西門(mén)子802DSL系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化在臥車(chē)上的應(yīng)用

1、西門(mén)子802D_SL系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化在臥車(chē)上的應(yīng)用摘要：闡述sieens802dsl數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化原理、步驟、作用及在臥車(chē)中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：sieens802dsl數(shù)控系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化增益為保證我廠研制的數(shù)控重型臥車(chē)的各個(gè)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(jī)械剛性等都不變的情況下，加工出來(lái)的刀紋更明晰，工件外表更加光滑。我廠在使用西門(mén)子802d_sl數(shù)控系統(tǒng)時(shí)進(jìn)展了驅(qū)動(dòng)優(yōu)化，盡可能進(jìn)步系統(tǒng)的動(dòng)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(guò)系統(tǒng)時(shí)域及頻域特性的分析，選擇相應(yīng)的控制方式和參數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。對(duì)于整個(gè)控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，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(duì)相應(yīng)環(huán)路進(jìn)展控制。用來(lái)進(jìn)展控制器調(diào)試的工具有兩種，一為startup-tl，另一個(gè)為starter。前者屬于數(shù)控系統(tǒng)調(diào)試的軟件，特點(diǎn)是它可以對(duì)n參數(shù)和驅(qū)動(dòng)器參數(shù)進(jìn)展修改，可以用它來(lái)優(yōu)化位置環(huán)，速度環(huán)，電流環(huán)。后者屬于驅(qū)動(dòng)調(diào)試工具，其不能修改n參數(shù)和進(jìn)展位置環(huán)優(yōu)化，但在驅(qū)動(dòng)調(diào)試上比startup-tl更專(zhuān)業(yè)。建議對(duì)于一般要求的控制器優(yōu)化采用startup-tl，可以參考其自動(dòng)優(yōu)化功能對(duì)速度環(huán)進(jìn)展優(yōu)化，再進(jìn)展位置環(huán)優(yōu)化和圓度測(cè)試。驅(qū)動(dòng)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(lái)說(shuō)位置環(huán)是一個(gè)簡(jiǎn)單的比例調(diào)節(jié)器，因此調(diào)節(jié)起來(lái)比擬簡(jiǎn)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(dòng)的核心局部，因此速度環(huán)又是驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的調(diào)整重點(diǎn)。驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的關(guān)鍵是進(jìn)步速度環(huán)的動(dòng)態(tài)特性，而進(jìn)步動(dòng)態(tài)特性的關(guān)鍵又在于進(jìn)步速度環(huán)比例環(huán)節(jié)的增益，降低積分環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)。驅(qū)動(dòng)軸正常工作時(shí)，根據(jù)電機(jī)的速度可以推算出輸出到電機(jī)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(guò)程中，輸出到電機(jī)的電源頻率會(huì)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(shí)，這個(gè)頻率稱(chēng)為拐點(diǎn)頻率。這個(gè)頻率越高，驅(qū)動(dòng)的動(dòng)態(tài)特性越好，反之越低。驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的過(guò)程就是盡量讓拐點(diǎn)頻率進(jìn)步，讓幅值比的線更接近于0db。增加速度環(huán)的增益會(huì)使波特圖線往上翹。這

4、時(shí)假如能采取相應(yīng)的方法把尖峰去掉，就能到達(dá)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(guò)添加相應(yīng)的電子濾波器的方法來(lái)把尖峰去掉。使用startup-tl軟件進(jìn)展驅(qū)動(dòng)優(yōu)化只介紹自動(dòng)優(yōu)化：1.啟動(dòng)接口設(shè)定軟件nnnetizard,設(shè)定與系統(tǒng)通訊參數(shù)。2.將機(jī)床執(zhí)行返回參考點(diǎn)操作，然后將軸挪動(dòng)到床身中間位置，在電腦上啟動(dòng)startup-tl進(jìn)展自動(dòng)優(yōu)化。3.選擇ptiiz/test,通過(guò)垂直軟件axis+和axis-選擇要進(jìn)展優(yōu)化的軸，單擊aut.trlsetting進(jìn)入自動(dòng)優(yōu)化畫(huà)面。4.將驅(qū)動(dòng)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(kāi)場(chǎng)自動(dòng)優(yōu)化的第一步測(cè)量，會(huì)彈出starteanialsysteeasureentpart1對(duì)話框，檢查軸運(yùn)動(dòng)途徑上是否有干預(yù)，沒(méi)有單擊k.再次確定機(jī)床平安后，單擊機(jī)床控制面板上的循環(huán)啟動(dòng)按鍵，此時(shí)軸會(huì)有挪動(dòng)，并發(fā)出噪音。5.第1步測(cè)量完畢后，系統(tǒng)開(kāi)場(chǎng)進(jìn)展第2步測(cè)量，操作步驟同第1步，第2步測(cè)量完畢后，開(kāi)場(chǎng)電流環(huán)測(cè)量，測(cè)量步驟與前兩步測(cè)量一樣。注意：垂直軸要防止軸下墜。電流環(huán)測(cè)量完畢后，系統(tǒng)開(kāi)場(chǎng)計(jì)算控制器參數(shù)，單擊k.系統(tǒng)會(huì)將計(jì)算后的參數(shù)與參數(shù)原有值同時(shí)顯示出來(lái)，保存參數(shù)。系統(tǒng)會(huì)重新測(cè)量速度環(huán)特性，并顯示出速度環(huán)波特圖。一般自動(dòng)優(yōu)化出來(lái)的結(jié)果并不理想，大局部情況還需要手動(dòng)進(jìn)展調(diào)整，速

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

7、線，假如積分時(shí)間tn的值大于50s,這時(shí)積分時(shí)間是無(wú)效的，可以單獨(dú)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(lái)實(shí)現(xiàn)，32620ff_de=3激活前饋控制，然后通過(guò)d32810的大小來(lái)進(jìn)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(jī)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(guò)大時(shí)，會(huì)引起機(jī)床的振動(dòng)，也會(huì)使機(jī)床在起停時(shí)對(duì)絲桿有強(qiáng)烈的沖擊，并且會(huì)有輪廓監(jiān)控的報(bào)警出現(xiàn)。6.進(jìn)展圓度測(cè)試，調(diào)整各軸之間配合，使各個(gè)有插補(bǔ)關(guān)系的軸跟隨誤差一樣。影響圓度測(cè)試的因素:位置環(huán)增益、軸的加速度、軸的摩擦、機(jī)械反向間隙。7.翻開(kāi)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(jìn)展一些故障診斷或簡(jiǎn)單的優(yōu)化調(diào)整。當(dāng)機(jī)床的圓度測(cè)試合格后，優(yōu)化的過(guò)程就根本完成了，但是在詳