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文档简介
伺服调试说明欧姆龙自动化(中国)有限公司
自动化中心Sysmac
应用课1伺服调试说明1主要内容:1、伺服控制环的介绍2、伺服参数的调试方法及原则3、伺服调试Ⅰ:自动调整4、伺服调试Ⅱ:手动调整5、伺服调试中的问题解决主要内容:伺服控制环的介绍伺服控制环的介绍控制环的复习Servo的3个控制环在ServoDriver内部、进行着3个反馈控制(PID控制)。由位置控制、速度控制、转矩控制这3个控制、最终控制输出到Motor的电流、自由自在地控制住Motor。Analog转矩输入Analog速度输入FF控制位置控制环速度控制环转矩控制环控制Motor的旋转量(位置)控制Motor的速度控制Motor的转矩控制环的复习Servo的3个控制环在ServoDriver控制环的复习位置控制环位置控制环、是为了Servo能精度很好地完成定位而进行的控制。其处在中心的偏差计数器、从目标位置和当前位置上计算出Motor应该旋转的速度。在偏差计数器里、每1循环时间t中都在计算下述2个值的差、最终如下面的式子所示那样对速度进行计算。指令脉冲量
⇒由偏差计数器计数 ⇒目标位置反馈脉冲量
⇒由偏差计数器计数 ⇒当前位置※目标位置和当前位置的偏差量必然是偏差计数器中保留的量。偏差计数器值==速度目标位置-当前位置t(循环时间)位置控制环、仅由PID控制中的P控制构成。这个P控制的Gain就叫做位置环增益(Pn100)。为了使目标位置和当前位置相一致而对输出进行控制。控制环的复习位置控制环位置控制环、是为了Servo能精度很好控制环的复习速度控制环速度控制环是为了让Servo按照指令的目标速度旋转而进行的控制。其处在中心的速度放大器、从目标速度和当前速度上计算出所需要的Motor加速度。速度放大器输出==加速度目标速度(指令值)-当前速度(反馈)t(循环时间)速度控制环、仅由PID控制的PI控制构成。这个P控制的Gain就叫做速度环增益(Pn101)、I控制的Gain就叫做速度环积分时间常数(Pn102)。为了使目标速度和当前速度相一致而对输出进行控制。与位置控制环一样、最终如下面的式子所示那样对加速度进行计算。控制环的复习速度控制环速度控制环是为了让Servo按照指令的控制环的复习转矩控制环转矩控制环、实际是控制Motor的最根本控制。通过控制Motor中所流过的电流、来控制与电流成比例的转矩。控制住了转矩、也就能控制与转矩成比例的加速度了。在同步Motor中、
电流=k×转矩(k为固定系数)
⇒比例关系在运动方程式中、
加速度=惯性×转矩
⇒
比例关系转矩控制环、为了使电流值与目标相一致而进行的控制、是控制了转矩、加速度。※实际的转矩控制环、是结合转子的永久
磁石的位置、控制的3相交流电压、所以
在此之后有更为复杂的计算。转矩控制环、由PID控制的P控制或者PI控制构成。这个控制的Gain、是根据Motor而设定的、因此无需调节。所以、伺服驱动器里也没有相关的调试参数。控制环的复习转矩控制环转矩控制环、实际是控制Motor的最根伺服参数调试方法及原则伺服参数调试方法及原则伺服调试的方法:1、使用伺服调试软件CX-Driver进行增益参数的自整定;2、使用伺服驱动器实时自整定功能调整增益参数;3、借助于CX-Driver软件,手动调整伺服的增益参数;伺服调试的方法:1、使用伺服调试软件CX-Driver进行增伺服增益参数调试原则:
伺服系统各参数之间总是相互制约的,如果只有位置回路增益增加,位置回路输出的指令可能会变得不稳定,以致整个伺服系统的反应可能会变得不稳定。通常可参照下列步骤对系统进行调整:a)将位置环增益即先设在较低值,然后在不产生异常响声和振动的前提下,逐渐增加速度环的增益至最大值。b)逐渐降低速度环增益值,同时加大位置环增益。在整个响应无超调、无振动的前提下,将位置环增益设至最大。c)速度环积分时间常数取决于定位时间的长短,在机械系统不振动的前提下,尽量减小此值。
