
LED 指示灯：
MAIN（红）：主电路电压残留（断电后缓慢熄灭）；
RUN（绿）：控制电源正常（+5V 正常）；
ALM（红）：故障报警（亮时需查 7 段数码管代码）。
7 段数码管：
正常状态：显示当前位置（PUN）、速度（NFB）；
故障状态：显示代码（如 OC = 过流、OL = 过载、BAT = 电池低）。
2. 试运行流程
准备阶段：
检查接线（主电路 / 控制电路无松动）、参数（P7/P8/P9 匹配电机与编码器）；
绝对编码器清零：短接编码器特定引脚，通电≥2 分钟后解除。
测试操作：
伺服使能：发送 SVON 指令，确认 RUN 灯亮、ALM 灯灭；
点动测试：发送 JOG+1000 指令（1000 单位 / 分），确认电机平稳旋转；
定位测试：发送 MOV+10000 指令，确认定位完成后 POS1 信号 ON。
3. 维护与故障排查
电池更换：绝对编码器电池（3.6V）电压≤3.3V 时更换，断电后更换（避免数据丢失）。
常见故障处理：
| 报警代码 | 故障原因 | 处理措施 |
| OC（过流） | 主电路过流（≥1.2 倍峰值电流） | 检查电机接线、负载是否卡死 |
| OL（过载） | 电机过载（超过允许负载惯性） | 减小负载惯性、降低加速率 |
| PG（编码器断线） | 编码器线松动 / 断线 | 检查 3CN 接线、编码器是否损坏 |
| BAT（电池低） | 绝对编码器电池电压低 | 更换 3.6V 锂电池（如 CR2450） |
安装与环境要求
电机安装：
安装方式：水平 / 垂直均可，轴对中偏差≤0.03mm；
轴负载：径向 / 轴向负载不超过表 3.9 规定（如 M 系列 03B 型号径向 490N）。
驱动器安装：
机架式（BAB）：垂直安装，间距≥10cm（散热）；
底座式（BB）：垂直安装，避免阳光直射 / 结露环境。
环境限制：
温度：驱动器 0-55℃，电机 0-40℃；
湿度：20%-80% RH（无冷凝）；
粉尘：禁止在多尘、腐蚀性气体环境使用。
