OmronSysmac伺服调试简洁版课件.ppt

1、1主要内容：主要内容：1、伺服控制环的介绍2、伺服参数的调试方法及原则3、伺服调试：自动调整4、伺服调试：手动调整5、伺服调试中的问题解决伺服控制环的介绍控制环的复习Servo的3个控制环控制环的复习位置控制环控制环的复习速度控制环控制环的复习转矩控制环伺服参数调试方法及原则伺服调试的方法：1、使用伺服调试软件CX-Driver进行增益参数的自整定；2、使用伺服驱动器实时自整定功能调整增益参数；3、借助于CX-Driver软件，手动调整伺服的增益参数；伺服增益参数调试原则：伺服系统各参数之间总是相互制约的，如果只有位置回路增益增加，位置回路输出的指令可能会变得不稳定，以致整个伺服系统的反应可能

2、会变得不稳定。通常可参照下列步骤对系统进行调整：a）将位置环增益即先设在较低值，然后在不产生异常响声和振动的前提下，逐渐增加速度环的增益至最大值。b）逐渐降低速度环增益值，同时加大位置环增益。在整个响应无超调、无振动的前提下，将位置环增益设至最大。c）速度环积分时间常数取决于定位时间的长短，在机械系统不振动的前提下，尽量减小此值。d）随后对位置环增益、速度环增益及积分时间常数进行微调，找到最佳值。伺服参数：自动调整一、自动调整 自动调整功能、是对连接在电机上的负载的大小、也就是惯性进行测定、并将Gain调整至适合其惯性大小的功能。自动调整功能、是测定惯性并自动调整Gain。所以自动调整功能、可

3、根据惯性的变化或是能否正确测定来区分使用。最后，确认调整结果是否理想，如果理想的话，那么自动调整就此结束；若不理想，进入手动调整过程。具体调整步骤如下：开始调整是否需要自动调整实时自动调谐设定实时自动调谐动作是否正常？写入EEPROM调整结束手动调谐动作正常？是否是否是使用CX-Driver实现伺服参数自整定：1、将CX-Driver与伺服连接，在Tuning文件下，选择“AutoTune”。使用CX-Driver实现伺服参数自整定：2、打开“AutoTune”窗口，如下：使用CX-Driver实现伺服参数自整定：3、选择调整模式，点击“Next”使用CX-Driver实现伺服参数自整定：4、

4、选择机械模型，并设定刚性。5、设定相关的参数。6、启动电机并开始自整定。注意：自整定过程可能会由于振动，导致参数无法正常整定结束。7、将参数写入到EEPROM。二、参数实时自整定 如果自整定过程因为振动导致自动调整无法正常结束，可以采用实时自整定功能调试伺服的增益参数。具体调试方法如下：1、选择调整模式（Pn002）2、通过控制器，控制电机正反转，通过修改伺服参数Pn003，设定机械刚性。在电机高速旋转的过程中，实时自整定伺服的增益参数。以下情况可能导致实时自整定无法完成：伺服参数：手动调整24频率成分频率成分 频率特性的考虑方法频率特性的考虑方法 为了能理解增益调整、如事先对频率成分频率特性

5、的相关考虑方法有所了解，会比较方便。一般的周期函数（重复的波形及动作）可以正弦波的级数（频率的不同正弦波的加法）来显示。也就是说、Servo电机的动作、是频率的不同的多个正弦波相加后的动作。25调试时重要的个增益调试时重要的个增益 Servo里可进行各种各样的增益调试。但是、主要调试的为以下4个增益：位置位置环环增益：增益：是偏差是偏差计计数器数器输输出的倍率。出的倍率。仅为仅为位置控制位置控制环环的的P控制。控制。调调整其整其P（比例）增益。（比例）增益。速度速度积积分分时间时间常数常数：速度控制速度控制环为环为PI控制。控制。调调整其整其I（积积分）增益。分）增益。速度速度环环增益：增益：

6、速度控制速度控制环为环为PI控制。控制。调调整其整其P（比例）增益。（比例）增益。转转矩指令矩指令滤滤波波时间时间常数常数：是抑制是抑制Motor转转矩矩变变化的化的滤滤波器。波器。Motor的最高响的最高响应频应频率率为为可可变变。最重要个增益对频率特性的影响最重要个增益对频率特性的影响 除位置环增益外重要的个增益、可使Servo的频率特性产生变化。各个增益对频率特性的影响如下所示。不过、因相位的特性较复杂在此忽视。增益调整的考虑方法增益调整的考虑方法 增益、应在不振动的前提下尽可能地调高。但是、也会有无论怎样振动都会发生、增益无法调高的情况出现。此时、可以通过避开振动频率，即共振频率来进行

7、调整。Servo与与负载负载的共振的共振Servo会振动、是因为Servo和负载发生共振而引起的。特别是、在负载的共振点发生振动。共振点：与吉他的弦同理、在不同的长度、材质、张力下必然会有易产生振动的频率。避开共振的避开共振的调调整整通过CX-Driver来测定速度or转矩的 波形、测得振动的周期后、就能马上得出共振的频率。所以、将这个共振频率的增益在 Servo侧设低后就能止住振动。陥波滤波器陥波滤波器 制振控制的调整制振控制的调整无论是陥波滤波器还是制振控制、虽然控制方法不同、但基本的考虑方法都是一样的。将振动频率的增益局部调低。可以达到既不振动、增益设定又非常高的效果。陥波滤波器陥波滤波