d)随后对位置环增益、速度环增益及积分时间常数进行微调,找到最佳值。伺服增益参数调试原则:伺服系统各参数之间总是相互制约伺服参数Ⅰ:自动调整伺服参数Ⅰ:自动调整一、自动调整
自动调整功能、是对连接在电机上的负载的大小、也就是「惯性」进行测定、并将Gain调整至适合其惯性大小的功能。一、自动调整自动调整功能、是对连接在电机上的负载的大自动调整功能、是测定惯性并自动调整Gain。所以自动调整功能、可根据惯性的变化或是能否正确测定来区分使用。最后,确认调整结果是否理想,如果理想的话,那么自动调整就此结束;若不理想,进入手动调整过程。具体调整步骤如下:开始调整是否需要自动调整实时自动调谐设定实时自动调谐动作是否正常?写入EEPROM调整结束手动调谐动作正常?是否是否是自动调整功能、是测定惯性并自动调整Gain。所以自动调整功能使用CX-Driver实现伺服参数自整定:1、将CX-Driver与伺服连接,在Tuning文件下,选择“AutoTune”。使用CX-Driver实现伺服参数自整定:1、将CX-Dri使用CX-Driver实现伺服参数自整定:2、打开“AutoTune”窗口,如下:使用CX-Driver实现伺服参数自整定:2、打开“Auto使用CX-Driver实现伺服参数自整定:3、选择调整模式,点击“Next”使用CX-Driver实现伺服参数自整定:3、选择调整模式,使用CX-Driver实现伺服参数自整定:4、选择机械模型,并设定刚性。使用CX-Driver实现伺服参数自整定:4、选择机械模型,5、设定相关的参数。5、设定相关的参数。6、启动电机并开始自整定。注意:自整定过程可能会由于振动,导致参数无法正常整定结束。6、启动电机并开始自整定。注意:自整定过程可能会由于振动,导7、将参数写入到EEPROM。7、将参数写入到EEPROM。二、参数实时自整定如果自整定过程因为振动导致自动调整无法正常结束,可以采用实时自整定功能调试伺服的增益参数。具体调试方法如下:1、选择调整模式(Pn002)2、通过控制器,控制电机正反转,通过修改伺服参数Pn003,设定机械刚性。在电机高速旋转的过程中,实时自整定伺服的增益参数。二、参数实时自整定如果自整定过程因为振动导致自动调整以下情况可能导致实时自整定无法完成:以下情况可能导致实时自整定无法完成:伺服参数Ⅱ:手动调整伺服参数Ⅱ:手动调整24<频率成分・频率特性的考虑方法>为了能理解增益调整、如事先对频率成分・频率特性的相关考虑方法有所了解,会比较方便。一般的周期函数(重复的波形及动作)⇒可以正弦波的级数(频率的不同正弦波的加法)来显示。也就是说、Servo电机的动作、是频率的不同的多个正弦波相加后的动作。24<频率成分・频率特性的考虑方法>25<调试时重要的4个增益>Servo里可进行各种各样的增益调试。但是、主要调试的为以下4个增益:位置环增益:是偏差计数器输出的倍率。仅为位置控制环的P控制。调整其P(比例)增益。速度积分时间常数:速度控制环为PI控制。调整其I(积分)增益。速度环增益:速度控制环为PI控制。调整其P(比例)增益。转矩指令滤波时间常数:是抑制Motor转矩变化的滤波器。Motor的最高响应频率为可变。25<调试时重要的4个增益>位置环增益:速度积分时间常数:<最重要3个增益对频率特性的影响>除位置环增益外重要的3个增益、可使Servo的频率特性产生变化。各个增益对频率特性的影响如下所示。※不过、因相位的特性较复杂在此忽视。<最重要3个增益对频率特性的影响><增益调整的考虑方法>增益、应在不振动的前提下尽可能地调高。但是、也会有无论怎样振动都会发生、增益无法调高的情况出现。此时、可以通过避开振动频率,即「共振频率」来进行调整。<Servo与负载的共振>Servo会振动、是因为Servo和负载发生共振而引起的。特别是、在负载的共振点发生振动。※共振点:与吉他的弦同理、在不同的长度、材质、张力下必然会有易产生振动的频率。