ABB外轴全参数调整手册簿

1、2.1.2 选择：Load parameters if no duplicates外轴参数调整ABB机器人对外轴的控制参数的调整的基本步骤完成外轴的硬件安装，如电机的安装，SMB盒的安装等；向机器人控制器加载外轴的临时参数文件；对加载的临时参数进行修改和配置，保证机器人此时能够控制 电机的转动；如果客户需要对电机有额外的设置，如抱匝、使能和里控制等， 需要额外的配置和设置；等所有的参数设置都完成后开始电机参数的调整。配置外轴参数2.1加载参数2.1.1 在示教器上点击 Control Panel进入Configuration 选 项，选择File ，Load parameters加载通用的参数

2、文件：然后选择如下路径加载参数： utility Additional AxisDM1General，然后选择相应的文件加载；2.1.3 重启系统。2.2 配置参数2.2.1 在 Motion 中选择 Mechanical Unit 并且定义如下参数NameStandby State: Yes/NoActivate at Start UpDeactivation ForbiddenUse Single 12.2.2 在 Motion 中选择 Single 定义 Single ；NameSingle2.2.3 在 Motion 中选择 Single Type 定义外轴的种类； 有以下几种选项可以

3、选择：TRACK; FREE_ROT; EXT_POS; TOOL_ROT;2.2.4 在 Motion 中选择 Joints ，为外轴指定外轴的序号； 如：第 10 个轴对应与 robtarget 中的 eax_d2.2.5 在 Motion 中选择 Arm, 定义外轴的运动围；Upper Joint Bound;Lower Joint Bound;2.2.6 在 Motion 中选择 Accelerarion Data, 定义外轴加速和减速运动参数；Nominal Acceleration ；Nominal Deceleation ；2.2.7 在 Motion 中选择 Transmiss

4、ion , 定义外轴与传动比相 关的参数；（这些参数与减速机相关）Transmission Gear Ratio ；Rotating MoveTransmission High GearTransmission Low Gear2.2.8 在 Motion 中选择 Motor Type ，定义下面的参数； （这 些参数有电机供应厂商提供）Pole parisKe Phase to phase （Vs/Rad）Max current （A）Phase resistance （ohm）Phase inductance （H）2.2.9 在 Motion 中选择 Motor Calibration

5、，定义下面的参 数；Calibration offset ；通过 Fine calibration 获得；Commutator offset ：电机供应商提供；2.2.10 在 Motion 中选择 Stress Duty Cycle ，定义最大扭矩和最快转速；Torque Absolute Max;Speed Absolute Max;Note： 如果 Torque Absolute Max 太大会造成配置错误，因此通常 定义如下：Torque Absolute Max 1.732 x Ke Phase to Phase x Max Current;通过计算出的值适当的减小（510）;2.2

6、.11 重启系统；三、 参数调整3.1. 检测电机的连接正确性这段主要讲述应用ABB标准的程序Commutation来验证电机参数是否配置合理，主要验证以下几项功能：寻找同步永磁电机的 Commutation 的值；检查电机的相序是否正确； 检查电机的电机对是否设置正确； 检查 Resolver 的连接是否良好。3.1.1 在 Motion 中选择 Drive system,将 Current_vector_on 设置 为 TRUE， 然 后 重 新 启 动 系 统 ， 并 且 运 行 程 序 Commutation；Debug Call Service Routine Commutation

7、。3.1.2 检查电机的相序连接是否正确； 通过示校器控制电机的相向旋转，从安装杆看相电机，如果旋转方想为顺时针方向,贝y电机的相序连接正确，如下图所示：XX34000Q1171如果电机旋转方向不正确，则可以通过改变接线方式来纠正：如将RST改为 SRT RTS TSR等。检测电机的电极对，单步执行 Commutaion程序，则每执行 一步电机会旋转1/16圈。3.1.4 检测Resolver的连接，单步执行 Commutation程序，如果Resolver连接正确，电机转动的角度会增加。3.2. 调整 Commutaion的值需要准备一个24V的直流电源和继电器。ABB的标准电机的 Comm

8、utation ofset 值都为1.5708。禁止电机(Deactivate the motor);关闭 Controller ;将电机的电源线拔开；将电机和齿轮箱分离(主要是为了防止电机受齿轮箱摩擦力的干扰)；在电机的松匝信号两端接上开关信号，保证随时可以使电机松匝；先将电机松匝，将另一组24V的电源的正极接到S级（V级）， 将0V接到T级（W级）。注意：不要直接将电源的正负级接到线圈上去，需要24V和0V之间串连一个继电器的线圈，以保证不烧毁电源。接上电源后，断开电源，此时电机已经回到正确的Commutation 位置，如果在接上电源，电机应该不会再转动。将电机的松匝信号解开，电机抱匝；

