動態參數調整步驟 :
步驟一. 設定系統剛性 (Fn 001)
Kp : 位置回路比例增益 (機床Kp 建議值 30-90 c)
Kv : 速度回路比例增益 (機床Kv 建議值 30-120 Hz)
Ti : 速度回路積分增益 (機床Ti 建議值 10-30 ms)
范例 : 以機床大小選擇不同剛性 (1米加工中心機建議Fn001設定5 )
剛性(Fn001) Kp(Pn102) Kv(Pn100) Ti(Pn101) 扭力濾波(Pn401)
低 3 30 30 3000 130
中低 4 40 40 2000 100
中高 5 60 60 1500 70
高 6 85 85 1000 50
步驟二. 自動調協(auto turning) 尋找馬達與機床慣性比
自動調協目的 ,主要是在計算馬達與機床整合后 有些動態參數會受到影響 ex: 馬達負載慣性比 … ,如果不先將相關參數找出 速度回路的表現 會與 Kv/Ti 設置的結果不一致
自動調協操作步驟:
1.參數Pn110設11。(打開在線自動調諧功能)
2.手動Jog床臺讓床臺來回往復多次運行。
3.手動Jog床臺時如發生共振現象,請立即壓下緊急停止按鈕,將驅動器參數Pn408設1(打開共振抑制功能),然受修正Pn409(共振抑制頻率)設定,1米加工中心機建議Pn409設定200。
4.將Fn007內容寫入EEPROM。
(按Mode鍵至Fn000→按Up或Down鍵至Fn007→持續按Data 鍵1秒顯示負載貫性比→持續按Set鍵1秒后Fn007內容顯示之負載貫量比即可寫入EEPROM)
5.參數Pn110設12。(關閉在線自動調諧功能)
步驟三. 起動并設定驅動器抑制共振功能相關參數
(Pn408設1即打開共振抑制功能,Pn409可設定共振抑制頻率)
馬達與機床結合后 ,除了馬達選用太小 ,無法達到高響應之外 ,有時也會發生馬達扭力夠 ,但是因為機床床臺傳動剛性較差 ,會產生共振 而無法達到高響應又平順的控制目標 ,此時 ,除了加強機床的傳動剛性外 ,可利用控制器抑制共振功能 ,而得到高響應的結果 .
步驟四. 將速度回路增益參數再調高
就位置回路控制而言 ,速度回路是內回路 ,內回路響應越高 ,外回路(位置回路)表現越如預期 ,比較不會受到外界切削力 ,磨擦力的影響 ,所以在切削應用場合 ,請將速度回路增益盡量調高 ,以得到更好的切削質量
YASKAWA伺服參數設定說明:
參數編號 | 說明 | 初始值 | 設定值 | 備 註 |
Pn000 | * 控制模式 | 0000 | 0010 | 0000→速度模式 0010→位置模式 |
Pn100 | 速度迴路增益 | 40 | 60 | (此值先為出廠值) |
Pn101 | 積分常數 | 2000 | 1500 | (此值先為出廠值) |
Pn102 | 位置迴路增益 | 40 | 50 | (此值先為出廠值) |
Pn200 | * 位置控制指令型態 | 0000 | 0004 | 0000→脈波列+方向訊號 0001→正轉脈波列+反轉脈波列 0004→A/B脈波列 4倍頻 |
Pn201 | * 馬達一迴轉輸出脈波數 | 163841 | 編碼器代號為A設定2048 編碼器代號為C設5000 | 倍頻前 (此值根據實際情況計算所得) |
Pn202 | * 電子齒輪比 (分子) | 4 | 編碼器代號為A設定1 編碼器代號為C設32768 | (此值根據實際情況計算所得) |
Pn203 | * 電子齒輪比 (分母) | 1 | 編碼器代號為A設定1 編碼器代號為C設5000 | (此值根據實際情況計算所得) |
Pn408 | 共震率波功能 | 0000 | 0001 | 根據實際情況來設定(機床震動否,再開啟) |
Pn409 | 共震率波頻率 | 2000 | 350 | 根據實際情況來設定(機床震動否,再設定不同的數值) |
Pn50A | * 正轉行程極限 | 2100 | 8100 | 2100→打開正轉禁止保護功能 8100→關閉正轉禁止保護功能 |
Pn50B | * 反轉行程極限 | 6543 | 6548 | 6543→打開反轉禁止保護功能 6548→關閉反轉禁止保護功能 |
Pn50E | * 定義多功能輸出點 | 3211 | 0000 | 關閉各功能輸出 |
Pn50F | * 定義多功能輸出點 | 0000 | 0200 | 定義剎車輸出,腳為27 / 28 0100 接25/26 |
Fn001 | 自動調諧剛性設定 | 4 | 4 | 設定越大,剛性越強 |
Fn002 | JOG | |||
Pn304 | JOG速度設定 | |||
Fn007 | 慣量比保存 | |||
Pn401 | 扭力濾波時間 | |||
Pn103 | 慣量比 | |||
Pn110 | 在線自動協調 | 11打開,12關閉 | ||
備注: 1、帶 * 為驅動器必須設定的參數,馬達才能正常運轉!
