三菱伺服系统优化.doc

三菱伺服系统优化2012/7/31徐鑫伺服调试之前需要先对机床伺服系统的相关配置进行了解，主要包括伺服电机，编码器(即电机端检测器)，驱动器(模块型号)，具体的了解方法为选择系统DIAGN诊断选项卡中的驱动器监视画面，进行观察，具体项目如下：这些电机型号之类的信息，在后续的查询机床负载惯量比与速度环增益，以及位置环调整中，电流最大比例的确定有关。本报告调整过程除涉及主轴或特殊情况，均以X轴为例。一手动调整速度环增益及陷波滤波器手动调整即是在没有电脑调整软件等的帮助下进行基本的调整和设定。VGN（速度环增益）与PGN（位置环增益）具有一定相互影响。当VGN数值较高而PGN数值较低时回出现定位慢现象，表现出来即机床运动无力。当VGN数值较低二PGN数值较高时，尤其是采取高速高精度模式时，会出现爬行现象。首先确定机床正常运转的前提下，以最高切削速度移动，待其运行稳定后观察驱动器监视画面中的负载惯性比选项，取其平均值，输入到系统JL参数#2237中，如果负载惯性比中不显示数值，则先进入参数中，将#2235的Bit F设为1，使监控画面中显示JL值。根据机床的电机型号和编码器，查询附表1，得到标准VGN值。然后将系统相关参数初始换进行调整，避免影响。具体参数有 #2203位置环增益:33 #2205速度环增益1:50 #2208:1364 #2233:0000 #2238:0 #2246:0 #2287:0 #2288:0然后通过手轮缓慢移动X轴，使其在整个行程内往复运动，并不断加快速度。确认其没有发生振动的情况下，在参数#2205上加上40，重复刚才的操作，直至机床发生振动，立刻观察并记录驱动器监视画面中的AFLT频率数选项的数值。将监视画面中的数值填入滤波器1中，即参数#2238。继续提高#2205中的数值，如再发生振动，则将AFLT频率数中观察到的数值填到第三或第四滤波器中。VGN参数的数值达到达到150后，减小每次提升的数值，以每次20的数值增加，继续上述操作，直至机床在低频发生震动，即AFLT频率数显示在100300之间时，将数值填入到第二滤波器中。因为在低频震动是滤波器深度不应过大，避免引起其他频率的震动，所以当处于低频震动时，需查询附表2确定该频率下应采用的滤波器深度，并填入到#2233参数中对应的位置。继续加大VGN参数直至达到之前确定的标准VGN值，在保证机床不发生震动的情况下，将VGN数值减小30%输入到#2205参数中作为最终的速度环增益值。在调整陷波滤波器时有以下内容需要注意：滤波器设置的顺序如震动发生的频率高低可随意调整，不需要保持一致。在未设定滤波器深度的情况下，默认为滤波器深度无穷大，在高频震动时，无需特别设定，在低频震动时需设定为合适的值，否则会导致机床在其他频率发生振动。数控系统中一共存在5个滤波器，其中第三滤波器为固有滤波器，频率幅度均不可调。第一第二滤波器的幅度在#2233参数中可调，所以，为方便调整，可以将低频滤波器设在这两个滤波器上，便于设定频率。在机床发生震动时，应尽快确定AFLT频率数，然后按下急停按钮，避免机床长时间震动导致损坏。同时应注意，手动调整所得的数值比较接近机床的极限数值，所以会出现不稳定的情况，会随时间的变化或者其他伺服轴位置的变化而发生变化，再次出现震动，只宜作为初步调整或者临时应急调整，不应作为最终数值。二利用MS Configurator软件进行伺服和主轴调试MS Configurator软件在使用前需对机床参数行进设定，包括以下参数：#1164:1自动调整有效 #1224bit0：1数据采样有效#1925:1 以太网功能有效 #1926记录下当前数值，将电脑侧IP地址设定为同一网段的IP值完全设定完成后，系统显示屏左上方会出现不停闪烁的AT字符同时打开MS Configurator软件，点击Tool1.SetupCommunication path setup，点击Detail,将IP address值设定为机床侧IP地址,即#1926的数值,接着点击Test按钮，看到弹出连接成功对话框后，即可进行软件调整。