臺(tái)達(dá)伺服維修調(diào)試指南
臺(tái)達(dá)伺服維修調(diào)試指南如下:
1、何謂伺服的低頻擺振?當(dāng)發(fā)生低頻擺振時(shí)如何處理?
若系統(tǒng)剛性不足,在定位命令結(jié)束后,即使馬達(dá)本身已經(jīng)接近靜止,機(jī)械傳動(dòng)端仍會(huì)出現(xiàn)持續(xù)擺動(dòng)。低頻抑振功能可以用來(lái)減緩機(jī)械傳動(dòng)端擺動(dòng)的現(xiàn)象。低頻抑振的范圍為1.0 ~ 100.0Hz。本功能提供手動(dòng)設(shè)定與自動(dòng)設(shè)定,但目前只有ASDA-A2系列機(jī)種支持此功能。
2、低頻抑振方式分為自動(dòng)及手動(dòng)方式:
(1) 自動(dòng)設(shè)定
若用戶(hù)難以直接知道頻率的發(fā)生點(diǎn),可以開(kāi)啟自動(dòng)低頻抑振功能。此功能會(huì)自動(dòng)尋找低頻擺動(dòng)的頻率。若P1-29設(shè)定為1時(shí),系統(tǒng)會(huì)先自動(dòng)關(guān)閉低頻抑振濾波功能,并開(kāi)始自動(dòng)尋找低頻的擺動(dòng)頻率。當(dāng)自動(dòng)偵測(cè)到的頻率維持固定后,P1-29會(huì)自動(dòng)設(shè)回0,并會(huì)將第一擺動(dòng)頻率設(shè)定在P1-25且P1-26設(shè)為1。第二擺動(dòng)頻率設(shè)定在P1-27且將P1-28設(shè)為1。當(dāng)P1-29自動(dòng)設(shè)回零后,低頻擺動(dòng)依然存在,請(qǐng)檢查低頻抑振P1-26或P1-28是否已被自動(dòng)開(kāi)啟。若P1-26與P1-28皆為零,代表沒(méi)有偵測(cè)到任何頻率,此時(shí)請(qǐng)減少低頻擺動(dòng)檢測(cè)準(zhǔn)位P1-30,并設(shè)定P1-29 = 1,重新尋找低頻的擺動(dòng)頻率。
(2) 手動(dòng)設(shè)定
低頻抑振有兩組低頻抑振濾波器,第一組為參數(shù)P1-25 ~ P1-26,第二組為參數(shù)P1-27 ~ P1-28??梢岳眠@兩組濾波器來(lái)減緩兩個(gè)不同頻率的低頻擺動(dòng)。參數(shù)P1-25與P1-27用來(lái)設(shè)定低頻擺動(dòng)所發(fā)生的頻率,低頻抑振功能唯有在低頻抑振頻率參數(shù)設(shè)定與真實(shí)的擺動(dòng)頻率接近時(shí),才會(huì)抑制低頻的機(jī)械傳動(dòng)端的擺動(dòng)。參數(shù)P1-26與P1-28用來(lái)設(shè)定經(jīng)濾波處理后的響應(yīng),當(dāng)P1-26與P1-28設(shè)定越大響應(yīng)越好,但設(shè)太大容易使得馬達(dá)行走不順。參數(shù)P1-26與P1-28出廠(chǎng)值默認(rèn)值為零,代表兩組濾波器的功能皆被關(guān)閉。
3、伺服煞車(chē)電阻使用時(shí)機(jī)為何?