2、首先設置驅動器的電子齒輪比Pn202 / Pn203和需要馬達轉一圈回授的脈沖數Pn201 計算方法如下:
伺服電機編碼器類型的回授脈沖數
電機型號 | 編碼器種類 | 編碼器脈沖數 P/rpm | |
A | 增量型編碼器 (相對型編碼器) | 13比特 | 2048 |
B | 16比特 | 16384 | |
C | 17比特 | 32768 | |
1 | 絕對型編碼器 | 16比特 | 16384 |
2 | 17比特 | 32768 |
通常新代控制器所設精度單位 1um/Pules (可在系統參數17中設所需精度單位)
通常新代控制器所設的倍頻數是4 倍(可在系統參數81~100中所設軸卡的倍頻 )
計算公式:
電子齒輪比Pn202 / Pn203 = ﹝編碼器的脈沖數 × 4 × M﹞ ÷ ( 負載轉一圈移動量脈沖數 × N )
M和N是指馬達和工作臺傳動側的機械齒輪比
新代系統參數61~63 = 馬達轉一圈回授的脈沖數Pn201 = 負載轉一圈移動量脈沖數 ÷ 控制器內部所設的倍頻 4
當螺桿的節距是10mm 馬達選用C 型17比特 采用直傳連軸器
那齒輪比計算如下:
負載轉一圈移動量脈沖數 = 10mm÷1um/Pules =104 Pules
M / N = 1 / 1
Pn202 / Pn203 = (32768× 4× 1 ) ÷ (104 ×1 ) = 8192 / 625
Pn201 = 104 ÷ 4 = 2500 Pules
2、 設定上表中的驅動器參數,值為后面的設定值; Pn201、Pn202、Pn203為上面公式根據實際情況計算出來的值;Pn100、Pn101、Pn102先不修改數值,為出廠值;
3、 調整機臺的剛性,先進行X、Y、Z 軸的來回運動,通過增大Fn001驅動器參數值,按加1數值增大;通常調節到機臺出現震動或有聲音后,降回原一級。注意一點:
調完后,需把X、Y、Z的位置增益Pn102設成一樣大;
注意:齒輪比設錯,編碼器會無回授,同時控制器發遺失位置命令、嚴重追隨誤差警報。
伺服馬達配C型編碼器(32768pulse/REV),控制精度1um,位置脈沖形式為AB(4倍比)
新代控制器相關參數 | 伺服驅動器相關參數 | ||||||||
命令倍率分子/分母 | PITCH值 (BUL) | 馬達軸到絲桿的總和傳動比 | 位置感應器解析度 | 軸卡回授倍頻 | 馬達側/螺桿側齒數 | Pn200.0 位置脈沖指令形式 | Pn202 電子齒輪比分子 | Pn203 電子齒輪比分母 | Pn201 PG分頻比 |
1/1 | 5000 | 1 | 1250 | 4 | 1/1 | 4 | 32768 | 1250 | 1250 |
2500 | 2 | ||||||||
5000 | 1 | ||||||||
2 | 1250 | 4 | 2/1 | ||||||
2500 | 2 | ||||||||
5000 | 1 | ||||||||
1/2 | 1250 | 4 | 1/2 | ||||||
2500 | 2 | ||||||||
5000 | 1 | ||||||||
1/1 | 6000 | 1 | 1500 | 4 | 1/1 | 4 | 32768 | 1500 | 1500 |
3000 | 2 | ||||||||
6000 | 1 | ||||||||
2 | 1500 | 4 | 2/1 | ||||||
3000 | 2 | ||||||||
6000 | 1 | ||||||||
1/2 | 1500 | 4 | 1/2 | ||||||
3000 | 2 | ||||||||
6000 | 1 | ||||||||
1/1 | 10000 | 1 | 2500 | 4 | 1/1 | 4 | 32768 | 2500 | 2500 |
5000 | 2 | ||||||||
10000 | 1 | ||||||||
2 | 2500 | 4 | 2/1 | ||||||
5000 | 2 | ||||||||
10000 | 1 | ||||||||
1/2 | 2500 | 4 | 1/2 | ||||||
5000 | 2 | ||||||||
10000 | 1 |