《伺服與運(yùn)動(dòng)控制》2019年第6次。

【問題1】三洋伺服驅(qū)動(dòng)器出現(xiàn)AL41、RL41故障，該如何處理？

【解答】

這個(gè)是過載故障。說明三洋伺服驅(qū)動(dòng)器控制板或電源模塊有問題、伺服電機(jī)編碼器電路故障、驅(qū)動(dòng)器與電機(jī)不匹配、伺服電機(jī)抱閘沒有松開、驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)UVW相接線不正確、驅(qū)動(dòng)器和電機(jī)UVW相接線中一相或全部斷開等。請(qǐng)檢查上述的每一個(gè)現(xiàn)象后逐一排除。

【問題2】三洋伺服電機(jī)出現(xiàn)失速現(xiàn)象，該如何處理？

【解答】

（1）故障原因：速度反饋的極性搞錯(cuò)。

處理方法：

a.如果可能，將位置反饋極性開關(guān)打到另一位置。

b.如使用測速機(jī)，將驅(qū)動(dòng)器上的TACH+和TACH-對(duì)調(diào)接入。

c.如使用編碼器，將驅(qū)動(dòng)器上的ENCA和ENCB對(duì)調(diào)接入。

d.如在HALL速度模式下，將驅(qū)動(dòng)器上的HALL-1和HALL-3對(duì)調(diào)，再將Motor-A和Motor-B對(duì)調(diào)接好。

（2）故障原因：編碼器速度反饋時(shí)，編碼器電源失電。

處理方法：檢查連接5V編碼器電源。確保該電源能提供足夠的電流。如使用外部電源，確保該電壓是對(duì)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)地的。

【問題3】三洋電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的LED燈是綠的，但是電機(jī)不動(dòng)？

【解答】

（1）故障原因：一個(gè)或多個(gè)方向的電機(jī)禁止動(dòng)作。

處理方法：檢查+INHIBIT和–INHIBIT端口。

（2）故障原因：命令信號(hào)不是對(duì)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)地的。

處理方法：將命令信號(hào)地和驅(qū)動(dòng)器信號(hào)地相連。

【問題4】國產(chǎn)伺服驅(qū)動(dòng)器SD100在調(diào)試參數(shù)中有什么技巧？

【解答】

SD100為用戶提供了豐富的用戶參數(shù)0～59個(gè)，報(bào)警參數(shù)1～32個(gè)，監(jiān)視方式（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，位置偏差等）22個(gè)。用戶可以根據(jù)不同的現(xiàn)場情況調(diào)整參數(shù)，以達(dá)到最佳控制效果。幾種常用的參數(shù)的含義是：

（1）“0”號(hào)為密碼參數(shù)，出廠值315，用戶改變型號(hào)必須將此密碼改為385。

（2）“1”號(hào)為型號(hào)代碼，對(duì)應(yīng)同系列不同功率級(jí)別的驅(qū)動(dòng)器和電動(dòng)機(jī)。

（3）“4”號(hào)為控制方式選擇，改變此參數(shù)可設(shè)置驅(qū)動(dòng)器的控制方式。其中，“0”為位置控制方式；“1”為速度控制方式；“2”為試運(yùn)行控制方式；“3”為JOG控制方式；“4”為編碼器調(diào)零方式；“5”為開環(huán)控制方式（用戶測試電壓及編碼器）；“6”為轉(zhuǎn)矩控制方式。

（4）“5”號(hào)為速度比例增益，出廠值為150。此設(shè)置值越大，增益越高，剛度越高。參數(shù)設(shè)置根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)型號(hào)和負(fù)載情況設(shè)定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。在系統(tǒng)不產(chǎn)生振蕩情況下，應(yīng)盡量設(shè)定較大些。

（5）“6”號(hào)為速度積分時(shí)間常數(shù)，出廠值為20。此設(shè)定值越小，積分速度越快，太小輕易產(chǎn)生超調(diào)，太大使響應(yīng)變慢。參數(shù)設(shè)置根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)型號(hào)和負(fù)載確定。一般情況下，負(fù)載慣量越大，設(shè)定值越大。

