富士伺服驅動器8個重要設置參數及故障排查技巧!
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在自動(dong)化設(she)(she)備中,經常(chang)用到伺服(fu)電(dian)機(ji),特別(bie)是位置控制(zhi),大部分品牌的伺服(fu)電(dian)機(ji)都有位置控制(zhi)功能,通過控制(zhi)器發出(chu)脈沖(chong)來(lai)控制(zhi)伺服(fu)電(dian)機(ji)運行,脈沖(chong)數對應轉(zhuan)的角(jiao)度,脈沖(chong)頻率(lv)對應速度(與電(dian)子(zi)齒輪設(she)(she)定有關),當一個新的系統(tong),參數不(bu)能工作時(shi),首先設(she)(she)定位置增益,確保(bao)電(dian)機(ji)無噪音情況下,盡量設(she)(she)大些,轉(zhuan)動(dong)慣(guan)量比也(ye)非常(chang)重(zhong)要(yao),可通過自學習設(she)(she)定的數來(lai)參考。
然后(hou)設定速度增益和速度積分時(shi)間(jian),確(que)保在低(di)速運行時(shi)連續(xu),位置精度受控即可。
(1) 位置比例(li)增益
設定位置環調節器的比例增益。設置值越大,增益越高,剛度越大,相同頻率指令脈沖條件下,位置滯后量越小。但數值太大可能會引起振蕩或超調。參數數值由具體的伺(si)服系統型號和(he)負載(zai)情(qing)況(kuang)確定。
(2) 位(wei)置前饋增益
設定位(wei)置環(huan)的(de)前饋增益。設定值越大時(shi),表示在任何頻率(lv)的(de)指令脈沖下,位(wei)置滯后量(liang)越小位(wei)置環(huan)的(de)前饋增益大,控制系統的(de)高(gao)速響應(ying)特(te)(te)性提高(gao),但(dan)會(hui)使系統的(de)位(wei)置不穩定,容易(yi)產生(sheng)振(zhen)蕩。不需要(yao)很高(gao)的(de)響應(ying)特(te)(te)性時(shi),本(ben)參數通(tong)常設為0表示范圍:0~100%
(3) 速(su)度比例增益(yi)
設(she)定(ding)速度調節器的(de)比(bi)例增益。設(she)置值(zhi)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da),增益越(yue)(yue)(yue)高,剛度越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)。參數(shu)數(shu)值(zhi)根(gen)據具體(ti)的(de)伺服驅動系統型(xing)號和(he)負載(zai)值(zhi)情況(kuang)確定(ding)。一般情況(kuang)下,負載(zai)慣量(liang)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da),設(she)定(ding)值(zhi)越(yue)(yue)(yue)大(da)(da)。在系統不產(chan)生振蕩的(de)條件下,盡量(liang)設(she)定(ding)較大(da)(da)的(de)值(zhi)。
(4) 速度積分時(shi)間常數
設定(ding)速度調節器的(de)(de)積分(fen)時間常數。設置值越小(xiao),積分(fen)速度越快。參數數值根據(ju)具體(ti)的(de)(de)伺服驅動系統型號和(he)負載情(qing)況(kuang)確定(ding)。一般情(qing)況(kuang)下(xia)(xia),負載慣量(liang)(liang)越大(da)(da),設定(ding)值越大(da)(da)。在(zai)系統不產生振蕩(dang)的(de)(de)條件下(xia)(xia),盡量(liang)(liang)設定(ding)較(jiao)小(xiao)的(de)(de)值。
(5) 速度反饋濾波(bo)因(yin)子(zi)
設定速(su)度反饋低通濾(lv)波(bo)器特性。數值(zhi)越大,截止(zhi)頻率越低,電機(ji)產生(sheng)的(de)噪音越小。如果負(fu)載慣量很大,可(ke)以適(shi)(shi)當(dang)減小設定值(zhi)。數值(zhi)太大,造成響(xiang)應變慢,可(ke)能會引(yin)起振蕩。數值(zhi)越小,截止(zhi)頻率越高,速(su)度反饋響(xiang)應越快。如果需要較高的(de)速(su)度響(xiang)應,可(ke)以適(shi)(shi)當(dang)減小設定值(zhi)。
(6) 最大輸出轉矩設置
