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標題: 拋光機用安川電機作主軸，如何用主軸電機輸出扭矩來控制Z軸位置？ [打印本頁]

作者: kisskisswww 時間: 2012-11-19 01:14
標題: 拋光機用安川電機作主軸，如何用主軸電機輸出扭矩來控制Z軸位置？
本帖最后由 kisskisswww 于 2012-11-19 01:17 編輯

壇子的同仁好！
   小弟做機構開發的，想讓本部電控的兄弟實現以下功能，卻被告知難以達成。以下是我的思路，請前輩指正是否可行。謝謝！
   現有一臺CNC控制的拋光機，因工藝、機構、生技等多方面因素導致拋輪壓力經常不在SOP范圍內。現在想取消異常后再人為修改程序的開環控制，實現閉環反饋控制Z軸和拋光主軸自動上下以提高產品良率。
   已知本機由一套CNC控制6套獨立的工站，每個工站XYZS各一個伺服馬達。CNC為工控機加運控卡、IO卡，內建虛擬PLC（周期2~5ms），6套伺服由擴展板轉接。

實現方法：
1.反饋方式：通過檢測主軸電機驅動器（安川SGMGV13A）實時的輸出扭矩信號和上位機用戶程序給定的主軸負載率比較得到偏差
2.偏差修正方式：利用CNC的PMC功能，由工控機的PLC取得Z軸控制權，PLC根據轉矩偏差*預設的Z軸調節量*系數驅動Z軸上下

我的疑問是：
1.能否實現如下目標（精度）：
保證每臺機的6個主軸分別滿足各自的轉速與程序給定值保持不變（S=1000RPM，+/-2%），轉矩負載率與程序給定值（70%左右）之差小于+/-5%？
2.系統的穩定性如何：
主軸馬達扭矩負載因為受機構精度、振動、拋輪耗材狀況、產品相對拋輪中心半徑變化（產品不斷移動）、產品接觸面積等影響變化很大，且各因素的傳遞函數未知。
3.如何獲得偏差：
思路A：是否可用6通道AD模塊從6個驅動器模擬量輸出點對扭矩采樣積分，再由PLC求有效值（均值）獲得反饋量？采樣速度多塊才可防止奇異值導致的誤判？
思路B：CNC的PLC部分利用RS232或485直接讀取6個驅動器內的實時轉矩再求有效值（類似思路A，只是通訊用數字）
思路C：首先安川驅動器設為位置控制或（模擬）速度控制模式（Pn000.1=？）。然后用模擬輸入信號（0~10V）T—REF向驅動器給出CNC用戶程序中的負載率（模擬量轉矩限制，類似內部、外部轉矩限制Pn402 403 404 405），此時如果Z軸壓下量使輸出轉矩達到T—REF設定值，驅動器會反饋給PLC一個ON的bit信號；如果Z軸下壓過多，因處于T—REF轉矩限制狀態，此時馬達轉速必然下降，若轉速低于用戶程序設定值2%時表示壓力過大；那么每個掃描周期內（2~5ms）PLC可以判斷馬達負載處于輕、中、重哪個狀態，分別給對應的3個計數器C1 C2 C3之一加1；到了Z調整周期時根據3個計數器值判斷Z軸進、停、退（避免誤判和響應慢）
4.安川驅動器Pn000控制方式的疑問：
原來錯誤的以為，可以將4種基本控制模式－－模擬速度、轉矩、位置、內部速度做任意組合疊加使用，看了安川的用戶手冊才知原來后面幾種只是允許切換，并非同時控制。不是是否有其他思路。之前犯了個錯誤：以為本案的控制對象是安川馬達的速度和轉矩，其實核心控制對象安川的速度和Z軸的位置，安川的轉矩只是控制Z軸的反饋手段，不知理解是否正確？
5.Z軸調整周期、Z軸調整量、馬達轉矩采樣周期的關系如何？如何調整保證系統穩定、精確
    感覺此設想和真正意義上的閉環反饋控制系統有本質的差異，比如引入了某些“人為因素”：Z軸調整周期、Z軸調整量。
是否應當引入PID算法，甚至將Z軸調整周期、Z軸調整量的等“定常”通過神經網絡等最優化算法變成自動整定、調諧的“變常”系統

以上是小弟的一些疑問，有些因念書不扎實，可能和控制理論書上的概念思想完全相悖、謬誤，請前輩見諒，不吝賜教！謝謝。

作者: wangyuqi713 時間: 2014-4-30 11:14
看了下，確實很困難，
樓主現在搞定了嗎？

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