8、器 制振控制的效果制振控制的效果将共振部分的增益、设定为完全相反的负增益以此来打消。可实现增益整体较高的设定、还能提高响应性。开始调整将实时自动调整设定为无效调整（Pn002=0）默认参数，以常规动作模式、负载进行运行是否满足了定位时间等性能的要求？调整结束增大速度环增益（Pn101），直到伺服锁定时不发生猎振。减少速度环积分时间常数（Pn102），直到伺服锁定时不发生猎振。电机运行时有无猎振（振动）？增大位置环增益（Pn100），直到不发生超调。通过参数写入模式写入EEPROM。调整结束减少速度环增益（Pn101）增大速度环积分时间常数（Pn102）增大转矩指令滤波时间常数（Pn104）设定

9、第一陷波滤波器频率设定（Pn201）第二陷波滤波器频率设定（Pn204）第三陷波滤波器频率设定（Pn207）第四陷波滤波器频率设定（Pn210）中的振动频率。多次调整仍无法消除振动时或者定位延迟时：多次调整仍无法消除振动时或者定位延迟时：手动调整的具体步骤如下：手动调试过程中，要借助CX-Driver的DataTace功能，监视伺服的指令速度曲线和实际速度曲线。如下图：30调试伺服参数的目的，是伺服响应性最高，即伺服的指令速度曲线和实际速度曲线重合（前提是速度曲线不能有波动）。如下图：31仅靠调整位置环增益、速度环增益、速度环积分时间常数，不一定能将伺服的指令速度曲线和实际速度曲线重合，这个时

10、候需要加上速度前馈值。如下图：伺服调试过程中的问题解决1、定位位置偏差过大时（伺服报警24时），需要手动调整速度前馈增益参数（Pn110），如下图：存在位置偏差，最大4000个脉冲左右。存在位置偏差，最大4000个脉冲左右。2、当出现由于电子齿轮比设定过大引起的电机抖动现场时，需要手动调整位置指令滤波器（Pn222），如下图：3、多轴伺服同步的调试方法（2轴伺服为例）。前提保证X轴和Y轴伺服响应性一致。如何判断2轴伺服的响应性一致？使用CX-Driver监视伺服的速度曲线图，如果二者从零加速到最大速度时间大致相等，则表示二者响应性基本一致。3、多轴伺服同步的调试方法（2轴伺服为例）。前提保证X

11、轴和Y轴伺服响应性一致。如何调试2轴伺服的响应性一致？位置环增益设为相同的值。设备急速加速的话，会遭到最终用户不好的评价，所以将位置环增益仍保持当前值，不做变更。没有使用前馈。因为X轴的响应性较低，所以对轴响应性进行改善速度环增益：加大速度积分时间常数：减小转矩指令滤波器时间常数：减小轴响应性的改善速度环增益：加大速度积分时间常数：减小转矩指令滤波器时间常数：减小轴响应性因为机械共振的原因，无法提高至轴响应性，所以把轴响应性跟着轴响应性做修改。轴速度环增益：减小速度积分时间常数：减小转矩指令滤波器时间常数：减小4、定位完成的问题 定位完成信号、是显示Servo的个动作完成的信号。确认动作是在定

12、位完成宽度(Pn431)中所设定的定位完成精度内停止并输出。如果增益调整不足、此输出的至实际输出为止的时间就会变长。在垂直轴中有重力等外力的情况时、摩擦非常大的负载情况时、就可能会出现定位完成信号不被输出、就这样停在那里的现象。Motor速度约4ms约200ms以上增益调整不足时增益调整最佳时时间5、过载检出的问题Motor通过绝缘等级的标识、对内部最大温度做了规定。G-series的电机有以下2种种类。B种（750W以下）：最大130电机表面温度最大上升至约80左右。F种（900W以上）：最大155电机表面温度最大上升至约100左右。正常动作中检测出过载时、请把它判断为实际就是呈过载状态了。

13、如果是伺服内部故障是无法正常动作的。加长加减速时间。减低负载的大小。交换成更大容量的Servo。负载量请以监控功能的过载负载率来确认。看对于100%来说还有多少余量来做判断。6、过电压检出的问题Motor将负载提升至高处时、位置能量就会被积蓄。负载在落下时、位置能量通过Motor被返回。Motor在移动时、能量会被积蓄。在负载停止时、运动能量通过Motor被返回。再生能量（发电能量）会被积蓄在Driver的电容里。如果一直积蓄上去、电容端子间的电压就会上升、从而导至过电压。使再生处理回路工作、放出一定量以上的再生能量。7、不动作or位置偏离的问题可照以下的方法来区分并调查原因。监控功能：确认指

14、令脉冲相和指令脉冲为零当然伺服就不会动了。通过万用表来查明原因部分。控制器PRGM控制器输出回路故障控制器Servo间的接线伺服的输入回路故障接线部的电源异常Motor负载DriverControllerPulse输入回路Pulse输出回路指令的量和指令脉冲不同受电气噪音影响的可能性较大。控制器Servo间的接线上使用屏蔽电缆、并将两端的屏蔽接地。如果位置的偏离量时常为一定or一定倍率时可考虑以下2点。因电子齿轮及控制器输出倍率的设定错误而发生。在原点搜索时也会有原点偏离的情 况。原点近傍接近于电机Z相时、根 据不同的时间、可能会产生原点偏 离1圈。对原点近傍的位置做调整。8、异常的大振动的问题U相VWVW021cycle（電流）三相交流磁界方向相UServo电机如下图所示，将旋转磁场位置与转子的永久磁石的位置对准后进地输出。如果动力线有断线就无法形成正常的旋转磁场、在与转子的永久磁石间产生了偏离从而振动。Servo电机的编码器信号的中间、有显示转子的永久磁石位置的信号。如果接线不对就无法识别此 信号、在旋转磁场和永久磁 石间产生偏离从而振动。最后我们会通过全新Sysmac家族机器自动化控制器、继续提供更高层的机器控制解决方案。43