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Shenyang Shangmin Electric Co., Ltd
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三菱QD75MH4运动控制模块
    发布时间: 2025-09-30 13:46    

三菱 QD75MH4 是Q 系列 PLC 的高性能 4 轴运动控制模块,专为需要多轴同步与精密定位的自动化设备设计,支持脉冲输出型伺服电机或步进电机的控制,广泛应用于数控机床、机器人、电子制造设备等高精度运动控制场景。该模块具备高速脉冲输出、多种插补功能和灵活的同步控制能力,可与 Q 系列 CPU 协同工作,实现复杂的运动轨迹控制

三菱QD75MH4运动控制模块

一、核心技术参数

参数类别规格参数备注
控制轴数4 轴独立控制(可同时控制 4 台伺服 / 步进电机)支持单轴独立运行或多轴联动
脉冲输出输出类型:差分线路驱动器(线驱动),支持脉冲 + 方向、CW/CCW 脉冲模式兼容主流伺服放大器(如 MR-J4 系列)

最高脉冲频率:2MHz / 轴(所有轴同时输出时仍保持 2MHz)实现高速定位,最小指令单位可达 0.1μm
控制模式位置控制、速度控制、转矩控制(通过参数切换)支持模式在线切换,适配复杂工艺需求
插补功能2 轴直线插补、2 轴圆弧插补、3 轴螺旋插补(需配合参数设置)实现复杂轨迹控制(如圆弧、斜线加工)
位置指令方式绝对位置、相对位置、增量位置;支持外部脉冲输入(最高 500kHz)作为指令源灵活适配不同控制需求
反馈功能支持编码器反馈(A/B 相脉冲),可实现半闭环控制提升定位精度,补偿机械误差
同步控制支持电子齿轮、电子凸轮、主轴同步(需外部主轴信号)实现跟随运动(如飞剪、追剪工艺)
通信接口通过 Q 系列基板总线与 CPU 通信,数据更新周期≤1ms高速数据交互,确保实时控制
输入 / 输出专用输入:16 点(原点、极限、近点信号等);专用输出:16 点(报警、就绪等)硬件级信号处理,响应时间≤10μs
环境参数工作温度:0~55℃,存储温度:-20~70℃,抗振动:10~55Hz(0.075mm 振幅)适应工业严苛环境
外形尺寸30mm × 130mm × 90mm(宽 × 高 × 深),重量:约 300g紧凑设计,节省基板安装空间

二、核心功能特点

  1. 高速高精度控制每轴最高 2MHz 脉冲输出,配合 17 位或 24 位编码器反馈,实现微米级定位精度;脉冲输出延迟≤1μs,确保多轴同步时的动作一致性(同步误差≤±3μs)。
  2. 丰富的插补与轨迹控制
    • 支持 2 轴直线插补(如 XY 平面斜线运动)、2 轴圆弧插补(顺时针 / 逆时针圆弧)、3 轴螺旋插补(空间曲线运动);

    • 内置轨迹平滑功能,可设置加减速时间(0.1ms~10s)和 S 型加减速曲线,减少机械冲击。

  3. 灵活的同步控制机制
    • 电子齿轮:通过设定减速比 / 增速比,使从轴跟随主轴按比例运动(如传送带与裁切刀同步);

    • 电子凸轮:预存凸轮曲线数据,从轴按预设轨迹跟随主轴运动(如包装机的异形袋成型控制);

    • 主轴同步:接收外部编码器信号(如机床主轴),实现从轴与主轴的实时速度同步。

  4. 高效的编程与调试
    • 支持 GX Works3 编程软件,提供专用运动控制指令(如 PLS2、MOVEP),简化复杂轨迹编程;

    • 内置实时监控功能,可在线显示各轴位置、速度、误差等参数,支持轨迹仿真与参数优化;

    • 通过专用诊断工具(如运动控制器诊断软件),可记录故障前的运动数据,快速定位问题。

  5. 强化的可靠性设计
    • 支持机械误差补偿(如反向间隙补偿、线性误差补偿),消除机械传动误差;

    • 内置过速度、位置偏差过大、编码器异常等保护功能,触发时立即停止输出并报警;

    • 支持热插拔(需配合 Q 系列热插拔基板),可在系统运行中更换模块,减少停机时间。

三、与系统的协同工作方式

  1. 硬件架构
    • 安装于 Q 系列基板(如 Q35B、Q50B),与 Q 系列 CPU(如 Q03UDVCPU、Q06UDVCPU)通过内部总线通信;

    • 脉冲输出端连接伺服放大器(如 MR-J4-XXXA),控制信号(原点、极限)直接连接传感器或限位开关;

    • 需配合 Q 系列电源模块(如 Q61P)供电,确保稳定运行。

  2. 数据交互流程
    • CPU 通过专用指令向 QD75MH4 发送运动指令(如目标位置、速度参数);

    • 模块执行运动控制并实时反馈各轴状态(位置、速度、报警码)至 CPU;

    • 异常时,模块通过中断信号通知 CPU,触发紧急处理程序(如急停)。

  3. 编程模式
    • 位置模式:通过设定目标位置和运行速度,实现点到点定位(如装配机器人的取放动作);

    • 速度模式:设定运行速度,模块输出对应频率的脉冲(如传送带恒速运行);

    • 混合模式:同一程序中切换不同控制模式(如先速度模式输送,再位置模式精确定位)。

四、典型应用场景

  • 数控机床:控制 X/Y/Z 轴及主轴,实现直线 / 圆弧插补加工(如小型铣床、雕刻机)。

  • 电子制造设备:半导体晶圆搬运机器人的多轴协同运动,确保微米级定位精度。

  • 包装机械:通过电子凸轮功能控制薄膜牵引与封口刀的同步动作,适应不同包装尺寸。

  • 机器人系统:SCARA 机器人的 4 轴联动控制,实现平面内的快速取放与装配。

  • 印刷设备:控制送纸轴、印刷辊、裁切轴的同步运行,确保套印精度。

五、选型与替代建议

  • 型号区分
    • QD75MH1(1 轴)、QD75MH2(2 轴)、QD75MH4(4 轴):根据轴数需求选择;

    • QD75MH4 与 QD77MS4 的区别:前者为脉冲输出型,后者为总线型(支持 EtherCAT),需根据伺服类型选择。

  • 替代与升级
    • 若需总线型控制(如 EtherCAT),建议选择QD77MS4(支持 MR-J4-B 系列伺服);

    • 更高性能需求(如 32 轴控制、纳米级精度)可选择QD700 系列R 系列运动控制器

  • 使用注意事项
    • 脉冲线需使用双绞屏蔽线(阻抗 100Ω),长度≤10m,减少信号衰减;

    • 需单独为伺服系统配置电源,避免与 PLC 电源共线导致干扰;

    • 首次调试需进行负载惯量识别和增益调整,确保运动平稳性

  • LD-10PAU-A    

  • MR-J20A    

  • MR-J40A    

  • WS0-CPU000200    

  • WS0-XTDI80202    

  • WS0-GCC100202    

  • WS0-MPL000201    

  • FX2NC-96MT    

  • QY41P    

  • QD75MH4