<避开共振的调整>通过CX-Driver来测定速度or转矩的波形、测得振动的周期后、就能马上得出共振的频率。所以、将这个共振频率的增益在Servo侧设低后就能止住振动。<增益调整的考虑方法><Servo与负载的共振><避开共振<陥波滤波器・制振控制的调整>无论是陥波滤波器还是制振控制、虽然控制方法不同、但基本的考虑方法都是一样的。将振动频率的增益局部调低。可以达到既不振动、增益设定又非常高的效果。<陥波滤波器・制振控制的效果>将共振部分的增益、设定为完全相反的负增益以此来打消。可实现增益整体较高的设定、还能提高响应性。<陥波滤波器・制振控制的调整>开始调整将实时自动调整设定为无效调整(Pn002=0)默认参数,以常规动作模式、负载进行运行是否满足了定位时间等性能的要求?调整结束增大速度环增益(Pn101),直到伺服锁定时不发生猎振。减少速度环积分时间常数(Pn102),直到伺服锁定时不发生猎振。电机运行时有无猎振(振动)?增大位置环增益(Pn100),直到不发生超调。通过参数写入模式写入EEPROM。调整结束减少速度环增益(Pn101)增大速度环积分时间常数(Pn102)增大转矩指令滤波时间常数(Pn104)设定第一陷波滤波器频率设定(Pn201)第二陷波滤波器频率设定(Pn204)第三陷波滤波器频率设定(Pn207)第四陷波滤波器频率设定(Pn210)中的振动频率。多次调整仍无法消除振动时或者定位延迟时:手动调整的具体步骤如下:开始调整将实时自动调整设定为无效调整(Pn002=0)默认参手动调试过程中,要借助CX-Driver的DataTace功能,监视伺服的指令速度曲线和实际速度曲线。如下图:30手动调试过程中,要借助CX-Driver的DataTace功调试伺服参数的目的,是伺服响应性最高,即伺服的指令速度曲线和实际速度曲线重合(前提是速度曲线不能有波动)。如下图:31调试伺服参数的目的,是伺服响应性最高,即伺服的指令速度曲线和仅靠调整位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数,不一定能将伺服的指令速度曲线和实际速度曲线重合,这个时候需要加上速度前馈值。如下图:仅靠调整位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数,不一定能伺服调试过程中的问题解决伺服调试过程中的问题解决1、定位位置偏差过大时(伺服报警24时),需要手动调整速度前馈增益参数(Pn110),如下图:存在位置偏差,最大4000个脉冲左右。存在位置偏差,最大4000个脉冲左右。1、定位位置偏差过大时(伺服报警24时),需要手动调整速度存2、当出现由于电子齿轮比设定过大引起的电机抖动现场时,需要手动调整位置指令滤波器(Pn222),如下图:2、当出现由于电子齿轮比设定过大引起的电机抖动现场时,需要手3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y轴伺服响应性一致。如何判断2轴伺服的响应性一致?使用CX-Driver监视伺服的速度曲线图,如果二者从零加速到最大速度时间大致相等,则表示二者响应性基本一致。3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y轴伺服响应性一致。如何调试2轴伺服的响应性一致?・位置环增益设为相同的值。
设备急速加速的话,会遭到最终用户不好的评价,所以将位置环增益仍保持当前值,不做变更。・没有使用前馈。①因为X轴的响应性较低,所以对X轴响应性进行改善⇒速度环增益:加大速度积分时间常数:减小转矩指令滤波器时间常数:减小②Y轴响应性的改善⇒速度环增益:加大速度积分时间常数:减小转矩指令滤波器时间常数:减小③Y轴响应性因为机械共振的原因,无法提高至X轴响应性,所以把X轴响应性跟着Y轴响应性做修改。⇒X轴速度环增益:减小速度积分时间常数:减小转矩指令滤波器时间常数:减小3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y4、定位完成的问题
