ABB外轴参数调整手册

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外轴参数调整一、 ABB机器人对外轴的控制参数的调整的基本步骤●完成外轴的硬件安装,如电机的安装,SMB盒的安装等;●向机器人控制器内加载外轴的临时参数文件;●对加载的临时参数进行修改和配置,保证机器人此时能够控制电机的转动;●如果客户需要对电机有额外的设置,如抱匝、使能和里控制等,需要额外的配置和设置;●等所有的参数设置都完成后开始电机参数的调整。

二、配置外轴参数2.1加载参数2.1.1在示教器上点击Control Panel进入Configuration选项,选择File ,Load parameters加载通用的参数文件:2.1.2选择:Load parameters if no duplicates 然后选择如下路径加载参数:\utility\ Additional Axis\DM1\General,然后选择相应的文件加载;2.1.3重启系统。

2.2配置参数2.2.1在Motion中选择Mechanical Unit并且定义如下参数●Name●Standby State: Yes/No●Activate at Start Up●Deactivation Forbidden●Use Single 12.2.2在Motion中选择Single定义Single;●Name●Single2.2.3在Motion中选择Single Type定义外轴的种类;有以下几种选项可以选择:TRACK; FREE_ROT; EXT_POS; TOOL_ROT;2.2.4在Motion中选择Joints,为外轴指定外轴的序号;如:第10个轴对应与robtarget中的eax_d2.2.5在Motion中选择Arm,定义外轴的运动范围;●Upper Joint Bound;●Lower Joint Bound;2.2.6在Motion中选择Accelerarion Data,定义外轴加速和减速运动参数;●Nominal Acceleration;●Nominal Deceleation;2.2.7在Motion中选择Transmission,定义外轴与传动比相关的参数;(这些参数与减速机相关)●Transmission Gear Ratio;●Rotating Move●Transmission High Gear●Transmission Low Gear2.2.8在Motion中选择Motor Type,定义下面的参数;(这些参数有电机供应厂商提供)●Pole paris●Ke Phase to phase (Vs/Rad)●Max current (A)●Phase resistance(ohm)●Phase inductance(H)2.2.9在Motion中选择Motor Calibration,定义下面的参数;●Calibration offset;通过Fine calibration获得;●Commutator offset:电机供应商提供;2.2.10在Motion中选择Stress Duty Cycle,定义最大扭矩和最快转速;●Torque Absolute Max;●Speed Absolute Max;Note:如果Torque Absolute Max太大会造成配置错误,因此通常定义如下:Torque Absolute Max < 1.732 ×Ke Phase to Phase×Max Current; 通过计算出的值适当的减小(5~10);2.2.11重启系统;三、参数调整3.1.检测电机的连接正确性这段主要讲述应用ABB标准的程序Commutation来验证电机参数是否配置合理,主要验证以下几项功能:●寻找同步永磁电机的Commutation的值;●检查电机的相序是否正确;●检查电机的电机对是否设置正确;●检查Resolver的连接是否良好。

3.1.1在Motion中选择Drive system,将Current_vector_on设置为TRUE,然后重新启动系统,并且运行程序Commutation;Debug → Call Service Routine → Commutation。

3.1.2检查电机的相序连接是否正确;通过示校器控制电机的相正方向旋转,从安装杆看相电机,如果旋转方想为顺时针方向,则电机的相序连接正确,如下图所示:如果电机旋转方向不正确,则可以通过改变接线方式来纠正:如将RST改为SRT,RTS,TSR等。

3.1.3检测电机的电极对,单步执行Commutaion程序,则每执行一步电机会旋转1/16圈。

3.1.4检测Resolver的连接,单步执行Commutation程序,如果Resolver连接正确,电机转动的角度会增加。

3.2.调整Commutaion的值需要准备一个24V的直流电源和继电器。

ABB的标准电机的Commutation offset值都为1.5708。

●禁止电机(Deactivate the motor);●关闭Controller;●将电机的电源线拔开;●将电机和齿轮箱分离(主要是为了防止电机受齿轮箱摩擦力的干扰);●在电机的松匝信号两端接上开关信号,保证随时可以使电机松匝;●先将电机松匝,将另一组24V的电源的正极接到S级(V级),将0V接到T级(W级)。

注意:不要直接将电源的正负级接到线圈上去,需要24V和0V之间串连一个继电器的线圈,以保证不烧毁电源。

接上电源后,断开电源,此时电机已经回到正确的Commutation 位置,如果在接上电源,电机应该不会再转动。

●将电机的松匝信号解开,电机抱匝;●将电机再次连接到机器人控制器上,重新启动系统,不要转动任何机械部件;●打开Test Signal Viewer,Mechanical unit 选择Resolver_angle,观看Resolver_angle的值,将正确的值输入Commutation offset中。

3.3.按照下图设置Test signal Viewer3.4.设置:speed 和 torque_ref注意:具体的Test signal Viewer操作参看手册3.5.初步调整Kv,Kp,Ti;3.4.1 调整Kv(方法一)●将Lag control master 0 中的参数 FFW Mode 设置为No;●将Kp设置为5(记录Kp的初始值);将Ti设置为10(记录Ti的初始值),重启系统让新的参数生效;●按照下列程序逐步增加Kv的值,增幅为10%,观看Test signal viewer中的Torque_ref信号,当电机出现不稳定,即电机有明显的振动和声音,停止运行程序。