當(dāng)伺服驅(qū)動(dòng)器搭配馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),若驅(qū)動(dòng)器面板出現(xiàn)ALE05(回生能量異常)時(shí),代表馬達(dá)回生產(chǎn)生的能量超過(guò)驅(qū)動(dòng)器內(nèi)建回生電阻所能消耗的能量,此時(shí)必須安裝回生電阻,提高驅(qū)動(dòng)器回生能量消耗速度。
4、使用回生電阻時(shí)需注意以下幾點(diǎn):
(1)請(qǐng)正確設(shè)定回生電阻之電阻值(P1-52)與容量(P1-53),否則將影響該功能的執(zhí)行。
(2)若使用者欲以并聯(lián)方式增加回生電阻器之功率時(shí),請(qǐng)確定其電阻值是否滿(mǎn)足限制條件。當(dāng)使用者要外接回生電阻時(shí),請(qǐng)確定所使用之電阻值與內(nèi)建回生電阻值相同。若使用回生電阻瓦特?cái)?shù)不夠時(shí),可并聯(lián)相同之回生電阻用來(lái)增加功率。
(3)在自然環(huán)境下,當(dāng)回生電阻器可處理之回生容量(平均值)在額定容量下使用時(shí),電阻的溫度將上升至120°C以上(在持續(xù)回生的情況下)?;诎踩碛桑?qǐng)采用強(qiáng)制冷卻方式,以降低回生電阻之溫度,或建議使用具有熱敏開(kāi)關(guān)之回生電阻器。關(guān)于回生電阻器之負(fù)載特性,請(qǐng)向制造商洽詢(xún)。
(4)使用外部回生電阻時(shí),電阻連接至P、C端,P、D端開(kāi)路。外部回生電阻請(qǐng)盡量選擇上表建議的電阻數(shù)。
5、回生電阻對(duì)于伺服驅(qū)動(dòng)器之影響?
回生電阻主要功能為適時(shí)排除馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)且頻繁減速煞車(chē)時(shí),馬達(dá)做負(fù)功所產(chǎn)生而回灌至驅(qū)動(dòng)器DC bus的回生能量,其作用為將回灌的電能轉(zhuǎn)換成熱能并散逸掉。一般而言,回生能量不大時(shí),無(wú)須安裝回生電阻。臺(tái)達(dá)伺服驅(qū)動(dòng)器400W(含)以下機(jī)種未內(nèi)建回生電阻,其余機(jī)種均有內(nèi)建。
6、以下方法可判斷是否需要安裝回生電阻:
(1)驅(qū)動(dòng)器在使用過(guò)程中發(fā)生回生異常警報(bào)(ALE05)時(shí)
(2)在驅(qū)動(dòng)器正常使用過(guò)程中,可觀(guān)察示波器顯示之DC bus電壓,若持續(xù)超過(guò)370V,或馬達(dá)扭力持續(xù)輸出超過(guò)100%時(shí)。
7、使用ASD-A2系列伺服系統(tǒng)時(shí),該如何適當(dāng)?shù)厥褂秒娮育X輪比,完成輸出脈波定位功能?
用戶(hù)可先計(jì)算出伺服馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈之長(zhǎng)度(圓周長(zhǎng))。由于A(yíng)SDA-A2馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈所需之脈波數(shù)為1,280,000個(gè),可搭配ASDA-A2電子齒輪比參數(shù)P1-44、P1-45。例如,若用戶(hù)欲從運(yùn)動(dòng)主機(jī)(PLC),送出30,000個(gè)脈波,進(jìn)而讓ASDA-A2馬達(dá)轉(zhuǎn)一圈,此時(shí)可將P1-44 => 128,P1-45 => 3,即可讓ASDA-A2馬達(dá)運(yùn)轉(zhuǎn)一圈,進(jìn)而達(dá)到定位要求。
8、當(dāng)ASDA-A2系列伺服驅(qū)動(dòng)器系統(tǒng)發(fā)生共振時(shí),該如何抑制?