設置伺服驅動器的(de)內部轉(zhuan)矩(ju)限制(zhi)(zhi)值。設置值是額(e)定轉(zhuan)矩(ju)的(de)百分比,任何時候,這個(ge)限制(zhi)(zhi)都(dou)有效(xiao)定位(wei)完成(cheng)(cheng)范(fan)圍設定位(wei)置控制(zhi)(zhi)方式下定位(wei)完成(cheng)(cheng)脈沖(chong)范(fan)圍。本參(can)數提供了(le)位(wei)置控制(zhi)(zhi)方式下驅動器判斷(duan)是否(fou)完成(cheng)(cheng)定位(wei)的(de)依(yi)據(ju),當位(wei)置偏差計數器內的(de)剩余(yu)脈沖(chong)數小于或等于本參(can)數設定值時,驅動器認(ren)為定位(wei)已(yi)完成(cheng)(cheng),到位(wei)開關信號為 ON,否(fou)則為OFF。
在(zai)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)控制(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)時,輸出(chu)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)定位(wei)(wei)完成信(xin)號,加(jia)減速(su)(su)時間(jian)(jian)常數(shu)(shu)設置(zhi)(zhi)值(zhi)是表(biao)示電機從(cong)0~2000r/min的(de)加(jia)速(su)(su)時間(jian)(jian)或從(cong)2000~0r/min的(de)減速(su)(su)時間(jian)(jian)。加(jia)減速(su)(su)特性是線性的(de)到(dao)達(da)速(su)(su)度范圍設置(zhi)(zhi)到(dao)達(da)速(su)(su)度在(zai)非位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)控制(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)下(xia),如果伺服電機速(su)(su)度超(chao)過本設定值(zhi),則(ze)速(su)(su)度到(dao)達(da)開關信(xin)號為(wei)ON,否則(ze)為(wei) OFF。在(zai)位(wei)(wei)置(zhi)(zhi)控制(zhi)(zhi)方(fang)式(shi)下(xia),不用此參數(shu)(shu)。與旋轉方(fang)向無關。
(7) 手動調(diao)整增(zeng)益參數
調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)速(su)(su)度(du)(du)比例增益KVP值。當伺(si)服系統安裝完后(hou),必(bi)(bi)須調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)參數,使(shi)系統穩(wen)定旋(xuan)轉。首(shou)先調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)速(su)(su)度(du)(du)比例增益KVP值.調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)之(zhi)前(qian)必(bi)(bi)須把積分增益KVI及微分增益KVD調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)至零,然(ran)后(hou)將(jiang)KVP值漸漸加(jia)大;同時(shi)觀(guan)察伺(si)服電(dian)機停止時(shi)足否(fou)產(chan)(chan)生(sheng)振(zhen)(zhen)蕩,并(bing)且以(yi)手動方(fang)式調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)KVP參數,觀(guan)察旋(xuan)轉速(su)(su)度(du)(du)是(shi)否(fou)明顯(xian)忽(hu)快忽(hu)慢(man).KVP值加(jia)大到產(chan)(chan)生(sheng)以(yi)上現象(xiang)時(shi),必(bi)(bi)須將(jiang)KVP值往(wang)回調(diao)(diao)小(xiao),使(shi)振(zhen)(zhen)蕩消除、旋(xuan)轉速(su)(su)度(du)(du)穩(wen)定。此時(shi)的KVP值即初步確定的參數值。如有必(bi)(bi)要(yao),經KⅥ和KVD調(diao)(diao)整(zheng)(zheng)后(hou),可再作反復修正以(yi)達到理想值。
調整積(ji)分(fen)增益KⅥ值(zhi)。將積(ji)分(fen)增益KVI值(zhi)漸漸加(jia)大,使積(ji)分(fen)效應漸漸產生。由(you)前(qian)述對(dui)積(ji)分(fen)控(kong)制(zhi)的介紹可看出,KVP值(zhi)配合積(ji)分(fen)效應增加(jia)到臨(lin)界值(zhi)后將產生振蕩而不(bu)穩定,如同KVP值(zhi)一樣,將KVI值(zhi)往回調小,使振蕩消除、旋轉速度穩定。此時(shi)的KVI值(zhi)即初步確定的參數值(zhi)。
調整微分增益(yi)KVD值。微分增益(yi)主要目的是使速度旋轉平(ping)穩,降低(di)超調量。因此,將KVD值漸漸加(jia)大可(ke)改善速度穩定性(xing)。