（6）“40”、“4l”號(hào)為加減速時(shí)間常數(shù)，出廠設(shè)定為0。此設(shè)定值表示電動(dòng)機(jī)以0～100r/min轉(zhuǎn)速所需的加速時(shí)間或減速時(shí)間。加減速特性呈線性。

（7）“9”號(hào)為位置比例增益，出廠沒定為40。此設(shè)置值越大，增益越高，剛度越高，相同頻率指令脈沖條件下，位置滯后量越小。但數(shù)值太大可能會(huì)引起振蕩或超調(diào)。參數(shù)數(shù)值根據(jù)具體的伺服驅(qū)動(dòng)型號(hào)和負(fù)載情況而定。

【問題5】伺服電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)竄動(dòng)，是什么原因引起的？

【解答】

在數(shù)控進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)伺服電動(dòng)機(jī)竄動(dòng)現(xiàn)象，有以下幾種情況：

（1）測速信號(hào)不穩(wěn)定，如編碼器有裂紋；

（2）接線端子接觸不良，如螺釘松動(dòng)等；

（3）當(dāng)竄動(dòng)發(fā)生在由正方向運(yùn)動(dòng)與反方向運(yùn)動(dòng)的換向瞬間時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的反向問隙或伺服驅(qū)動(dòng)增益過大所致。

【問題6】伺服電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)轉(zhuǎn)矩降低是什么原因引起的？

【解答】

伺服電動(dòng)機(jī)從額定堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩到高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩會(huì)忽然降低，這時(shí)因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)繞組的散熱損壞和機(jī)械部分發(fā)熱引起的。高速時(shí)，電動(dòng)機(jī)溫升變大，因此，正確使用伺服電動(dòng)機(jī)前一定要對(duì)電動(dòng)機(jī)的負(fù)載進(jìn)行驗(yàn)算。

【問題7】伺服電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)爬行是什么原因引起的？

【解答】

大多發(fā)生在起動(dòng)加速段或低速進(jìn)給時(shí)，一般是由于進(jìn)給傳動(dòng)鏈的潤滑狀態(tài)不良，伺服系統(tǒng)增益低及外加負(fù)載過大等因素所致。尤其要注重的是，伺服電動(dòng)機(jī)和滾珠絲杠聯(lián)接用的聯(lián)軸器，由于連接松動(dòng)或聯(lián)軸器本身的缺陷，如裂紋等，造成滾珠絲杠與伺服電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)不同步，從而使進(jìn)給運(yùn)動(dòng)忽快忽慢。

【問題8】伺服電動(dòng)機(jī)出現(xiàn)位置誤差是什么原因引起的？

【解答】

當(dāng)伺服軸運(yùn)動(dòng)超過位置允差范圍時(shí)（可以由相關(guān)參數(shù)進(jìn)行出廠標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，即位置超差檢測范圍），伺服驅(qū)動(dòng)器就會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的位置超差報(bào)警。

主要原因有：系統(tǒng)設(shè)定的允差范圍??；伺服系統(tǒng)增益設(shè)置不當(dāng)；位置檢測裝置有污染；進(jìn)給傳動(dòng)鏈累計(jì)誤差過大等。

【問題9】運(yùn)動(dòng)控制器以模擬量信號(hào)控制伺服電機(jī)時(shí)調(diào)試步驟是怎么樣的？

【解答】

1、初始化參數(shù)

在接線之前，先初始化參數(shù)。

（1）在控制器上：選好控制方式；將PID參數(shù)清零；讓控制器上電時(shí)默認(rèn)使能信號(hào)關(guān)閉；將此狀態(tài)保存，確?？刂破髟俅紊想姇r(shí)即為此狀態(tài)。

（2）在伺服驅(qū)動(dòng)器上：設(shè)置控制方式；設(shè)置使能由外部控制；編碼器信號(hào)輸出的齒輪比；設(shè)置控制信號(hào)與電機(jī)轉(zhuǎn)速的比例關(guān)系。

一般來說，建議使伺服工作中的最大設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)9V的控制電壓。比如松下MINASA4系列伺服驅(qū)動(dòng)器的速度指令增益參數(shù)Pr50用來設(shè)置1V指令電壓對(duì)應(yīng)的電機(jī)轉(zhuǎn)速（出廠值為500），如果只準(zhǔn)備讓電機(jī)在1000轉(zhuǎn)以下工作，那么，將這個(gè)參數(shù)設(shè)置為111。