9、将电机再次连接到机器人控制器上， 重新启动系统，不要转动 任何机械部件；打开 Test Signal Viewer ， Mechanical unit 选择 Resolver_angle，观看Resolver_angle 的值，将正确的值输 入 Commutation offset 中。33 按照下图设置Test signal Viewer设置： speed 和 torque_ref注意：具体的 Test signal Viewer 操作参看手册 ABBTest Signal Viewer1.3.pdf ；3.4. 初步调整 Kv，Kp，Ti ；341 调整Kv （方法一）将 Lag cont

10、rol master 0 中的参数 FFW Mode 设置为 No；将Kp设置为5 （记录Kp的初始值）；将Ti设置为10 （记录Ti 的初始值），重启系统让新的参数生效； 按照下列程序逐步增加 Kv 的值，增幅为 1 0，观看 Test signal viewer 中的 Torque_ref 信号，当电机出现不稳定， 即电机有明显的振动和声音，停止运行程序。MODULE Kv_tunePROC main（）VAR num i;VAR num per_Kv;VAR num Kv;TuneReset;FOR i FROM 0 TO 40 DOper_Kv:=100+10*i;Kv:=1*per_

11、Kv/100;TPErase;TPWrite per_Kv = Num:=per_Kv;TPWrite Kv = Num:=Kv;Tun eServo STN1,1,100Type:二TUNE_KP;Tun eServo STN1,1,100Type:=TUNE_TI;Tun eServo STN1,1,per_KvType:=TUNE_KV;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;MoveJ p2,v500,z50,tool0;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;WaitTime 1;ENDFORENDPROCENDMODULE_LxxxO4&D000644ANorm

12、al plotBUnstable plot通过Test signal Viewer可以十分清楚的看见电机的不稳定的状况:ii - lie 八 i祈晒LJTG)曽i 5 -:iK 3ll_ 11Ji护 |_匚”= J记录此时的Kv的值，将Kv/2的值输入到系统参数中，重新启动系统。调整Kv方法二：采用ABB提供的标准的外轴调整软件，tune master进行参数调 整，如下图所示，当电机的速度出现明显的抖动，然后将此 Kv值 除以2Tin討 Fxili申iMode |勺门工仃|KzKv值越大变位机的速度响应越快，但是过快容易造成电机的不稳定和抖动，通常Kv=0.61.5之间。342调整Kp （方

13、法一）保持刚调整玩的Kv值不变，将Kp值改回到原来的初始值，依然保证Ti为10；按10%的比例逐步增加 Kp的值，观察Test signal viewer中的中的 Torque_ref 信号，直到见到 Test signal viewerOvershot 现象为止；MODULE kp_tunePROC main()VAR num i;VAR num per_Kp;VAR num Kp;TuneReset;FOR i FROM 0 TO 20 DOper_Kp:=100+10*i;Kp:=5*per_Kp/100;TPErase;TPWrite per_Kp = Num:=per_Kp;TPWr

14、ite Kp = Num:=Kp;TuneServo STN1,1,100Type:=TUNE_KV;TuneServo STN1,1,100Type:=TUNE_TI;TuneServo STN1,1,per_KpType:=TUNE_KP;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;MoveJ p2,v500,z50,tool0;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;WaitTime 1;ENDFORENDPROCENDMODULE 1:二匕JlA*-ip j4厂 护厂 H : Ji - jjB4XJ04000Q064BANormal plotBOvershoot将Kp减

15、1,即Kp= Kp 1，将所得的值输入到系统中，重启系统;调整Kp （方法二）采用ABB提供的标准的外轴调整软件，tune master进行参数调整，如下图所示：Ttire 卩8甫mL pdst-s iJ-gCckite cc5tview 他噸 Tq 国 iie iefClmt-Ltp di tup Eriut)保证绿线尽量的接近红线，但是不要出现过冲现象，如果没有出现明显的过冲现象，则参看力矩曲线（蓝线所示），如果蓝线出现 明显的振荡曲线，贝y表示此时参数已经合适。上诉两种方法区别:第一种方法采用精度高，调试效率低；第二种方法，精度低， 调试效率高。通常情况下Kp值越大，电机的定位精度越高，

16、但是 过大时容易造成电机的振动，对电机损伤大，对于大负载的变位 札通常Kp为20左右，对于小负载的变位机，Kp通常为35左 右，具体调整大小视情况而定。343调整Ti （方法一） 保持刚调整完毕的Kv和Kp值不变，将Ti设置为1;将 Ti 的值按 10的步长递减，观察 Test signal viewer 的 Torqueref ，直到见到 overshot 为止。MODULE ti_tunePROC main()VAR num i;VAR num per_Ti;VAR num Ti; TuneReset;FOR i FROM 0 TO 10 DOper_Ti:=100-10*i;Ti:=1*

17、per_Ti/100;TPErase;TPWrite per_Ti = Num:=per_Ti;TPWrite Ti = Num:=Ti;TuneServo STN1,1,200Type:=TUNE_KV;TuneServo STN1,1,250Type:=TUNE_KP;TuneServo STN1,1,per_TiType:=TUNE_TI;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;MoveJ p2,v500,z50,tool0;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;WaitTime 1;ENDFORENDPROCENDMODULE记录此时的Ti值，将Ti值增加510%