ASDA-A2內(nèi)建2組自動(dòng)共振抑制及1組手動(dòng)共振抑制功能。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生共振現(xiàn)象時(shí),使用者可設(shè)定共振抑制功能參數(shù)P2-47有效抑振。將P2-47設(shè)定為1,ASDA-A2會(huì)自動(dòng)偵測(cè)系統(tǒng)所存在的共振頻率。當(dāng)偵測(cè)出共振頻率時(shí),ASDA-A2會(huì)執(zhí)行抑制的動(dòng)作,此時(shí)系統(tǒng)瞬間會(huì)產(chǎn)生尖銳的噪音。噪音消失時(shí)代表系統(tǒng)所產(chǎn)生的共振頻率已完成抑制,并自動(dòng)存于參數(shù)P2-43、44及P2-45、46中。當(dāng)系統(tǒng)只偵測(cè)出一組共振頻率時(shí),會(huì)先記錄在P2-43、44中。若還有第2組便會(huì)在記錄在P2-45、46中。若完成系統(tǒng)共振抑制后,使用者必須將P2-47設(shè)定為0,關(guān)閉共振頻率偵測(cè)抑制功能。假設(shè)兩組共振頻率已經(jīng)使用了,系統(tǒng)還是存在有共振現(xiàn)象時(shí),則必須使用第3組手動(dòng)共振抑制功能。在系統(tǒng)存在共振現(xiàn)象時(shí)開(kāi)啟ASDA-A2操作軟件示波器功能,選擇馬達(dá)電流監(jiān)視項(xiàng)目,量測(cè)電流波形,再計(jì)算共振波形兩點(diǎn)間的周期,將周期取倒數(shù),即是所謂頻率,再將所計(jì)算出之頻率輸入至P2-23中,并設(shè)定適當(dāng)?shù)囊种扑p率至P2-24中。一般衰減率設(shè)定約為5dB,若設(shè)定不足再以2dB的數(shù)值增加,直到系統(tǒng)共振現(xiàn)象完全抑制為止。
9、伺服在電子產(chǎn)業(yè)設(shè)備應(yīng)用時(shí),機(jī)臺(tái)在加工過(guò)程中,因?yàn)榧庸ぜ^為細(xì)微,因此若機(jī)臺(tái)加工中有異常動(dòng)作時(shí),可能會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)器輸出過(guò)大電流或扭力而損害被加工物。該用什么方式避免?
ASDA-A2系列伺服驅(qū)動(dòng)器中內(nèi)建防撞功能,用戶(hù)可自行設(shè)定扭力異常增加的最大范圍(P1-57),及達(dá)到該扭力大小持續(xù)的時(shí)間(P1-58),并先觀(guān)察機(jī)臺(tái)正常操作時(shí)所須輸出之最大電流和扭力,再依據(jù)此扭力大小適當(dāng)設(shè)定扭力輸出異常數(shù)值及持續(xù)的時(shí)間。當(dāng)驅(qū)動(dòng)器發(fā)生異常扭力輸出,達(dá)到P1-57扭力大小和P1-58持續(xù)時(shí)間時(shí),驅(qū)動(dòng)器會(huì)顯示ALE30,代表馬達(dá)碰撞錯(cuò)誤。此時(shí)驅(qū)動(dòng)器會(huì)servo OFF,避免持續(xù)異常扭力輸出導(dǎo)致加工件損毀或機(jī)臺(tái)故障。
10、ASDA-A2的 PUU 單位的意義?如何使用?