MODULE Kv_tunePROC main()VAR num i;VAR num per_Kv;VAR num Kv;TuneReset;FOR i FROM 0 TO 40 DOper_Kv:=100+10*i;Kv:=1*per_Kv/100;TPErase;TPWrite "per_Kv = "\Num:=per_Kv;TPWrite "Kv = "\Num:=Kv;TuneServo STN1,1,100\Type:=TUNE_KP;TuneServo STN1,1,100\Type:=TUNE_TI;TuneServo STN1,1,per_Kv\Type:=TUNE_KV;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;MoveJ p2,v500,z50,tool0;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;WaitTime 1;ENDFORENDPROCENDMODULE通过Test signal Viewer可以十分清楚的看见电机的不稳定的状况:●记录此时的Kv的值,将Kv/2的值输入到系统参数中,重新启动系统。

调整Kv方法二:采用ABB提供的标准的外轴调整软件,tune master进行参数调整,如下图所示,当电机的速度出现明显的抖动,然后将此Kv值除以2Kv值越大变位机的速度响应越快,但是过快容易造成电机的不稳定和抖动,通常Kv=0.6~1.5之间。

3.4.2 调整Kp(方法一)●保持刚调整玩的Kv值不变,将Kp值改回到原来的初始值,依然保证Ti为10;●按10%的比例逐步增加Kp的值,观察Test signal viewer中的Torque_ref信号,直到见到Test signal viewer中的Overshot现象为止;MODULE kp_tunePROC main()VAR num i;VAR num per_Kp;VAR num Kp;TuneReset;FOR i FROM 0 TO 20 DOper_Kp:=100+10*i;Kp:=5*per_Kp/100;TPErase;TPWrite "per_Kp = "\Num:=per_Kp;TPWrite "Kp = "\Num:=Kp;TuneServo STN1,1,100\Type:=TUNE_KV;TuneServo STN1,1,100\Type:=TUNE_TI;TuneServo STN1,1,per_Kp\Type:=TUNE_KP;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;MoveJ p2,v500,z50,tool0;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;WaitTime 1;ENDFORENDPROCENDMODULE将Kp减1,即Kp=Kp-1,将所得的值输入到系统中,重启系统;调整Kp(方法二)采用ABB提供的标准的外轴调整软件,tune master进行参数调整,如下图所示:保证绿线尽量的接近红线,但是不要出现过冲现象,如果没有出现明显的过冲现象,则参看力矩曲线(蓝线所示),如果蓝线出现明显的振荡曲线,则表示此时参数已经合适。

上诉两种方法区别:第一种方法采用精度高,调试效率低;第二种方法,精度低,调试效率高。

通常情况下Kp值越大,电机的定位精度越高,但是过大时容易造成电机的振动,对电机损伤大,对于大负载的变位机,通常Kp为20左右,对于小负载的变位机,Kp通常为35左右,具体调整大小视情况而定。

3.4.3 调整Ti(方法一)●保持刚调整完毕的Kv和Kp值不变,将Ti设置为1;●将Ti的值按10%的步长递减,观察Test signal viewer的Torque-ref,直到见到overshot为止。

MODULE ti_tunePROC main()VAR num i;VAR num per_Ti;VAR num Ti;TuneReset;FOR i FROM 0 TO 10 DOper_Ti:=100-10*i;Ti:=1*per_Ti/100;TPErase;TPWrite "per_Ti = "\Num:=per_Ti;TPWrite "Ti = "\Num:=Ti;TuneServo STN1,1,200\Type:=TUNE_KV;TuneServo STN1,1,250\Type:=TUNE_KP;TuneServo STN1,1,per_Ti\Type:=TUNE_TI;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;MoveJ p2,v500,z50,tool0;MoveJ p1,v1000,z50,tool0;WaitTime 1;ENDFORENDPROCENDMODULE●记录此时的Ti值,将Ti值增加5~10%,即Ti=Ti(1+5%),将此值输入到系统中,重新启动系统;调整Ti方法二:Ti值通常为越小变位机速度响应越快,但是越小越容易造成电机抖动,Ti 通常为0.1.3.6.设置Inertia(Specifying the inertial)当变位机上的负载过大时或者偏心比较严重时,需要调整变位机的惯量,这样可以保证变位机的稳定性和精度,如下图所示,采用Tune master调整变位机的惯量:3.7.调整Bandwidth(Tuning Bandwidth)3.8.T uning of Resonance frequency3.9.调整Acceleration和Deceleration●Acceleration 和Deceleration 两个参数都是属于Motion中的Acceleration Data●运用TSV(Test Signal Viewer)去监控正负Torque_limit 和Torque_ref的值,然后以0.5的步长增加Acceleration的值,在TSV中观察Torque_ref是否向Torque_limit靠近,当值增加到一定程度后Torque_ref已经非常接近Torque_limit(即如果再增加Acceleration的值就会导致Torque_ref和Torque_limit进行交叉),记录此时的Acceleration的值,然后将其减少10%,将此值作为标准的Acceleration的值。