<现
象>这个问题、在客户的Application中会以以下的现象显现。●Servo的动作结束后、到下一次的Servo动作开始前所耗费的时间较长。●Servo的连续动作突然中途停止不动了。但是又没错误代码显示。<原
因>如果Servo的增益调整不足、定位完成信号的输出就会有延迟、甚至不输出。通过CX-Driver来确认定位完成信号的状况、如果有问题要对增益进行调整或者把定位完成的宽度设大。<定位完成信号>定位完成信号、是显示Servo的1个动作完成的信号。确认动作是在定位完成宽度(Pn431)中所设定的定位完成精度内停止并输出。如果增益调整不足、此输出的至实际输出为止的时间就会变长。在垂直轴中有重力等外力的情况时、摩擦非常大的负载情况时、就可能会出现定位完成信号不被输出、就这样停在那里的现象。Motor速度约4ms约200ms以上增益调整不足时增益调整最佳时时间4、定位完成的问题<现象><定位完成信号>Motor速5、过载检出的问题Servo电机有额定转矩、超过这个值连续使用的话电机就会烧损。保护其不被烧损的就是过载检出(Err.16)。Servo电机的最大转矩可以输出至额定转矩的300%、其会在Driver内部对电机内部温度进行计算、达到一定量以上就检出。<Motor种类和内部界限温度>Motor通过绝缘等级的标识、对内部最大温度做了规定。G-series的电机有以下2种种类。●B种(750W以下):最大130℃⇒电机表面温度最大上升至约80℃左右。●F种(900W以上):最大155℃⇒电机表面温度最大上升至约100℃左右。由绕线温度决定过载检出特性<检测出过载时>正常动作中检测出过载时、请把它判断为实际就是呈过载状态了。如果是伺服内部故障是无法正常动作的。⇒加长加减速时间。⇒减低负载的大小。⇒交换成更大容量的Servo。※负载量请以监控功能的过载负载率来确认。
看对于100%来说还有多少余量来做判断。5、过载检出的问题Servo电机有额定转矩、超过这个值连续使6、过电压检出的问题Motor在使负载减速及使负载落下时、Motor其实会变为发电机,电气会返回至ServoDriver里。这个现象就叫做「再生」。如果再生量较大、ServoDriver内部就无法积蓄电气、从而检测出过电压(Err.12)。再生处理、是把返回的电气使之流至电阻上、防止检测出过电压(Err.12)。位置能量Motor将负载提升至高处时、位置能量就会被积蓄。负载在落下时、位置能量通过Motor被返回。运动能量Motor在移动时、能量会被积蓄。在负载停止时、运动能量通过Motor被返回。M输出电阻再生处理再生能量(发电能量)会被积蓄在Driver的电容里。如果一直积蓄上去、电容端子间的电压就会上升、从而导至过电压。使再生处理回路工作、放出一定量以上的再生能量。再生能量电容充电⇒电压上升⇒检出过电压再生处理回路6、过电压检出的问题Motor在使负载减速及使负载落下时、M7、不动作or位置偏离的问题<现
象>在Servo的调试时经常会发生的问题。●已经给了动作指令但Servo不动作。●实际的移动量与指令的移动量不符。这种现象的原因有各种各样。在这里讲解一下原因和区分方法。<原因的区分方法及其原因>可照以下的方法来区分并调查原因。监控功能:确认指令脉冲相和●指令脉冲为零当然伺服就不会动了。通过万用表来查明原因部分。①控制器PRGM②控制器输出回路故障③控制器⇔Servo间的接线④伺服的输入回路故障⑤接线部的电源异常Motor负载DriverControllerPulse输入回路Pulse输出回路●指令的量和指令脉冲不同受电气噪音影响的可能性较大。⇒控制器⇔Servo间的接线上
使用屏蔽电缆、并将两端的屏蔽
接地。●如果位置的偏离量时常为一定or一定倍率时可考虑以下2点。⇒因电子齿轮及控制器输出倍率的
设定错误而发生。⇒在原点搜索时也会有原点偏离的情