所謂的PUU (Pulse of User Unit)用戶(hù)單位,為一個(gè)經(jīng)過(guò)電子齒輪比的用戶(hù)單位,這樣的設(shè)計(jì),可以讓使用者不必自行轉(zhuǎn)換外部實(shí)際物理Encoder回授量與電子齒輪間的關(guān)系。例如:ASDA-A2的encoder,每轉(zhuǎn)一圏,物理量將回授1280000個(gè)脈波,如果想要改變馬逹走一圏時(shí)的回授脈波數(shù),例如100000個(gè)脈波當(dāng)作一圏,則可以設(shè)P1-44(N) =128;P1-45(M) =10,當(dāng)馬逹轉(zhuǎn)完一圏時(shí),ASDA-A2會(huì)收到100000個(gè)脈波,這個(gè)經(jīng)過(guò)電子齒輪比運(yùn)算的100000,其單位即為PUU,如果要在控制器內(nèi)部下逹馬逹走兩圏的命令時(shí),只需根據(jù)所定義的PUU下200000個(gè)PUU命令,控制器內(nèi)部會(huì)自動(dòng)換回其實(shí)際的物理量,這個(gè)用法很直覺(jué),下圖為其運(yùn)算原理。
一般一直認(rèn)為同樣的負(fù)載、同樣的慣量(切刀伺服),使用同等轉(zhuǎn)速的2kW馬達(dá),慣量比大的馬達(dá)應(yīng)該只有好處沒(méi)有壞處,但事實(shí)上在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中發(fā)現(xiàn):切刀驅(qū)動(dòng)不換,原來(lái)使用130框號(hào), 2kW的馬達(dá),負(fù)載率約120 ~ 140%,負(fù)載慣量比1%的馬達(dá)總是過(guò)熱,因此當(dāng)嘗試將馬達(dá)更換為180框號(hào), 2kW,結(jié)果換上去后發(fā)現(xiàn)速度只要開(kāi)到800r/min,就會(huì)發(fā)生ALE02(過(guò)電壓)或ALE05(回生異常)警示。兩臺(tái)馬達(dá)的扭力是一樣的,但是原來(lái)使用130框號(hào), 2kW的馬達(dá),當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到1200r/min才會(huì)達(dá)到極限。
11、從這個(gè)例子來(lái)看,并不是馬達(dá)慣量越大越好,那么請(qǐng)問(wèn)在那些應(yīng)用場(chǎng)合下慣量比發(fā)揮的作用影響大,那些應(yīng)用場(chǎng)合下扭力的影響大?
1. 并不是高慣量就一定好,低慣量就一定差,要看其應(yīng)用場(chǎng)合。
T= I x α (扭力 = 慣量 x 角加速度)
P= T x ω (功率 = 扭力 x 角速度)
P = I x α x ω
所以,同樣的功率之下,若慣量提升,加速度必下降,即加減速的特性變差了,當(dāng)然,角速度也會(huì)相對(duì)變化,在此我們先假設(shè)其運(yùn)轉(zhuǎn)速度不變。
I是固定的,當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)設(shè)定好后 (如飛刀系統(tǒng),因?yàn)轱w刀不變,但如果用于輸送帶,慣量則會(huì)變,當(dāng)輸送帶上的物品變多時(shí),拖的力量需加大)。
所以,你可以利用T= I x α 來(lái)估其加減速的大小及所需的扭力
α = (目標(biāo)轉(zhuǎn)速 - 初始速度) / (初始速度到目標(biāo)速度所需時(shí)間)
若一個(gè)系統(tǒng)需1 N-m的扭力,則高慣量與低慣量的馬逹皆可逹成時(shí),如果要其反應(yīng)快一點(diǎn),轉(zhuǎn)快一點(diǎn),則低慣量會(huì)是比較理想的選擇。用以上的公式,也可以輕而易舉的解釋?zhuān)驗(yàn)榈蛻T量馬逹,其轉(zhuǎn)子慣量比較低,轉(zhuǎn)子比較輕,所以要停下來(lái),回生的能量比較少,以同樣的速度撞墻,胖子撞的力量會(huì)比瘦的大。
總而言之,如果要反應(yīng)快,加減速特性好,如果扭力值夠的話(huà),選用低慣量的馬逹會(huì)比較理想,如果要求是要大扭力的,如舉重物,則可能要選用高慣量的馬達(dá)。
2. 補(bǔ)充說(shuō)明:包裝機(jī)的切刀軸,通常是做變速度運(yùn)轉(zhuǎn),速度的變化會(huì)隨切長(zhǎng)比(產(chǎn)品長(zhǎng)/單位切刀周長(zhǎng))而變!當(dāng)切長(zhǎng)比與1差別愈大,切刀速度變化愈大。
與系統(tǒng)慣量的關(guān)聯(lián):當(dāng)一個(gè)愈胖的人,靈活性就愈差。同理:系統(tǒng)慣量愈大,做加減速愈難。也就是加速時(shí)需要更大的電流(容易產(chǎn)生AL006警報(bào)),減速時(shí)產(chǎn)生回升能量也愈高(容易產(chǎn)生AL005警報(bào))!