18、,即Ti = Ti (1 + 5%),将此值输入到系统中，重新启动系统;调整Ti方法二:Fun严Um芯一 Medi Ihil 72002 Mia 1 Ti 0 2 CycieTime 3 852 It 4.11Node ViflwTi:IJpCaie Cig I DelstmumaJ17 rorauerefP Speedp Speed r efTi值通常为越小变位机速度响应越快，但是越小越容易造成电机抖动，Ti通常为0.1.3.5. 设置 Inertia ( Specifying the inertial)当变位机上的负载过大时或者偏心比较严重时，需要调整变位机 的惯量，这样可以保证变位机的稳

19、定性和精度，如下图所示，采用Tune master调整变位机的惯量：3.6. 调整 Bandwidth (Tuning Bandwidth )3.7. Tuning of Resonance frequency3.8. 调 整 Acceleration 和 DecelerationAcceleration 和 Deceleration 两个参数都是属于 Motion 中的 Acceleration Data运用 TSV(Test Signal Viewer )去监控正负 Torque_limit 和 Torque_ref 的值，然后以 0.5 的步长增加 Acceleration 的值，在TS

20、V中观察Torque_ref是否向Torque_limit 靠近，当值增 加到一定程度后 Torque_ref 已经非常接近 Torque_limit (即 如果再增 加 Acceleration 的 值就 会导 致 Torque_ref 和 Torque_limit 进行交叉)，记录此时的 Acceleration 的值， 然后将其减少 10%，将此值作为标准的 Acceleration 的值。注意 Deceleration 和 Acceleration 的方法一样， 不同之处在 于 Acceleration 是让 Torque_ref 向 positive Torque_limit 靠 近

21、 ， 而 Deceleration 是 让 Torque_ref 向 negative Torque_limit 靠近.如下图所示：正确的 Acc 参数：jrw PotiiisnMich Ur it - 00 Axis = 1 Ace = 2.2 CyeleTime = 3 166匸 G(R3tlDRogion or interest-51.C6州附Abc:|2? * 二|Ugi血 OhI CddLS-Gaae I帀 TrnqLr f-;P Fwitn17 Fcsit-rr -1P P i快* rcu# I *t f NcjijF t lurue m r tP印半Mode | :i&MeAcc

22、的值太高:Tnna FociticrJJDace Ra:icVi时心:Upease CigDelete caseWwfe |-!i jclsAcc-porgue iteTFPtBiMh17Pbsh幻r ref17Po&ravie 如aue imiPMocaii1 torq jo lirntPSpeed&辭1Acc的值太低:LJpcrir fgD4上 gmc丽 Torgui tf丽 tH-iJCJP =DEI2IDT于#%.訂叶 iw 叶 liiri!审.苗Hl : Ictzilc hrmtIfcfe | Wil” L jlAce3.9. 最终调整Kp Kv和Ti如果在装上夹具和工件后，发现变位

23、机的参数并不完全合适，因此需要根据实际情况重新调整变位机的 Kp, Kv和Ti参数，以保证变位机运动的稳定性，调试方法和上述相同具体调试步骤见：Tune master帮助说明手册附件 1：ABB机器人对外轴电机的控制方式：ABB机器人控制柜分为高压控制柜和低压控制柜：低压控制柜主要控制： IRB140， IRB1410， IRB1600， IRB2400，IRB4400等小型号的机器人；高压控制柜主要控制：IRB4600, IRB6640, IRB7600, IRB6620 等 大型号的机器人； 高压控制柜和低压控制柜的主要区别在于： 低压控制柜外轴驱动器输 出的电压等级为198430V之间，

24、额定输出为234V；高压控制柜外轴 驱动的电压等级为：377790V之间，额定输出为400V。因此对于ABB的标准变位机，如 MTC IRBP R, IRBP K等变位机 他们采用的电机都是200V电压等级的，因此他们只能适合于低压控 制柜。如果大型机器人想要控制变位机必须进行额外配置一个低压控 制柜,通常采用 4400的控制柜作为低压控制柜。对于我们设计的LCP500K这种型号的变位机，采用的电机是高压 低压兼容的电机，他的额定电压为 400V,因此这种电机既适用于高 压控制柜,也适用于低压控制柜。注意（哪种型号的电机能够与ABB电机进行同步）：（ 1 ）电压等级为 400V AC 的交流伺

25、服永磁电机；（ 2）必须是星型连接方式（ Y, Star connection ）；（ 3）电机的反馈必须是 Resolver 形势的,下面几种型号是经过ABB认可的可以与 ABB兼容的resolver 型号:The following 】亡solvers are approved by ABBManufacturerArticle numbersLTN Servotechnik GmbHLTN RE-21-1V02: size 21LTN RE-16-1-V16: size 15AGTamagawa Seiki CoV234014J2117-C333, size 21TS 2640N141E172. size 21TS 2640N871E172. size 21TS 2620N871ET72, size 16通常我们选择Tamagawa勺Resolver附件2:ABB SMB板的描述:Illust