况。原点近傍接近于电机Z相时、根据不同的时间、可能会产生原点偏
离1圈。
对原点近傍的位置做调整。7、不动作or位置偏离的问题<现象><原因的区分方法及其8、异常的大振动的问题<现
象>Servo在动作时、产生异常的大振动、无法正常动作的情况也会有发生。依靠增益调整、无法止住这个振动。●随机的振动●突然开始振动●电机有滑动的感觉。<原因>电机的3相动力线中的1相产生了断线、转子的永久磁石的位置无法被识别(磁极识别错误)时会发生以上现象。●3相动力线的断线⇒确认接线、修正断线部分。●磁极识别错误⇒编码器信号没有被正常识别。
编码器电缆必须要使用屏蔽线、屏蔽线的两端要接地。UV相VWV’W’0π
ωt2π1cycle(電流)三相交流磁界方向U相U<异常振动的理由>Servo电机如下图所示,将旋转磁场位置与转子的永久磁石的位置对准后进地输出。●如果动力线有断线就无法形成正常的旋转磁场、在与转子的永久磁石间产生了偏离从而振动。●Servo电机的编码器信号的
中间、有显示转子的永久磁
石位置的信号。
如果接线不对就无法识别此信号、在旋转磁场和永久磁
石间产生偏离从而振动。8、异常的大振动的问题<现象>UV相VWV’W’0πωt最后我们会通过全新Sysmac家族机器自动化控制器、
继续提供更高层的机器控制解决方案。43最后我们会通过全新Sysmac家族机器自动化控制器、
伺服调试说明欧姆龙自动化(中国)有限公司
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应用课44伺服调试说明1主要内容:1、伺服控制环的介绍2、伺服参数的调试方法及原则3、伺服调试Ⅰ:自动调整4、伺服调试Ⅱ:手动调整5、伺服调试中的问题解决主要内容:伺服控制环的介绍伺服控制环的介绍控制环的复习Servo的3个控制环在ServoDriver内部、进行着3个反馈控制(PID控制)。由位置控制、速度控制、转矩控制这3个控制、最终控制输出到Motor的电流、自由自在地控制住Motor。Analog转矩输入Analog速度输入FF控制位置控制环速度控制环转矩控制环控制Motor的旋转量(位置)控制Motor的速度控制Motor的转矩控制环的复习Servo的3个控制环在ServoDriver控制环的复习位置控制环位置控制环、是为了Servo能精度很好地完成定位而进行的控制。其处在中心的偏差计数器、从目标位置和当前位置上计算出Motor应该旋转的速度。在偏差计数器里、每1循环时间t中都在计算下述2个值的差、最终如下面的式子所示那样对速度进行计算。指令脉冲量
⇒由偏差计数器计数 ⇒目标位置反馈脉冲量
⇒由偏差计数器计数 ⇒当前位置※目标位置和当前位置的偏差量必然是偏差计数器中保留的量。偏差计数器值==速度目标位置-当前位置t(循环时间)位置控制环、仅由PID控制中的P控制构成。这个P控制的Gain就叫做位置环增益(Pn100)。为了使目标位置和当前位置相一致而对输出进行控制。控制环的复习位置控制环位置控制环、是为了Servo能精度很好控制环的复习速度控制环速度控制环是为了让Servo按照指令的目标速度旋转而进行的控制。其处在中心的速度放大器、从目标速度和当前速度上计算出所需要的Motor加速度。速度放大器输出==加速度目标速度(指令值)-当前速度(反馈)t(循环时间)速度控制环、仅由PID控制的PI控制构成。这个P控制的Gain就叫做速度环增益(Pn101)、I控制的Gain就叫做速度环积分时间常数(Pn102)。为了使目标速度和当前速度相一致而对输出进行控制。与位置控制环一样、最终如下面的式子所示那样对加速度进行计算。控制环的复习速度控制环速度控制环是为了让Servo按照指令的控制环的复习转矩控制环转矩控制环、实际是控制Motor的最根本控制。通过控制Motor中所流过的电流、来控制与电流成比例的转矩。控制住了转矩、也就能控制与转矩成比例的加速度了。在同步Motor中、
电流=k×转矩(k为固定系数)
