西門子802DSL系統(tǒng)驅(qū)動優(yōu)化在臥車上的應(yīng)用

1、西門子802D_SL系統(tǒng)驅(qū)動優(yōu)化在臥車上的應(yīng)用摘要：闡述sieens802dsl數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動優(yōu)化原理、步驟、作用及在臥車中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：sieens802dsl數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動優(yōu)化增益為保證我廠研制的數(shù)控重型臥車的各個伺服軸響應(yīng)速度更快，加工速度更均勻，在加工工藝、工件材質(zhì)、機械剛性等都不變的情況下，加工出來的刀紋更明晰，工件外表更加光滑。我廠在使用西門子802d_sl數(shù)控系統(tǒng)時進展了驅(qū)動優(yōu)化，盡可能進步系統(tǒng)的動態(tài)和靜態(tài)特性。802dsl控制器的優(yōu)化是借助于其調(diào)試軟件starter或startup-tl，通過系統(tǒng)時域及頻域特性的分析，選擇相應(yīng)的控制方式和參數(shù)來實現(xiàn)的。對于整個控制系統(tǒng)來說，包括電

2、流控制器，速度控制器和位置控制器，由這些控制器對相應(yīng)環(huán)路進展控制。用來進展控制器調(diào)試的工具有兩種，一為startup-tl，另一個為starter。前者屬于數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的軟件，特點是它可以對n參數(shù)和驅(qū)動器參數(shù)進展修改，可以用它來優(yōu)化位置環(huán)，速度環(huán)，電流環(huán)。后者屬于驅(qū)動調(diào)試工具，其不能修改n參數(shù)和進展位置環(huán)優(yōu)化，但在驅(qū)動調(diào)試上比startup-tl更專業(yè)。建議對于一般要求的控制器優(yōu)化采用startup-tl，可以參考其自動優(yōu)化功能對速度環(huán)進展優(yōu)化，再進展位置環(huán)優(yōu)化和圓度測試。驅(qū)動優(yōu)化的原理：伺服軸是由電流環(huán)，速度環(huán)和位置環(huán)組成，一般來說位置環(huán)是一個簡單的比例調(diào)節(jié)器，因此調(diào)節(jié)起來比擬簡單，速度環(huán)和

3、電流環(huán)是由比例積分調(diào)節(jié)器組成，是驅(qū)動的核心局部，因此速度環(huán)又是驅(qū)動優(yōu)化的調(diào)整重點。驅(qū)動優(yōu)化的關(guān)鍵是進步速度環(huán)的動態(tài)特性，而進步動態(tài)特性的關(guān)鍵又在于進步速度環(huán)比例環(huán)節(jié)的增益，降低積分環(huán)節(jié)的時間常數(shù)。驅(qū)動軸正常工作時，根據(jù)電機的速度可以推算出輸出到電機的電源的頻率，一般都較低，在幾十到幾百赫茲左右。但在系統(tǒng)加減速過程中，輸出到電機的電源頻率會有很寬的范圍，一般能到千赫左右。在波特圖中，當(dāng)幅值比從0db往下降且相位滯后接近180時，這個頻率稱為拐點頻率。這個頻率越高，驅(qū)動的動態(tài)特性越好，反之越低。驅(qū)動優(yōu)化的過程就是盡量讓拐點頻率進步，讓幅值比的線更接近于0db。增加速度環(huán)的增益會使波特圖線往上翹。這