處理方法:
1) 換慣量小的馬達(dá)。
2) 外加回升電阻,可消耗更大的回升能量。
3) 將DC Bus并聯(lián),獲取更大的系統(tǒng)電容(目前此法暫不建議使用)。
4) 更換外徑不同的切刀,以適合不同范圍的產(chǎn)品長(zhǎng)度,使切長(zhǎng)比接近1,可以讓加減速緩和。
5) 調(diào)整凸輪曲線(xiàn),讓加減速更平緩(搭配韌體V1.029 sub02以上版本)
3. JL: 負(fù)載慣量;JM: 馬達(dá)慣量;
1) 較低負(fù)載慣量比,工作效果較佳,但是當(dāng)JL / JM < 3 時(shí),就不需要再特別增大JM 來(lái)降低 JL / JM ; 因?yàn)檫@樣子JL+JM 就會(huì)更大了,不利整體加減速時(shí)間。
2) 當(dāng)連結(jié)的機(jī)構(gòu)是較軟的方式 (例如皮帶,鋼絲等)
負(fù)載慣量比過(guò)大時(shí)(>10),當(dāng)要加減速較快時(shí),則容易表現(xiàn)不佳,例如:超調(diào)。
橫機(jī)就是4米長(zhǎng)的皮帶傳動(dòng),這時(shí)候選擇較高慣量會(huì)較佳。
3) 當(dāng)連結(jié)機(jī)構(gòu)是直聯(lián)或是剛性極高的,此時(shí)馬達(dá)軸與負(fù)載可視為一體。
i) 當(dāng)應(yīng)用是屬于高頻度的加減速來(lái)回或是走停運(yùn)動(dòng),則低慣量馬達(dá)效果較佳,但JL / JM > 5,低慣量馬達(dá)的意義就變淡了。
ii) 若應(yīng)用是要求低速穩(wěn)定性高,需抵抗外力做良好加工,則選擇高慣量馬達(dá)效果較佳。
12、參數(shù)代號(hào)后所加注之特殊符號(hào),代表什么意義,該注意什么?
在設(shè)定參數(shù)時(shí)需要注意參數(shù)下列特殊符號(hào):
(★)只讀緩存器,只能讀取狀態(tài)值,
(▲)Servo On伺服啟動(dòng)時(shí)無(wú)法設(shè)定,
(●)必須重新開(kāi)關(guān)機(jī)參數(shù)才有效,
(■)斷電后此參數(shù)不記憶設(shè)定之內(nèi)容值
13、臺(tái)達(dá)伺服參數(shù)分為那些群組?
群組0:監(jiān)控參數(shù) (P0-xx) ; 群組1:基本參數(shù) (P1-xx) ; 群組2:擴(kuò)充參數(shù) (P2-xx) ;
群組3:通訊參數(shù) (P3-xx) ; 群組 4:診斷參數(shù) (P4-xx)
14、若需要使用外接外部電阻該如何選用?是否有簡(jiǎn)易的方式可以方便選用?
簡(jiǎn)易選擇是依據(jù)使用者實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)要求的容許頻度,依據(jù)空載容許頻度,來(lái)選擇適當(dāng)?shù)幕厣娮?。其中空載容許頻度,是以運(yùn)轉(zhuǎn)速度從0rpm到額定轉(zhuǎn)速,再由額定轉(zhuǎn)速到0rpm時(shí),伺服馬達(dá)在加速與減速過(guò)程,連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)下最大操作的頻度。其空載容許頻度如下表所列,下表的數(shù)據(jù)為伺服驅(qū)動(dòng)器空載容許頻度(times/min)。
當(dāng)伺服馬達(dá)帶有負(fù)載時(shí),容許頻度因?yàn)樨?fù)載慣量或運(yùn)轉(zhuǎn)速度的不同,而有所不同。其計(jì)算公式如下,其中m為負(fù)載/馬達(dá)慣性比:
以下提供外部回生電阻簡(jiǎn)易對(duì)照表。使用者可依據(jù)容許頻度,選擇適當(dāng)?shù)幕厣娮琛?/p>
下表的數(shù)據(jù)為伺服驅(qū)動(dòng)器空載時(shí)使用相對(duì)應(yīng)的回生電阻的容許頻度(times/min)。
15、客戶(hù)端調(diào)整的負(fù)載慣量比與實(shí)際的慣性比為何會(huì)不一樣?