⇒比例关系在运动方程式中、
加速度=惯性×转矩
⇒
比例关系转矩控制环、为了使电流值与目标相一致而进行的控制、是控制了转矩、加速度。※实际的转矩控制环、是结合转子的永久
磁石的位置、控制的3相交流电压、所以
在此之后有更为复杂的计算。转矩控制环、由PID控制的P控制或者PI控制构成。这个控制的Gain、是根据Motor而设定的、因此无需调节。所以、伺服驱动器里也没有相关的调试参数。控制环的复习转矩控制环转矩控制环、实际是控制Motor的最根伺服参数调试方法及原则伺服参数调试方法及原则伺服调试的方法:1、使用伺服调试软件CX-Driver进行增益参数的自整定;2、使用伺服驱动器实时自整定功能调整增益参数;3、借助于CX-Driver软件,手动调整伺服的增益参数;伺服调试的方法:1、使用伺服调试软件CX-Driver进行增伺服增益参数调试原则:
伺服系统各参数之间总是相互制约的,如果只有位置回路增益增加,位置回路输出的指令可能会变得不稳定,以致整个伺服系统的反应可能会变得不稳定。通常可参照下列步骤对系统进行调整:a)将位置环增益即先设在较低值,然后在不产生异常响声和振动的前提下,逐渐增加速度环的增益至最大值。b)逐渐降低速度环增益值,同时加大位置环增益。在整个响应无超调、无振动的前提下,将位置环增益设至最大。c)速度环积分时间常数取决于定位时间的长短,在机械系统不振动的前提下,尽量减小此值。
d)随后对位置环增益、速度环增益及积分时间常数进行微调,找到最佳值。伺服增益参数调试原则:伺服系统各参数之间总是相互制约伺服参数Ⅰ:自动调整伺服参数Ⅰ:自动调整一、自动调整
自动调整功能、是对连接在电机上的负载的大小、也就是「惯性」进行测定、并将Gain调整至适合其惯性大小的功能。一、自动调整自动调整功能、是对连接在电机上的负载的大自动调整功能、是测定惯性并自动调整Gain。所以自动调整功能、可根据惯性的变化或是能否正确测定来区分使用。最后,确认调整结果是否理想,如果理想的话,那么自动调整就此结束;若不理想,进入手动调整过程。具体调整步骤如下:开始调整是否需要自动调整实时自动调谐设定实时自动调谐动作是否正常?写入EEPROM调整结束手动调谐动作正常?是否是否是自动调整功能、是测定惯性并自动调整Gain。所以自动调整功能使用CX-Driver实现伺服参数自整定:1、将CX-Driver与伺服连接,在Tuning文件下,选择“AutoTune”。使用CX-Driver实现伺服参数自整定:1、将CX-Dri使用CX-Driver实现伺服参数自整定:2、打开“AutoTune”窗口,如下:使用CX-Driver实现伺服参数自整定:2、打开“Auto使用CX-Driver实现伺服参数自整定:3、选择调整模式,点击“Next”使用CX-Driver实现伺服参数自整定:3、选择调整模式,使用CX-Driver实现伺服参数自整定:4、选择机械模型,并设定刚性。使用CX-Driver实现伺服参数自整定:4、选择机械模型,5、设定相关的参数。5、设定相关的参数。6、启动电机并开始自整定。注意:自整定过程可能会由于振动,导致参数无法正常整定结束。6、启动电机并开始自整定。注意:自整定过程可能会由于振动,导7、将参数写入到EEPROM。7、将参数写入到EEPROM。二、参数实时自整定如果自整定过程因为振动导致自动调整无法正常结束,可以采用实时自整定功能调试伺服的增益参数。具体调试方法如下:1、选择调整模式(Pn002)2、通过控制器,控制电机正反转,通过修改伺服参数Pn003,设定机械刚性。在电机高速旋转的过程中,实时自整定伺服的增益参数。二、参数实时自整定如果自整定过程因为振动导致自动调整以下情况可能导致实时自整定无法完成:以下情况可能导致实时自整定无法完成:伺服参数Ⅱ:手动调整伺服参数Ⅱ:手动调整67<频率成分・频率特性的考虑方法>为了能理解增益调整、如事先对频率成分・频率特性的相关考虑方法有所了解,会比较方便。一般的周期函数(重复的波形及动作)⇒可以正弦波的级数(频率的不同正弦波的加法)来显示。