828D自动伺服优化

Sinumerik828DSINUMERIK828D第1页B101B101单元目标：为了保证装有Sinumerik828D控制系统的机床之间有一定级别的兼容性和一致性，必须遵守已定义的优化步骤。本单元描述了该步骤。注意：该步骤将导致轴运动，所以必须采取所有必要的安全保障措施。在开始执行步骤之前，必须保证您已经通读并理解整个步骤。单元描述：本单元说明了自动优化Sinumerik828D/SinamicsS120中的电流环、速度环及位置环的步骤。自动伺服优化B101B101目录：第三节第四节第五节轴加加速度自动伺服调整加速度第六节圆度测试第七节主轴优化简介第二节SINUMERIK828D第3页B101B101批注激活机床数据修改在整个步骤中，一些机床数据的修改需要被激活。在每个参数值的右侧有一个指示符，用于指示特定修改如何生效。下表列出了这些指示符及其说明。po相关机床数据需要在“NCK重启”之后生效。re相关机床数据需要激活“复位”键后生效。cf相关机床数据需要激活“机床数据有效”软键后生效。im相关机床数据立即生效。保存驱动设置每次S120驱动上电或执行“驱动重启”后，相关驱动从一个存储文件中加载S120驱动数据。因此，驱动机床数据被修改后，驱动数据必须被保存以便下次重新上电或“驱动重启”后保留修改。说明：“NCK重启”不影响驱动数据。为了保存驱动数据：在“驱动MD”区，按顺序按“保存/复位”、“保存”、“驱动系统”软件。窗口左下方的信息表示保存过程的状态。保存过程结束后，窗口显示“所有驱动对象已备份”信息。控制器结构图828D/S120控制系统结构：828DCNC和S120驱动控制系统结构包含3个级联的闭环控制器（电流、速度及位置）。必须按顺序对每个控制器进行优化，从最里面的电流控制器开始，然后是速度控制器，最后是位置控制器。机床可以动态速度限制、加速度及加加速度在插补器中设置。通过电机编码器可将速度控制回路常设为关闭，而位置编码器回路则通过电机编码器或直接测量系统关闭。SINUMERIK828DPROFIBUS–DP驱动第二节简介来自插补器的位置设定点位置控制器n设定n实际I设定I实际速度控制器电流控制器电机编码器实际电流值实际速度值实际位置值B101B101第4页SINUMERIK828D批注通过828DHMI操作自动伺服调整可使用自动伺服调整特性以优化电流环、速度环及位置环，包括速率前馈。为了获得自动伺服调整特性，按顺序按“选择菜单”键，“调试”键、“优化/测试”。828DHMIAdvanced调试工具：为了设置轴加加速度，需要检查插补轴圆度并设置主轴加速度。因此，需要使用在笔记本电脑上的HMIAdvanced中的部分调试工具。-按“选择菜单”键从“机床页面”进入调试工具选择页面。-按“调试”软键，然后按“优化/测试”软键。在出现的页面上选择相关的调试工具。说明：整个步骤只使用部分可用工具。第二节简介SINUMERIK828D第5页B101B101批注目的：使用HMISolutionLine调节单个轴或主轴。-执行频率响应测量-计算速度控制回路-设置电流设定点滤波器-计算位置控制回路-检查所推荐控制回路的实际响应-前馈控制：等效速度控制时间自动伺服调整前：-必须将动态强度控制MD32640的值设为1，如果可行的话，应该再使能第二个测量电路。自动调整主轴时，PLC使能信号有可能丢失。OEM必须提供一个启动PLC接口信号用于伺服调整的方法。比如，使用特殊的按键组合或者在PLC状态下利用特殊标记的强制作用。自动伺服调整选择“调试”、“机床数据”、“轴机床数据”。自动伺服调整后：-修改轴的动态行为（插补）。-修改频率参考模型，使其适应最低动态轴（最低频率P1433、最大阻尼P1434）。-修改Kv-系数，使其适应最低动态轴（MD32200的最小值）。-修改等效速度控制时间（MD32810的最大值）。-在所有插补轴中（包括主轴）激活FFW_MODE=3。第三节自动伺服调整B101B101第6页SINUMERIK828D批注通过最少的用户交互，使用单个按钮调整-检查选项位并按“确认”接受。选择待调整轴，并选择“选项”以检查默认设置。从“调试”菜单中选择“优化/测试”以启动自动调整功能。第三节自动伺服调整SINUMERIK828D第7页B101B101批注按“确认”后，下图中的对话框将会出现，要求用户在机床控制面板上按下“CycleStart”键。系统执行各种动作期间，该对话框将多次出现。保持按下机床控制面板上的“CycleStart”直到系统显示下页中的窗口。检查默认策略，如图所示，并按“确认”接受。检查待调整的轴是否处于安全的位置。如果不是，则“点动”轴，使其移动至整个行程的中间。按“确认”键接受。第三节自动伺服调整B101B101第8页SINUMERIK828D批注自动调整期间，活动日志中将显示优化步骤的进度。在自动调整步骤结束时，系统显示被调整的值以便用户核查。本图中显示了位置控制器的值。也可以核查速度控制器。按“接收”使用这些值。第三节自动伺服调整SINUMERIK828D第9页批注轴现已被调整。必须检查参数以便插补轴。示例：3个轴加上一个主轴，齿轮级别1VMCty类型机床。自动调整Kv系数之后的值X轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=15.27Y轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=12.23Z轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=13.63主轴MD32200[1]$MA_POSCTRL_GAIN=5.73核查之后输入的值X轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=12X轴MD32200[1]$MA_POSCTRL_GAIN=5Y轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=12Y轴MD32200[1]$MA_POSCTRL_GAIN=5Z轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=12Z轴MD32200[1]$MA_POSCTRL_GAIN=5主轴MD32200[0]$MA_POSCTRL_GAIN=5主轴MD32200[1]$MA_POSCTRL_GAIN=5按“确认”结束步骤。