《伺服與運動控制》技術答疑

文:中國傳動網2018年第五期

【問題1】

    PLC和臺達伺服驅動器之間該如何接線?其脈沖個數如何實現?

【解答】

接線如圖1所示,端子功能如下:

(1)9號端子,伺服啟動;

(2)14號端子,COM-;

(3)35號端子,指令脈沖的外部電源,COM+;(臺達脈沖命令輸入使用內部電源)

(4)37號端子,伺服方向;

(5)41號端子,伺服脈沖,外部輸入脈沖的頻率確定轉動速度的大小,脈沖的個數來確定轉動的角度。

圖1

    在脈沖參數設定之前,首先把P2-8設為10即為恢復出廠設置;復位完成后既要開始設置參數,最先要搞清楚電機轉一圈需要多少脈沖,計算公式如下:

分辨率/1圈脈沖數=P1-44/P1-45

式中:P1-44,電子齒輪比分子;P1-45,電子齒輪比分母(一般不動)。

再結合齒輪比、同步帶周長或絲桿的間距,就可以確定達到要求要發多少脈沖了。

【問題2】

    臺達伺服如何設置共振抑制參數?

【解答】

    臺達伺服的共振抑制參數設定如下:

P2-23第一組機械共振頻率設定值,(開啟第一組機械共振頻率時,P2-24不能為零);

P2-25共振抑制低通濾波;

P2-26外部干擾抵抗增益;

P2-47自動共振抑制設為1抑振后自動固定;

P2-49速度檢測濾波及微振抑制;

設置完以上的參數就開始自動增益。

    P2-32設為1或2,伺服在運行過程中每半個小時估測負載慣量比至P1-37,再結合P2-31的剛性及頻寬設定,自動修改P2-00,P2-04,P2-06,P2-25,P2-26,P2-49等參數。此外我們還可以把P2-32設為0,進行手動增益調整。

當P2-33為1時,P1-37慣量比估算完成,以上相應的控制參數值固定。

【問題3】

    松下數字式交流伺服系統MHMA2KW,試機時一上電,電機就振動并有很大的噪聲,然后驅動器出現16號報警,該怎么解決?

【解答】

    這種現象一般是由于驅動器的增益設置過高,產生了自激震蕩,需要調整參數No.10、No.11、No.12,適當降低系統增益。

【問題4】

    松下交流伺服系統的使用中,能否用伺服-ON作為控制電機脫機的信號,以便直接轉動電機軸??

【解答】

    盡管在SRV-ON信號斷開時電機能夠脫機(處于自由狀態),但不要用它來啟動或停止電機,頻繁使用它開關電機可能會損壞驅動器。

如果需要實現脫機功能時,可以采用控制方式的切換來實現:

    假設伺服系統需要位置控制,可以將控制方式選擇參數No02設置為4,即第一方式為位置控制,第二方式為轉矩控制。

    然后用C-MODE來切換控制方式:在進行位置控制時,使信號C-MODE打開,使驅動器工作在第一方式(即位置控制)下;在需要脫機時,使信號C-MODE閉合,使驅動器工作在第二方式(即轉矩控制)下,由于轉矩指令輸入TRQR未接線,因此電機輸出轉矩為零,從而實現脫機。

【問題5】

    伺服電機為什么不會丟步?

【解答】

    伺服電機驅動器接收電機編碼器的反饋信號,并和指令脈沖進行比較,從而構成了一個位置的半閉環控制。所以伺服電機不會出現丟步現象,每一個指令脈沖都可以得到可靠響應。

【問題6】

    對伺服電機進行機械安裝時,應特別注意什么?

【解答】

    由于每臺伺服電機后端部都安裝有旋轉編碼器,它是一個十分易碎的精密光學器件,過大的沖擊力肯定會使其損壞。

【問題7】

    發現交流伺服系統對其他檢測裝置有一些干擾,一般應采取什么方法來消除?

【解答】

    由于交流伺服驅動器采用了逆變器原理,所以它在控制、檢測系統中是一個較為突出的干擾源,為了減弱或消除伺服驅動器對其它電子設備的干擾,一般可以采用以下辦法:

A.驅動器和電機的接地端應可靠地接地;

B.驅動器的電源輸入端加隔離變壓器和濾波器;

C.所有控制信號和檢測信號線使用屏蔽線。

    干擾問題在電子技術中是一個很棘手的難題,沒有固定的方法可以完全有效地排除它,通常憑經驗和試驗來尋找抗干擾的措施。

【問題8】

     松下交流伺服系統在位置控制方式下,控制系統輸出的是脈沖和方向信號,但不管是正轉指令還是反轉指令,電機只朝一個方向轉,為什么?

【解答】

    松下交流伺服系統在位置控制方式下,可以接收三種控制信號:脈沖/方向、正/反脈沖、A/B正交脈沖。驅動器的出廠設置為A/B正交脈沖(No.42為0),請將No.42改為3(脈沖/方向信號)。

【問題9】

    松下交流伺服的試機步驟一般包括哪些?

【解答】

    1.JOG試機功能

僅按基本接線就可試機;

在數碼顯示為初始狀態‘r0’下,按‘SET’鍵,然后連續按‘MODE’鍵直至數碼顯示為‘AF-AcL’,然后按上、下鍵至‘AF-JoG’;

按‘SET’鍵,顯示‘JoG-’:按住‘^’鍵直至顯示‘rEAdy’;

按住‘<’鍵直至顯示‘SrV-on’;

按住‘^’鍵電機反時針旋轉,按‘V’電機順時針旋轉,其轉速可由參數Pr57設定。

按‘SET’鍵結束。

2.內部速度控制方式

COM+(7腳)接+12~24VDC,COM-(41腳)接該直流電源地;SRV-ON(29腳)接COM-;

參數No.53、No.05設置為1:(注此類參數修改后應寫入EEPROM,并重新上電)

調節參數No.53,即可使電機轉動。參數值即為轉速,正值反時針旋轉,負值順時針旋轉。

3.位置控制方式

COM+(7腳)接+12~24VDC,COM-(41腳)接該直流電源地;SRV-ON(29腳)接COM-;

PLUS1(3腳)、SIGN1(5腳)接脈沖源的電源正極(+5V);

PLUS2(4腳)接脈沖信號,SIGN(6腳)接方向信號;

參數No.02設置為0,No42設置為3,No43設置為1;

PLUS(4腳)送入脈沖信號,即可使電機轉動;改變SIGN2即可改變電機轉向。

另外,調整參數No.46、No.4B,可改變電機每轉所需的脈沖數(即電子齒輪)。

【問題10】

    FANUC系統半閉環時振動的抑制方法有哪些?

【解答】

①第一種方法是調整加速度功能

    加速度反饋功能是用軟件對電動機的速度反饋信號微分而得到加速度,再將該值乘以加速度反饋增益(增益即放大倍數)以補償轉矩指令的功能,用它來抑制速度環的振蕩。其實是將機械負載作一個估算,將估算值加到反饋中。

    適用如下情況:電動機與機械負載彈性連接、機械慣量比電動機慣量大。

②第二種方法使用HRV濾波器

    使用HRV濾波器可以抑制某種頻域的振動,HRV對應的英文HighResponseVector,譯作高響應矢量,目的是對交流電機矢量控制從硬件和軟件方面進行優化,以實現機床加工的高速和高精度。HRV濾波器中涉及帶寬、阻尼值、中心頻率三個相關參數。

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