也就是说、Servo电机的动作、是频率的不同的多个正弦波相加后的动作。24<频率成分・频率特性的考虑方法>68<调试时重要的4个增益>Servo里可进行各种各样的增益调试。但是、主要调试的为以下4个增益:位置环增益:是偏差计数器输出的倍率。仅为位置控制环的P控制。调整其P(比例)增益。速度积分时间常数:速度控制环为PI控制。调整其I(积分)增益。速度环增益:速度控制环为PI控制。调整其P(比例)增益。转矩指令滤波时间常数:是抑制Motor转矩变化的滤波器。Motor的最高响应频率为可变。25<调试时重要的4个增益>位置环增益:速度积分时间常数:<最重要3个增益对频率特性的影响>除位置环增益外重要的3个增益、可使Servo的频率特性产生变化。各个增益对频率特性的影响如下所示。※不过、因相位的特性较复杂在此忽视。<最重要3个增益对频率特性的影响><增益调整的考虑方法>增益、应在不振动的前提下尽可能地调高。但是、也会有无论怎样振动都会发生、增益无法调高的情况出现。此时、可以通过避开振动频率,即「共振频率」来进行调整。<Servo与负载的共振>Servo会振动、是因为Servo和负载发生共振而引起的。特别是、在负载的共振点发生振动。※共振点:与吉他的弦同理、在不同的长度、材质、张力下必然会有易产生振动的频率。<避开共振的调整>通过CX-Driver来测定速度or转矩的波形、测得振动的周期后、就能马上得出共振的频率。所以、将这个共振频率的增益在Servo侧设低后就能止住振动。<增益调整的考虑方法><Servo与负载的共振><避开共振<陥波滤波器・制振控制的调整>无论是陥波滤波器还是制振控制、虽然控制方法不同、但基本的考虑方法都是一样的。将振动频率的增益局部调低。可以达到既不振动、增益设定又非常高的效果。<陥波滤波器・制振控制的效果>将共振部分的增益、设定为完全相反的负增益以此来打消。可实现增益整体较高的设定、还能提高响应性。<陥波滤波器・制振控制的调整>开始调整将实时自动调整设定为无效调整(Pn002=0)默认参数,以常规动作模式、负载进行运行是否满足了定位时间等性能的要求?调整结束增大速度环增益(Pn101),直到伺服锁定时不发生猎振。减少速度环积分时间常数(Pn102),直到伺服锁定时不发生猎振。电机运行时有无猎振(振动)?增大位置环增益(Pn100),直到不发生超调。通过参数写入模式写入EEPROM。调整结束减少速度环增益(Pn101)增大速度环积分时间常数(Pn102)增大转矩指令滤波时间常数(Pn104)设定第一陷波滤波器频率设定(Pn201)第二陷波滤波器频率设定(Pn204)第三陷波滤波器频率设定(Pn207)第四陷波滤波器频率设定(Pn210)中的振动频率。多次调整仍无法消除振动时或者定位延迟时:手动调整的具体步骤如下:开始调整将实时自动调整设定为无效调整(Pn002=0)默认参手动调试过程中,要借助CX-Driver的DataTace功能,监视伺服的指令速度曲线和实际速度曲线。如下图:73手动调试过程中,要借助CX-Driver的DataTace功调试伺服参数的目的,是伺服响应性最高,即伺服的指令速度曲线和实际速度曲线重合(前提是速度曲线不能有波动)。如下图:74调试伺服参数的目的,是伺服响应性最高,即伺服的指令速度曲线和仅靠调整位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数,不一定能将伺服的指令速度曲线和实际速度曲线重合,这个时候需要加上速度前馈值。如下图:仅靠调整位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数,不一定能伺服调试过程中的问题解决伺服调试过程中的问题解决1、定位位置偏差过大时(伺服报警24时),需要手动调整速度前馈增益参数(Pn110),如下图:存在位置偏差,最大4000个脉冲左右。存在位置偏差,最大4000个脉冲左右。