2、接線

將控制器斷電，連接控制器與伺服之間的信號(hào)線。以下的連線是必須的：控制器的模擬量輸出線、使能信號(hào)線、伺服輸出的編碼器信號(hào)線。復(fù)查接線沒有錯(cuò)誤后，將電機(jī)和控制器上電。此時(shí)電機(jī)應(yīng)該不動(dòng)，而且可以用外力輕松轉(zhuǎn)動(dòng)，如果不是這樣，檢查使能信號(hào)的設(shè)置與接線。用外力轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，檢查控制器是否可以正確檢測到電機(jī)位置的變化，否則檢查編碼器信號(hào)的接線和設(shè)置。

3、試方向

對(duì)于一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)，如果反饋信號(hào)的方向不正確，后果肯定是災(zāi)難性的。通過控制器打開伺服的使能信號(hào)。此時(shí)伺服電機(jī)應(yīng)該以一個(gè)較低的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，這就是所謂的“零漂”。一般控制器上都會(huì)有抑制零漂的指令或參數(shù)。使用這個(gè)指令或參數(shù)，看電機(jī)的轉(zhuǎn)速和方向是否可以通過這個(gè)指令（參數(shù)）控制。如果不能控制，檢查模擬量接線及控制方式的參數(shù)設(shè)置。確認(rèn)給出正數(shù)，電機(jī)正轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)增加；給出負(fù)數(shù)，電機(jī)反轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)，編碼器計(jì)數(shù)減小。如果電機(jī)帶有負(fù)載，行程有限，不要采用這種方式。測試不要給過大的電壓，建議在1V以下。如果方向不一致，可以修改控制器或電機(jī)上的參數(shù)，使其一致。

4、抑制零漂

在閉環(huán)控制過程中，零漂的存在會(huì)對(duì)控制效果有一定的影響，最好將其抑制住。使用控制器或伺服上抑制零飄的參數(shù)，仔細(xì)調(diào)整，使電機(jī)的轉(zhuǎn)速趨近于零。由于零漂本身也有一定的隨機(jī)性，所以，不必要求電機(jī)轉(zhuǎn)速絕對(duì)為零。

5、建立閉環(huán)控制

再次通過控制器將伺服使能信號(hào)放開，在控制器上輸入一個(gè)較小的比例增益，至于多大算較小，這只能憑感覺了，如果實(shí)在不放心，就輸入控制器能允許的最小值。將控制器和伺服的使能信號(hào)打開。這時(shí)，電機(jī)應(yīng)該已經(jīng)能夠按照運(yùn)動(dòng)指令大致做出動(dòng)作了。

6、調(diào)整閉環(huán)參數(shù)

細(xì)調(diào)控制參數(shù)，確保電機(jī)按照控制器的指令運(yùn)動(dòng)，這是必須要做的工作，而這部分工作，更多的是經(jīng)驗(yàn)。

【問題10】三菱DSZR指令該如何使用？

【解答】

DSZR，執(zhí)行原點(diǎn)回歸，使機(jī)械位置與可編程控制器內(nèi)的當(dāng)前值寄存器一致的指令。如圖1所示，通過驅(qū)動(dòng)DSZR指令，開始機(jī)械原點(diǎn)回歸，以指定的原點(diǎn)回歸速度動(dòng)作。如果DOG的傳感器為ON，則減速為爬行速度。有零點(diǎn)信號(hào)輸入時(shí)停止，完成原點(diǎn)回歸。

圖1DSZR動(dòng)作示意

DSZR指令格式為：

其中操作數(shù)如表1所示，（S2.）需要指定X000～X007；（D1.）為基本單元的晶體管輸出的Y000、Y001、Y002或是高速輸出特殊適配器的Y000、Y001、Y002、Y003；（D2.）使用FX3U可編程控制器的脈沖輸出對(duì)象地址中高速輸出特殊適配器時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)請(qǐng)使用表2中的輸出，使用FX3U可編程控制器的脈沖輸出對(duì)象地址中內(nèi)置的晶體管輸出時(shí)，旋轉(zhuǎn)方向信號(hào)請(qǐng)使用晶體管輸出。

表1DSZR操作數(shù)說明

表2高速輸出特殊適配器