有可能是下列的原因
我們?cè)谪?fù)載慣量估測(cè)是有所限制條件如下
負(fù)載慣量估測(cè)的限制
1.到達(dá) 2000 RPM 之加減速時(shí)間需在 1秒以下
2.回轉(zhuǎn)速需在 200 RPM 以上。 3.負(fù)載慣量需為馬達(dá)慣量的 100 倍以下4..外力或慣性比變化不得太劇烈。5.自動(dòng)增益模式(固定慣量P2-32為3 或 5),負(fù)載慣量停止估測(cè)。
回生電阻的用途為何?如何連接? 什么狀況下需要使用外接回生電阻?
回生電阻的用途主要用途為當(dāng)馬達(dá)的出力矩和轉(zhuǎn)速的方向相反時(shí),代表能量從負(fù)載端傳回至驅(qū)動(dòng)器內(nèi)。此能量灌注DC Bus中的電容使得其電壓值往上升。當(dāng)上升到某一值時(shí),回灌的能量只能靠回生電阻來(lái)消耗。 驅(qū)動(dòng)器內(nèi)含回生電阻,使用者也可以外接回生電阻。
若使用外部回生電阻時(shí)需將P、D端開(kāi)路、外部回生電阻應(yīng)接于P、C端,若使用內(nèi)部回生電阻時(shí),則需將P、D端短路且P、C端開(kāi)路。
若內(nèi)部回生電阻不足夠消耗回灌的能量時(shí)且發(fā)生回生異常(ALE05),需要外接外部回生電阻。
16、什么是剛性?
低頻度外力干擾的抵抗能力。
慣性比 & 剛性的英文是什么?
慣量比Ratio of load inertia to servo motor inertia (J_load /J_motor)
慣量Inertia
剛性 Stiffness
17、臺(tái)達(dá)伺服使用位置模式下控制, 外部脈波列輸入型式分成那些類(lèi)型?
分為AB相脈波列、正轉(zhuǎn)脈波列及逆轉(zhuǎn)脈波列與脈波列+符號(hào)。
詢(xún)問(wèn)慣性比的意義是什么?
對(duì)伺服馬達(dá)的負(fù)載慣量比:(J_load /J_motor)
J_load為負(fù)載慣量
J_motor為馬達(dá)轉(zhuǎn)子慣量
在伺服系統(tǒng)選型時(shí),除考慮馬達(dá)的扭矩和額定速度等等因素外,我們還需要先計(jì)算得知機(jī)械系統(tǒng)換算到馬達(dá)軸的慣量,再根據(jù)機(jī)械的實(shí)際動(dòng)作要求及加工件質(zhì)量要求來(lái)具體選擇具有合適慣量大小的馬達(dá);在調(diào)試時(shí),正確設(shè)定慣量比參數(shù)是充分發(fā)揮機(jī)械及伺服系統(tǒng)最佳效能的前題。
18、臺(tái)達(dá)伺服如何變更控制模式?
將參數(shù)P1-01設(shè)定為所欲控制之模式后,設(shè)定好參數(shù)后,需將伺服驅(qū)動(dòng)器重新上電后 ,便已修改控制之模式。
Pt:位置控制模式(命令由端子輸入)
Pr:位置控制模式(命令由內(nèi)部緩存器輸入)
S:速度控制模式(端子/內(nèi)部緩存器
T:扭矩控制模式(端子/內(nèi)部緩存器)
Sz:零速度/內(nèi)部速度緩存器命令
Tz:零扭矩/內(nèi)部扭矩緩存器命令
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