伺服调试经验总结

伺服调试伺服调试技巧总结调试技巧总结 技巧总结 一.机床行业（硬联接，刚性较好的情况） 对于机床行业，我们以雕铣机为主.由于雕铣机以高速高精著称，所以对伺服的高速响应要求很高。上位机--数控系统也要调整,和伺服找到一个平衡的结合点，才能达到完美的加工效果。 目前所调试的雕刻机，由于默认P2-02=50，而P2-00,P2-04和P2-06通过惯量比和速度频宽就可以自动计算出来，但是通常这样算出的结果对于高速高精的雕铣机来说，并不能完全满足，因为金属加工的特殊性是伺服不能有过冲和过大的追随性误差。过冲会导致金属过切尔而尺寸偏小，而追随性太差，会导致切不到而尺寸偏大。因此就需要手动去微调位置比例增益P2-00和位置前馈增益P2-02，来改善追随性，使之加工效果满足。图1是通过PC-Software软件计算后，又手动增加P2-00和P2-02的值获得漂亮的X轴波形图，误差仅仅在加速的时候追随误差为1个PLUSE，匀速时误差量均为0. 以下表格为一调试好的雕铣机参数，供参考 B2伺服P2-00P2-02P2-04P2-06P2-25P2-26X25150100416010160Y25150100416010160Z25150100416000A2伺服P2-00P2-02P2-04P2-06P2-25P2-26X3145012562000.8200X3145012562000.8200Z3145012562000.8200 图1 X轴波形图 图2为Z轴在加工时候抓取的速度和追随误差的波形图，同样只在加速的时候，出现3个PLUSE的追随误差。由于加工中减速较缓慢，在减速的时候误差仍然保持为0.这些功劳主要还归功于P2-00和P2-02的作用。 图2 Z轴波形图 摩擦力补偿：A2，B2伺服有摩擦力补偿功能，适当使用可使零件加工效果更完美。雕铣机加工曲面时，在电机过象限部份，由于速度响应迟钝的原因，可能会产生象限线条。如下图： 此紅線為過象限出現的一條線 针对象限线的调试，A.增加伺服的增益值。B.采用摩擦力补偿。但后者效果要远远好于前者。在使用B的摩擦力补偿时候，必须要配合P1-38同时使用，即：P1-38用来设置摩擦力开始补偿时的速度，此可以通过波形图来观察实际的补偿效果。并且从加工的工件上能够看出使用此法对改善效果更明显。 P1-38=10，P1-62=5，P1-63=1 P1-38=3，P1-62=5，P1-63=1 图3 磨擦力补偿效果图 目前很多小型雕刻机并非做金属切削， 很多是用在电子行业或者玻璃行业，出现的主要问题为切割尺寸不准确。由于X,Y轴负载不同，或者上位机脉波丢失而导致尺寸不一。以下提供一个简单的判别方法（针对A2，B2）。也就是利用示波器监控“命令脉波计数”，如图4及图5： 下圖圓形，正方形，六邊形為所要切割的圖形。（刀具直徑2mm） 图4 常见的切割形状 下圖圓形，下圖圓形，正方形，正方形，六邊形為各個波形的命令脈波圖形 图5 常见的切割形状波形图 1. 通过上图示波器A正方形，其實際邊長為17mm，刀具直徑為2mm,脉衝當量為0.001mm，而實際示波器所監控到邊長脈沖數目為19000個，通過邊長脉波数19000 pluse * 脉冲当量0.001mm/pluse - 刀具直径2mm=实际的编程直径17mm，因此得知實際脉波數目沒有丟失。 2. 通过上图示波器B圓形，其實際直徑為17mm，刀具直徑為2mm,脉衝當量為0.001mm，而實際示波器所監控到直徑脈沖數目為138個，通過直徑脉波数138 pluse * 脉冲当量0.001mm/pluse - 刀具直径2mm=实际的编程直径16.938mm，與實際直徑相差62*0.001=62pluse,因此有脉衝丟失。 案例小結：由於在加工正方形和圓形過程中，僅圓形有脉波丟失，懷疑上位機在處理圓弧插補過程中存在問題。後來更換客戶上位機后，監控正常。 二、 注塑机机械手（软联接，即皮带联接，刚性较差） 在此以注塑机机械手为例，是因为个人觉得这种设备具有一定代表性.此类设备负载惯量比一般较大，有高达200倍左右。PC-Software计算出来的值，根本无法无适应。一般负载伺服自动侦测负载惯量是指负载稳定，不易变化才可以正确测量出来。而对于柔性联接即皮带联接，由于其有很大的伸缩性(相对于丝杆连接)，所以在速度有波动以及加速度不同时，器马达所受负载也有变化，因此无法正确测量。在此就需要理解伺服的位置回路和速度回路的相关参数的含义，否则很难调试好。 我们从皮带的伸缩性来着手，由于伸缩性负载变化快，可以考虑以下方法： 1、 提高速度比例增益P2-04（速度比例增益，提高速度响应性，可，来克服负载变化时对速度变化的波抵抗外部负载变化的能力）动。 