第三节自动伺服调整B101B101第10页SINUMERIK828D批注自动调整等效速度控制时间之后的值X轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0037Y轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0046Z轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0042主轴MD32810[1]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0053核查之后输入的值X轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0046X轴MD32810[1]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0053Y轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0046Y轴MD32810[1]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0053Z轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0046Z轴MD32810[1]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0053主轴MD32810[0]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0053主轴MD32810[1]$MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME=0.0053自动调整速度控制器参考模型频率之后的值X轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=126.6Y轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=118.3Z轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=122.8主轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=111.6核查之后输入的值X轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=110Y轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=110Z轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=110主轴p1433[0]速度控制器参考模型固有频率=110自动调整速度控制器参考模型阻尼之后的值X轴p1434[0]速度控制器参考模型阻尼=0.707Y轴p1434[0]速度控制器参考模型阻尼=0.707Z轴p1434[0]速度控制器参考模型阻尼=0.707主轴p1434[0]速度控制器参考模型阻尼=0.707如果这些值不相同，则应该将获取的最大值输入所有的轴。说明：因为整体攻丝时Z轴以及主轴通常都根据第二个参数组[1]的设置运行，必须修改进给轴的第二个参数组以适应主轴，如上所示。这也表示如果轴使用第一个参数组[0]进行插补时，我们不用限制轴的动力以适应主轴因此，我们一般使用参数组[0]中最低动态轴的值，然后修改第二个轴参数组[1]，使该轴与主轴一同工作。第三节自动伺服调整SINUMERIK828D第11页批注可以使用HMIAdvanced调试工具优化加加速度受限加速度。通过为加速度的变化加上时间限制，加加速度可使加速度响应变得流畅。加加速度被定义为单位/sec3，比如（加速度[单位/sec2/时间[sec]）。发生加速度变化所用的时间，[sec]=加速度[单位/s2]/加加速度[单位/s3]。各个轴的加加速度值可以不同。作为加加速度受限加速度的结果，速度曲线上加速度阶段的开始和结束曲线成圆角形。当“SOFT”被设定时，加加速度限制被激活，当“BRISK”被设定时，加加速度限制被取消激活。通过通道MD20150[20]=2可将“SOFT”模式设置为默认重启状态。建议使用“SOFT”作为默认重启值。如果通道MD20150[20]=1，“BRISK”模式被激活并作为上电时的默认模式（加速度无加加速度限制）。如果通道MD20150[20]=2，“SOFT”模式被激活并作为上电时的默认模式（加速度有加加速度限制）。可使用伺服跟踪工具和受控定位步骤通过不同进给率的零件程序来检查轴的定位响应。如果使用了直接量表法，则可以方便的查看滑块的实际响应。如果电机编码器关闭了位置回路（间接反馈），则在关闭的回路或伺服跟踪工具中无法看见滑块的实际响应。通常，对于装有828D的机床，加加速度值在20到100之间。测试零件程序应允许轴行进足够长的距离以便轴达到设定的速度，比如50mm。当轴达到指定速度后，使其停留一段时间，然后当轴达到设定点位置后，再使其停留一段时间，比如0.5秒。初始设定的速度可为最大轴速度的½左右，并且必须在进给率倍率递增或达到最大速度时，检查响应。可使用以下NC程序：FFWONSOFTLAB:G01X210F10000G04F0.5$AA_SCTRACE[X]=1；触发伺服跟踪X260G04F0.5GOTOBLABM30为了在不影响位置控制器的情况下检查定位行为，必须将Kv设为0，并且使用定位公差以避免出错。MD32200POSCTRL_GAIN=0MD36012STOP_LIMIT_FACTOR=100MD36400CONTOUR_TOL=20在自动模式下选择NC程序以便当机床控制面板上的“CycleStart”键被按下时NC程序即可准备运行。选择HMIAdvanced中的伺服跟踪工具。-按“选择菜单”键从“机床页面”进入调试工具选择页面。-按“调试”软键，然后按“优化/测试”软键。在出现的页面上可以选择调试工具。第四节轴加加速度B101B101第12页批注跟踪功能完成之后，按“Display”。修改跟踪范围1和2以显示目标位置周围的分辨率0.005mm/div。选择“Measurement”并输入跟踪参数，如图所示。选择“Start”开始跟踪功能，然后在机床控制面板上按“CycleStart”键以启动零件程序。选择“Servotrace”。未使用位置控制器定位，Kv=0。分辨率0.005mm/div。在未使用位置控制器的情况下轴的位置没有出现超调现象。由于位置控制器被关闭