1. 伺服系统的优化 速度环增益VGN的调整在只需要获得系统速度环增益频率响应波形图，而不需要进行调整时，可按如下步骤进行操作。点击Tool4.MeasurementFunctionFrequency response measurement，在弹出的对话框中首先选择加振信号通常选择二级，按提示运行机床，确定加振信号后进行下一步。最后得到以下信息：其中中的数据表示对VGN产生影响的相关参数的数值，中的数值分别为系统当前的增益裕量，相位裕量以及穿越频率,表明了系统的稳定程度, 一般以增益裕量为8 20dB，相位裕量为40 60 度为目标，增益裕量越小，说明系统稳定性越差，VGN偏高。在需要对机床进行初始化或者重新调整时，需要按如下步骤将进行操作。首先点击Tool3.IndividualAdjustVelocity loop gain adjustment，在对话框中通过添加、修改和删除，选择将要调整的轴，加振信号选择2级，调整级别根据实际情况选择标准模式1或者高速高精度模式1，红色区域的选项表示是否将采用机床原有参数做为调整基础，可酌情选择，选中表示不采用。接下来的窗口表示当前系统中影响速度环增益频率响应波形的相关参数的值，如之前选中了不采用原有参数，则当前窗口中除SV005参数外，全部置零。在开始测量后，机床会在反复测量中选取最适宜的参数作为调整结果。调整完成后，会得出当前系统频率响应波形图，点击下一步会弹出对话框表示调整后的数值，其中蓝色字样表示的是发生改变的参数，点击Close则将参数直接应用到系统中，点击Undo则恢复到调整前的参数。*需要注意的是，使用软件调整有时会出现调整完成后仍会出现高频振动，因此，建议多次调整后得到一个稳定的值作为最终结果。最后得到保证稳定的前提下系统速度响应性最好的频率响应波形图。其中软件在分析确定最优值的时候的衡量标准为增益裕量8且趋近于8，相位裕量30，其中增益裕量会随着VGN的增大而减小，而且增加滤波器也会造成增益裕量的减小。 位置环增益PGN的调整与速度环增益调整不同，位置环增益、时间常数、丢步补偿3的调整需要编写调试程序。选择程序创建输入要创建的程序名称由上到下分别选择调试的机床类型，所采用的G代码系列（加工中心无需选择），以及要调整的轴。确定要调整的内容。在Stroke中输入要测试的行程范围，机床的行程可以通过查看参数#2013与#2014获得，需注意行程方向为正向还是负向，若为负向需在生成的程序中改变行程方向，避免超程。依次输入停顿的时间，各轴的。始位置及返回起始位置的顺序。全部确定完成后，点击make生成程序，在MDI模式下点击test进行测试。在进行切削程序创建时，应将进给速度设置为最大切削进给速度。丢步补偿3的程序需确定圆的直径以及根据机床性能确定一高一低两个运行速度。注意：在生成程序前需查看参数#1267 Bit 0的数值，确定高速高精度的G代码类型.根据软件生成的程序将参数的Bit 0设置为0.程序创建完成后，开始进行调整，选择Tool3.Individual AdjustPosition loop gain adjustment，选择已创建的程序添加需要调整的轴黄色区域内的选项表示的是位置环增益的模式，包括插补前快速进给、插补后快速进给、插补前切削进给及插补后切削进给，为了保证机床精度并避免产生振动，一般选择插补后快速进给与插补前切削进给。蓝色区域内的选项表示的是位置环增益的调整基准。前者是位置环增益固定，表示以当前的PGN为最大值，在保证下图黄色所选区域中所指定的定位时间要求下的最优参数；后者是位置环增益界限的调整，表示以下图蓝色区域内所指定PGN数值为上限进行调整。一般情况下选择后