4、時假如能采取相應(yīng)的方法把尖峰去掉，就能到達既增加速度環(huán)增益有不影響系統(tǒng)的穩(wěn)定的目的。數(shù)控系統(tǒng)能通過添加相應(yīng)的電子濾波器的方法來把尖峰去掉。使用startup-tl軟件進展驅(qū)動優(yōu)化只介紹自動優(yōu)化：1.啟動接口設(shè)定軟件nnnetizard,設(shè)定與系統(tǒng)通訊參數(shù)。2.將機床執(zhí)行返回參考點操作，然后將軸挪動到床身中間位置，在電腦上啟動startup-tl進展自動優(yōu)化。3.選擇ptiiz/test,通過垂直軟件axis+和axis-選擇要進展優(yōu)化的軸，單擊aut.trlsetting進入自動優(yōu)化畫面。4.將驅(qū)動使能設(shè)置為不受pl控制，設(shè)置行程監(jiān)控有效，并將行程范圍限制在平安區(qū)域內(nèi)，選擇需要的優(yōu)化形式，單擊

5、start開場自動優(yōu)化的第一步測量，會彈出starteanialsysteeasureentpart1對話框，檢查軸運動途徑上是否有干預(yù)，沒有單擊k.再次確定機床平安后，單擊機床控制面板上的循環(huán)啟動按鍵，此時軸會有挪動，并發(fā)出噪音。5.第1步測量完畢后，系統(tǒng)開場進展第2步測量，操作步驟同第1步，第2步測量完畢后，開場電流環(huán)測量，測量步驟與前兩步測量一樣。注意：垂直軸要防止軸下墜。電流環(huán)測量完畢后，系統(tǒng)開場計算控制器參數(shù)，單擊k.系統(tǒng)會將計算后的參數(shù)與參數(shù)原有值同時顯示出來，保存參數(shù)。系統(tǒng)會重新測量速度環(huán)特性，并顯示出速度環(huán)波特圖。一般自動優(yōu)化出來的結(jié)果并不理想，大局部情況還需要手動進展調(diào)整，速

6、度控制器比例增益kp,d1460的默認值是基于電機的型號，速度控制器的積分時間tn，d1462的默認值是10s，增益kp積分時間tn都是在調(diào)試階段選擇好驅(qū)動和電機后通過拓撲識別后自動裝載到相應(yīng)參數(shù)的，此默認值為了保證在大多數(shù)機械狀況下，驅(qū)動上電后，電機不會“嗡嗡叫但是我們優(yōu)化的目的是為了在機械允許的情況下獲得更好的機械特性曲線，因此可以根據(jù)實際情況手動調(diào)節(jié)速度控制器的增益kp1460和積分時間tn1462，參考頻率響應(yīng)反映了在一定頻率范圍內(nèi)實際速度值對設(shè)定值的跟隨性，幅頻曲線中的0db說明速度實際值與設(shè)定值具有同樣的幅值，相頻曲線中的0相位說明實際值沒有滯后，kp和tn的設(shè)定會影響幅頻和相頻曲

7、線，假如積分時間tn的值大于50s,這時積分時間是無效的，可以單獨的調(diào)整增益kp，盡量使幅頻曲線中0db線延伸到更高的頻率。另外，假如系統(tǒng)的響應(yīng)比擬慢，跟隨特性比擬差，可以利用增加前饋控制來實現(xiàn)，32620ff_de=3激活前饋控制，然后通過d32810的大小來進展調(diào)節(jié)。位置環(huán)增益32200與軸的加速度相關(guān)，位置環(huán)機床參數(shù)優(yōu)化結(jié)果直接影響到零件加工的跟隨誤差的大小，位置環(huán)增益和加速度設(shè)置過大時，會引起機床的振動，也會使機床在起停時對絲桿有強烈的沖擊，并且會有輪廓監(jiān)控的報警出現(xiàn)。6.進展圓度測試，調(diào)整各軸之間配合，使各個有插補關(guān)系的軸跟隨誤差一樣。影響圓度測試的因素:位置環(huán)增益、軸的加速度、軸的摩擦、機械反向間隙。7.翻開伺服軌跡功能跟蹤系統(tǒng)的一些重要參數(shù)，并利用跟蹤結(jié)果進展一些故障診斷或簡單的優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)機床的圓度測試合格后，優(yōu)化的過程就根本完成了，但是在詳