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SAICut 激光切割系統是深圳市千里智能控制科技有限公司研發設計，現在已大量用于藍寶石玻璃切割、全面屏切割、SMT激光鋼網切割/微孔、陶瓷切割/打孔、手機膜切割精密加工等激光切割機上，對于精度、軌跡可達微米級，必須得用全閉環控制。本文就來講講在這個系統中的如何調試運動控制器和直線電機驅動器。

激光切割系統的構成

SAICut激光切割系統主要由X/Y/Z三軸組成，切割機主要配置清單如表1所示。

表1SAICut激光切割系統構成

控制器-驅動器接線

在給機臺供電之前，請電氣工程師確認所有的接線正確，無短路情況，重點檢查控制器與驅動器之間接線，定義如表2所示。

表2控制器與驅動器接線表

準備控制器調試軟件MccEnv

確認以上無誤后，給運驅動器、動控制器上電，連接控制器與調試工控機的網線，步驟如下：

1、設置調試工控機的IP地址為：192.6.6.20（控制器的IP默認為192.6.6.6，所以在192.6.6.X網段內除了6以外的也可），子網掩碼為：255.255.255.0；

2、將MccEnv軟件安裝包復制到工控機上，安裝MccEnv；

3、打開MccEnv調試終端，下載以前備份的cfg文件，如圖6所示。

請參考《MccEnv軟件使用手冊》，如有備份好參數直接下載，則請跳過參數設置。

如無備份好參數，則可以手動命令條內設置以下關于電機基本參數（根據實際使用情況設定）：可以用電機-電機設置界面來設置，也可以手動輸入命令設置。如圖7所示。

圖6安裝控制器調試軟件MccEnv

圖7電機設置界面

設置高創驅動器

設置X/Y驅動器控制模式為：模擬電流模式-3；

根據電機最大峰值電流來設置對應電壓電流比例，如峰值電流為18A，則CurrentScaling<=最大峰值電流/控制器給出最大電壓=18/10=1.8。

其余反饋等均由供應商設置好，無需修改。

設置好后，點擊Config，再點擊Save即可。

圖8設置高創驅動器

將限位、電機運動、編碼器計數方向調至一致

圖9確認限位、電機運動、編碼器計數方向一致

確認每個軸的限位信號（圖10）

用擋片擋住光電開關，正確的信號，則對應的正負限位標志會變紅；如果不擋住就是紅色的，擋住后是灰色的，則改變ix26值即可正常，如i126、i226為0，則設置i126=1，i226=1，sav（保存）。

如果擋與不擋都無變化，請檢查信號線，確認光電開關是PNP或者NPN，相應的控制器限位COM腳接24V或者0V。

圖10確認每個軸的限位信號

2、確認編碼器信號及方向（圖11）

圖11確認編碼器信號及方向

手動推每個軸，確認編碼器的數字的正負，先將編碼器值置為0

命令為：#1hmz，#2hmz，#3hmz……

如往正限位推，編碼器值為正，值在不斷的增大；

如往負限位推，編碼器值為負，值在不斷的減小；

如果數值方向相反，則改i70x0值，即可變編碼器計數方向；

如，1#、#2軸，i7010、i7020為0，則改為i7010=1、i7020=1。

3、確認電機運轉方向（圖12）

圖12確認電機運轉方向

方向正確是：則在命令窗口給定正電壓，電機往正限位方向移動；

則在命令窗口給定負電壓，電機往負限位方向移動；

注意：先給0.2V小電壓，不動后，則慢慢的加，否則有飛車的危險！

如：#1o0.3，#2o0.5，即給1#軸0.3V電壓，給2#軸0.5V電壓，電機往正限位移動；

#1o-0.3，#2o-0.5，即給1#軸-0.3V電壓，給2#軸-0.5V電壓，電機往負限位移動；

以上確認ok，則在方向確認完畢，即可進行下一步調試。

模擬量全閉環控制的PID調機

打開MCCENV，作圖-Plot作圖（圖13），首先要設置合適的PID參數，讓它能Jog移動起來，才能下一步調機曲線。

圖13打開MCCENV作圖

P（ix30），D(ix31)是最優，最簡控制(藍色的先調整)，其它參數完全清0（紅色部分設置為0），先調整后P，D和速度前饋參數（注：同時保證ix32和D相等，電流模式下），最后調整I（ix33）；

圖14PID參數設置

P先從小不斷增加，同時保證D等于10*P，直到機器出現”吱吱”聲音，然后再把P下調20%，再調整D；

不斷增加D(同時保證ix32和D相等)，直到機器出現震蕩，然后再把D值，下調20%；

慢慢增加I值，I值不宜過大，適合為止；

一般情況P，I是一個數量級，D要大于P的10倍。

圖15PID調試界面

圖16PID調試界面

如果曲線偏差很大，調整PID參數，重復一鍵測試，直到達到要求為止。

PID基本知識

比例控制(P)：控制器的輸出與輸入偏差值成比例關系。系統一旦出現偏差，比例調節立即產生調節作用，以減少偏差。其特點包括：

1、過程簡單快速，比例作用大，可以加快調節，減少誤差；

2、比例作用過大，使系統穩定性下降，造成不穩定；

3、有余差存在。

圖17比例控制(P)圖

積分調節(I)：消除系統余差，提高無差度。只要有余差存在，積分調節就進行，直至無差，積分調節停止，特點是：

1、調節器的輸出不僅取決于偏差的大小，而且更主要的是取決于偏差存在的時間；

2、積分作用的強弱取決于積分時間常數Ti，Ti越小，積分作用就越強；

3、與比例調節相比，積分調節使調節過程緩慢，波動加大，系統穩定性下降。

圖18積分調節(I)圖

微分（D）控制：控制器的輸出與輸入誤差信號的微分成正比關系（即與偏差的變化速度成正比），特點有：

消除系統滯后；

超前調節；

易引起系統振蕩。

比例、積分、微分PID調節小結

1、比例調節根據“偏差大小”來動作，輸出與輸入偏差的大小成比例，調節及時、有力，但有余差；比例度越小，調節作用越強，太強時會引起振蕩；

2、積分調節根據“偏差是否存在”來動作，輸出與偏差對時間的積分成比例，其實質是消除余差。積分使最大動偏差增大，延長了調節時間；積分時間越小，積分作用越強，太強時易引起振蕩；

3、微分調節根據“偏差變化速度”來動作，輸出與偏差變化的速度成比例，有超前調節作用，對滯后大的系統調節效果好。可減少調節過程的動偏差，縮短調節時間；微分時間越大，作用越強，太強時易引起振蕩；

4、程序編號：222為控制器內的一個5mm圓的程序，G代碼如下：

openprog222

G01x0y0

gatgat

G02x0y0i-5j0

endgat

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