2、 降低速度积分补偿P2-06。P2-06是消除稳态误差量，在静止和匀速的时候有相当好的消除误差稳态的能力，提高会增加定位时间，因此必须降低，来减小匀速和静止时候对误差校正。 降低了P2-06，这样就会降低静止时候的精度，所以必须让P2-04尽可能加大，以弥补稳态的误差。当然，并非柔性联接仅仅速度环有效果，其实位置环也要做细微调节，由于位置比例P2-00过大，也会造成运行不顺畅及抖动严重，因此也必须较小P2-00来达到一个适当的值。而位置比例P2-00过小，会导致伺服出现对位置命令响应过慢，而出现“追随误差过大”报警，因此必须调整一个合适的参数。 3、 还可以增加位置命令平滑滤波P1-08，也对伺服运行平稳起到不可估量的作用。 以下为调整一机械手客户处所得到的波形图（AB伺服，其测出惯量比在150左右）。 三、电子行业 电子行业对伺服精度要求也特别高，电子行业的特点在于伺服要快速定位，只要在要求时间内电机能整定完成，过冲量对加工并没有太大影响。 以下以调试LED插片为例说明调试过程 设备名称：全自动LED插片机 伺服型号：ASD-A0421-AB+ECMA-C30604ES 调试要求：上位机为板卡，板卡发送的脉冲与从伺服驱动器接收回来的脉冲进行比较。 客户要求： 1）解析度为10000Pulse/转 2）驱动速度为500000PPS，驱动加减速为20*500000Pulse/s2，驱动距离为10000Pulse， 客户要求上位机发完脉冲给伺服后，伺服马达整定时间小于22ms（马达整定时间+上位机发脉冲时间=22+58=80ms），并且最大过冲量为4Pulse。 如下图： PPS 500000 316227 Pulse 10004 10000 0 0 31.650 62.2 80 T(ms) 理论计算的驱动速度曲线 58 T(ms) 客户要求的驱动位置曲线 调试基本步骤： 1、 评估惯量，此设备的负载惯量比为为3.5 2、 设定频宽为100Hz，JL=3.5。 3、继续如下微调 过冲量 总定位时间 A. 頻寬105，JL=35。 -------------16PLS， 84ms。 B. P2-26由43改為50。-----------18PLS， 75ms。 C. P2-26由43改為40。-----------15PLS， 86ms。 D. P2-26由43改為60。-----------23PLS， 73ms。 E. P2-26由43改為50。-----------17PLS， 75ms。 整定時間基本保持在80ms之內。但过冲量超过4个PLS。 F.P2-06由105改為80。----------- 26PLS，71ms。 G.P2-26由50改為30。------------ 14PLS，85ms H.P2-06由80改為50。------------ 26PLS，74ms I.P2-26由30改為10。------------ 6PLS，90ms P2-06，P2-25減低，可以減少整定時間，但過沖增大， P2-26減低，可以減小過沖，增大整定時間。 4、更改JL=3.8,頻寬105。 1。P2-26由48改為38,---------------13PLS,87ms。 2、更改JL=3.8,頻寬110。（15PLS,82ms）,最適合JL=3.8或者3.9 P2-06=60,P2-26=1----------------無過沖，93ms。 总结：对伺服响应要求较高的设备，在尽量调高频宽的情况下再微调P2-00，P2-02，P2-04，P2-06，P2-25及P2-26，但不能同时调节所有参数，先调节一个参数看对效果的影响是好还是差。再调其它参数。如些类推。所以花费的时间会相对较多。 此设备可得： 增加P1-08,可以降低收斂時的過沖量，但會導致跟隨性減低，由此需要增加P2-02, 可以提高曲綫的硬特性，使之跟隨性提高。 當整定時間滿足要求的時候，可以稍微降低P2-00來提高曲綫的硬特性。 而P2-26的提高，可以使得過沖量加大，但是整定時間變短。 故降低可以減少過沖，此幾台設置為1。 而P2-06的提高，可以使得整定時間變長，但是過沖量會降低。 P2-25也可以有P2-06的作用， 根據幾台剛性和上位命令， P2-25不能設置過小，否則將會產生很大震動。 最后参数如下 P1-37=3.5 P1-08=4 P2-00=168 P2-02=12816 P2-04=3800 P2-06=35 P2-07=150 P2-25=1 P2-26=0 郭鵬飛、黃振欽 中達電通股份有限公司