調(diao)(diao)整位置比(bi)例增益KPP值。如果(guo)KPP值調(diao)(diao)整過大,伺服電機(ji)定位時(shi)將發生電機(ji)定位超(chao)調(diao)(diao)量(liang)過大,造成不穩(wen)定現(xian)象(xiang)。此時(shi),必(bi)須調(diao)(diao)小KPP值,降低超(chao)調(diao)(diao)量(liang)及(ji)避開不穩(wen)定區;但也不能(neng)調(diao)(diao)整太小,使定位效率(lv)降低。因此,調(diao)(diao)整時(shi)應小心配(pei)合。
(8) 自動調整增益(yi)參數
現(xian)代伺服驅動(dong)(dong)(dong)器均已微計算機化,大(da)部分提供(gong)自動(dong)(dong)(dong)增(zeng)益調(diao)(diao)整(zheng)( autotuning)的功能,可應付(fu)多(duo)數(shu)(shu)負載狀況(kuang)。在參數(shu)(shu)調(diao)(diao)整(zheng)時,可先使用(yong)自動(dong)(dong)(dong)參數(shu)(shu)調(diao)(diao)整(zheng)功能,必要時再手動(dong)(dong)(dong)調(diao)(diao)整(zheng)。
事實上(shang),自(zi)動(dong)增益調整也有選項設(she)置,一般將控制響(xiang)應(ying)分為幾個(ge)等(deng)級,如高響(xiang)應(ying)、中響(xiang)應(ying)、低響(xiang)應(ying),用戶可依(yi)據(ju)實際需(xu)求進行(xing)設(she)置。
下面,華科星小編再為大家來分享幾種常見伺服系統的故障與處理方法,值得借鑒一下。
1、LED燈是綠的,但是電機不(bu)動
(1) 故(gu)障(zhang)原因:一個或多個方向的電機禁止動作。
處理方法(fa):檢查(cha)+INHIBIT 和 –INHIBIT 端口。
(2) 故障原因:命(ming)令信(xin)號不是對驅動器(qi)信(xin)號地(di)的。
處理方(fang)法:將命令(ling)信號地(di)(di)和驅動器信號地(di)(di)相(xiang)連。
2、上電后(hou),驅動器的(de)LED燈不亮
故障(zhang)原因:供電電壓太(tai)低,小于最小電壓值要求。
處理方法:檢查并提高供電(dian)電(dian)壓。
(1) 故障原(yuan)因(yin):HALL相位錯誤。
處理(li)方法:檢查電機相位設定開關是否正確。
(2) 故(gu)障原因:HALL傳感(gan)器故(gu)障。
處理方法:當(dang)電(dian)機轉動時檢測Hall A, Hall B, Hall C的(de)電(dian)壓(ya)。電(dian)壓(ya)值應該在5VDC和0之間(jian)。
4、LED燈(deng)始終保(bao)持紅色
故障(zhang)原因:存在故障(zhang)。
處(chu)理方法:原因(yin): 過壓、欠(qian)壓、短路、過熱、驅動器(qi)禁(jin)止、HALL無(wu)效。
5、電機失(shi)速(su)
(1) 故障原因(yin):速度反饋的(de)極性搞錯。
處理方法:
a.如果可能(neng),將(jiang)位置反饋極(ji)性(xing)開關打(da)到另(ling)一(yi)位置。(某些驅(qu)動(dong)器(qi)上(shang)可以)
b.如使(shi)用(yong)測速機,將驅動器(qi)上的TACH +和TACH -對調(diao)接(jie)入(ru)。
c.如(ru)使(shi)用(yong)編碼器(qi),將驅動(dong)器(qi)上的ENC A和ENC B對調(diao)接入。
d.如在HALL速度模式下,將驅動器(qi)上的HALL-1和(he)HALL-3對調(diao),再將Motor-A和(he)Motor-B對調(diao)接好。
(2) 故障原因:編碼器速(su)度反饋時,編碼器電源失電。
處理方法:檢查(cha)連(lian)接5V編碼器(qi)電源(yuan)。確保(bao)該(gai)電源(yuan)能提供足(zu)夠的電流。如(ru)使(shi)用外部(bu)電源(yuan),確保(bao)該(gai)電壓是對驅動器(qi)信號地的。
6、電機在一個(ge)方(fang)向上比另一個(ge)方(fang)向跑(pao)得快
(1)故障原(yuan)因:無刷電機的相位(wei)搞錯。
處(chu)理方法(fa):檢測或查(cha)出(chu)正確的相位。
(2)故障原因:在不(bu)用(yong)于測(ce)試時,測(ce)試/偏差(cha)開(kai)關打在測(ce)試位置。
處理方法(fa):將(jiang)測試/偏差(cha)(cha)開關打在偏差(cha)(cha)位置。
(3)故障原因:偏(pian)差電位器位置不(bu)正確。
處理方法:重新設定。
7、伺服(fu)電(dian)機高速旋轉時(shi)出現電(dian)機偏差計數器溢出錯(cuo)誤,如何(he)處(chu)理?