1、定位位置偏差过大时(伺服报警24时),需要手动调整速度存2、当出现由于电子齿轮比设定过大引起的电机抖动现场时,需要手动调整位置指令滤波器(Pn222),如下图:2、当出现由于电子齿轮比设定过大引起的电机抖动现场时,需要手3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y轴伺服响应性一致。如何判断2轴伺服的响应性一致?使用CX-Driver监视伺服的速度曲线图,如果二者从零加速到最大速度时间大致相等,则表示二者响应性基本一致。3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y轴伺服响应性一致。如何调试2轴伺服的响应性一致?・位置环增益设为相同的值。
设备急速加速的话,会遭到最终用户不好的评价,所以将位置环增益仍保持当前值,不做变更。・没有使用前馈。①因为X轴的响应性较低,所以对X轴响应性进行改善⇒速度环增益:加大速度积分时间常数:减小转矩指令滤波器时间常数:减小②Y轴响应性的改善⇒速度环增益:加大速度积分时间常数:减小转矩指令滤波器时间常数:减小③Y轴响应性因为机械共振的原因,无法提高至X轴响应性,所以把X轴响应性跟着Y轴响应性做修改。⇒X轴速度环增益:减小速度积分时间常数:减小转矩指令滤波器时间常数:减小3、多轴伺服同步的调试方法(2轴伺服为例)。前提保证X轴和Y4、定位完成的问题
<现
象>这个问题、在客户的Application中会以以下的现象显现。●Servo的动作结束后、到下一次的Servo动作开始前所耗费的时间较长。●Servo的连续动作突然中途停止不动了。但是又没错误代码显示。<原
因>如果Servo的增益调整不足、定位完成信号的输出就会有延迟、甚至不输出。通过CX-Driver来确认定位完成信号的状况、如果有问题要对增益进行调整或者把定位完成的宽度设大。<定位完成信号>定位完成信号、是显示Servo的1个动作完成的信号。确认动作是在定位完成宽度(Pn431)中所设定的定位完成精度内停止并输出。如果增益调整不足、此输出的至实际输出为止的时间就会变长。在垂直轴中有重力等外力的情况时、摩擦非常大的负载情况时、就可能会出现定位完成信号不被输出、就这样停在那里的现象。Motor速度约4ms约200ms以上增益调整不足时增益调整最佳时时间4、定位完成的问题<现象><定位完成信号>Motor速5、过载检出的问题Servo电机有额定转矩、超过这个值连续使用的话电机就会烧损。保护其不被烧损的就是过载检出(Err.16)。Servo电机的最大转矩可以输出至额定转矩的300%、其会在Driver内部对电机内部温度进行计算、达到一定量以上就检出。<Motor种类和内部界限温度>Motor通过绝缘等级的标识、对内部最大温度做了规定。G-series的电机有以下2种种类。●B种(750W以下):最大130℃⇒电机表面温度最大上升至约80℃左右。●F种(900W以上):最大155℃⇒电机表面温度最大上升至约100℃左右。由绕线温度决定过载检出特性<检测出过载时>正常动作中检测出过载时、请把它判断为实际就是呈过载状态了。如果是伺服内部故障是无法正常动作的。⇒加长加减速时间。⇒减低负载的大小。⇒交换成更大容量的Servo。※负载量请以监控功能的过载负载率来确认。
看对于100%来说还有多少余量来做判断。5、过载检出的问题Servo电机有额定转矩、超过这个值连续使6、过电压检出的问题Motor在使负载减速及使负载落下时、Motor其实会变为发电机,电气会返回至ServoDriver里。这个现象就叫做「再生」。如果再生量较大、ServoDriver内部就无法积蓄电气、从而检测出过电压(Err.12)。再生处理、是把返回的电气使之流至电阻上、防止检测出过电压(Err.12)。位置能量Motor将负载提升至高处时、位置能量就会被积
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