(1)故(gu)障原因:高速旋(xuan)轉時發生電(dian)機偏(pian)差計數器(qi)溢出(chu)錯誤;
處(chu)理方法(fa):檢查(cha)電機動(dong)力電纜和編碼器電纜的配(pei)線是(shi)否正確,電纜是(shi)否有破損。
(2)故障原因:輸入較長(chang)指(zhi)令脈沖時發(fa)生(sheng)電機偏差計數器溢出錯誤;
處理(li)方法:a.增(zeng)益設置太大,重新手(shou)動調(diao)整(zheng)增(zeng)益或使用自動調(diao)整(zheng)增(zeng)益功能;
b.延長(chang)加減速時間;
c.負載(zai)過重,需要重新選定更(geng)大容量的電機(ji)或減(jian)輕負載(zai),加(jia)裝減(jian)速(su)機(ji)等傳(chuan)動機(ji)構提(ti)高負荷能力。
(3)故障原因:運行過程中發生電(dian)機偏(pian)差(cha)計數器溢出錯(cuo)誤。
處理方法:a.增大偏差(cha)計數器溢出水平設定值(zhi);
b.減慢旋轉速(su)度;
c.延長加減速時間(jian);
d.負載過重,需(xu)要(yao)重新選定更大容量的電機或減輕負載,加(jia)裝減速(su)機等傳動機構提高負載能力(li)。
① 監視(shi)控制器(qi)的脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)輸(shu)(shu)出當前值(zhi)以及(ji)脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)輸(shu)(shu)出燈是否閃(shan)爍,確認指令脈(mo)沖(chong)(chong)(chong)已(yi)經執行并已(yi)經正常輸(shu)(shu)出脈(mo)沖(chong)(chong)(chong);
② 檢查控(kong)制器到驅動(dong)器的控(kong)制電纜,動(dong)力(li)電纜,編(bian)碼(ma)器電纜是否配線錯誤,破(po)損或者接(jie)觸不良(liang);
③ 檢查帶制動(dong)器的伺服電(dian)機其制動(dong)器是否已經打(da)開;
④ 監視伺服(fu)驅動器(qi)的面板確認脈沖指令(ling)是否輸入;
⑤ Run運行(xing)指(zhi)令正(zheng)常;
⑥ 控制(zhi)模(mo)式務必選擇位置控制(zhi)模(mo)式;
⑦ 伺(si)服驅(qu)動器設(she)(she)置的輸入(ru)脈沖類型和指令脈沖的設(she)(she)置是否(fou)一致;
⑧ 確保(bao)正(zheng)轉(zhuan)側(ce)驅(qu)動禁(jin)止,反轉(zhuan)側(ce)驅(qu)動禁(jin)止信號(hao)以及偏差計數器復位信號(hao)沒有被輸入,脫(tuo)開負載(zai)并且空載(zai)運(yun)行(xing)正(zheng)常(chang),檢查機械系(xi)統(tong)。
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