伺服電機(jī)是激光切割系統(tǒng)中的核心器件之一,相當(dāng)于機(jī)器的“四肢”,而控制系統(tǒng)則是機(jī)器的“大腦”,“大腦”與“四肢”的配合則至關(guān)重要了,配合的好,機(jī)器的性能才能充分釋放,達(dá)到預(yù)期的目的;另一方面,伺服電機(jī)的性能調(diào)試工作也非常重要,一款簡(jiǎn)單實(shí)用的伺服調(diào)試軟件,不僅僅能簡(jiǎn)化伺服調(diào)試工作,而且也能快速的與控制系統(tǒng)形成閉環(huán),達(dá)到事半功倍的作用。
在以前的激光切割機(jī)調(diào)試過(guò)程中,伺服調(diào)試也是整臺(tái)設(shè)備調(diào)試耗時(shí)比較長(zhǎng)且比較困難的工作。我們通常會(huì)面臨以下諸多問(wèn)題:
各家伺服電機(jī)和伺服驅(qū)動(dòng)器的接線方式?伺服驅(qū)動(dòng)器通訊方式是脈沖還是總線?修改參數(shù)是通過(guò)伺服調(diào)試軟件還是通過(guò)顯示面板按鈕?伺服電機(jī)剛性強(qiáng)弱及插補(bǔ)精度?切割效果如何優(yōu)化?面對(duì)目前激光切割市場(chǎng)種類繁多的伺服驅(qū)動(dòng)和電機(jī),我們的電裝人員總是不知道該給驅(qū)動(dòng)中壓供電還是高壓供電,也不理解為什么有的伺服驅(qū)動(dòng)器連到控制器需要接一推線纜,有的只需要一根網(wǎng)線?
為保證機(jī)床運(yùn)行精度達(dá)到客戶要求,很多時(shí)候,我們的調(diào)試人員調(diào)試伺服都是通過(guò)數(shù)據(jù)線連接著筆記本電腦,蹲在伺服電氣柜旁一遍一遍的調(diào)試參數(shù)。運(yùn)動(dòng)的跟隨誤差,圓弧的精度,拐角的過(guò)沖等現(xiàn)象,都和伺服參數(shù)密切相關(guān),都需要通過(guò)調(diào)節(jié)伺服的增益來(lái)優(yōu)化。然而目前激光切割市場(chǎng)伺服電機(jī)品牌五花八門,其對(duì)應(yīng)的伺服驅(qū)動(dòng)器及驅(qū)動(dòng)調(diào)試軟件各不相同,這就要求調(diào)試人員對(duì)各種品牌的調(diào)試軟件及調(diào)試參數(shù)要了解,大大提高了調(diào)試人員的難度。而且很多調(diào)試人員調(diào)整伺服參數(shù)都是憑借經(jīng)驗(yàn)或試一試的方式,對(duì)于各種伺服參數(shù)對(duì)切割效果的理解都是模棱兩可的,也比較難找到系統(tǒng)專業(yè)的教程,所以在調(diào)試的時(shí)候困難叢叢。
針對(duì)以上問(wèn)題,德國(guó)BECKHOFF提供了基于PC的EtherCAT總線數(shù)控系統(tǒng),通過(guò)網(wǎng)線數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞娇刂扑欧姍C(jī),大大簡(jiǎn)化了伺服的接線方式。帶有EtherCAT總線接口的伺服驅(qū)動(dòng)器可通過(guò)EtherCAT總線傳輸PID相關(guān)參數(shù),為方便調(diào)試各家伺服參數(shù)提供了很好的理論基礎(chǔ)與技術(shù)支撐。然后,各家EtherCAT總線驅(qū)動(dòng)器相關(guān)參數(shù)對(duì)應(yīng)EtherCAT地址不盡相同,如果通過(guò)倍福的底層軟件TwinCAT來(lái)調(diào)試與配置伺服參數(shù),則對(duì)調(diào)試人員提出了一定的技術(shù)門檻?;谛袠I(yè)發(fā)展的痛點(diǎn)與市場(chǎng)發(fā)展的需要,威士登公司的核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)在深入研究、二次開發(fā)德國(guó)BECKHOFF總線數(shù)控系統(tǒng)15年以上的技術(shù)經(jīng)驗(yàn),并結(jié)合核心技術(shù)團(tuán)隊(duì)20年以上的激光切割技術(shù)與工藝積累經(jīng)驗(yàn),憑借對(duì)各家總線伺服的了解與長(zhǎng)期合作,在此基礎(chǔ)上開發(fā)推出的WSD-E系列全數(shù)字化智能激光切割控制軟件(以下簡(jiǎn)稱WisCut軟件),軟件內(nèi)置伺服調(diào)試模塊,將激光切割市場(chǎng)常見(jiàn)伺服品牌的伺服參數(shù)調(diào)節(jié)集成到軟件上,將伺服 PID 調(diào)節(jié)做到軟件界面上,可在上位軟件進(jìn)行 PID 實(shí)時(shí)讀寫并同時(shí)集成示波器功能,簡(jiǎn)化伺服調(diào)試流程,優(yōu)化伺服調(diào)試參數(shù),大大降低伺服調(diào)試難度。
用戶只需要打開WisCut軟件設(shè)置頁(yè)面,選擇當(dāng)前機(jī)器配套的伺服電機(jī)(菜單化下拉選擇對(duì)應(yīng)的伺服品牌),目前的WisCut軟件支持激光切割市場(chǎng)主流品牌的伺服,包括歐系的倍福、摩力,日系的安川、松下,國(guó)產(chǎn)臺(tái)灣的臺(tái)達(dá)、匯川等等。通過(guò)下圖界面可以選擇機(jī)器所使用的伺服品牌,點(diǎn)擊確認(rèn),即可顯示對(duì)應(yīng)品牌伺服調(diào)試參數(shù)的界面。
下面以某家伺服調(diào)試具體操作步驟示例:
在WisCut軟件上依次點(diǎn)擊“機(jī)床調(diào)試”-“伺服調(diào)試”,進(jìn)入伺服調(diào)試界面,軟件會(huì)彈出切換到 MDI 模式,選擇“是”確認(rèn),在界面右側(cè)選擇對(duì)應(yīng)的軸,點(diǎn)擊“讀”讀取對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)器數(shù)據(jù),進(jìn)行修改后點(diǎn)擊“寫”,將修改的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)刷入驅(qū)動(dòng)器并保存。界面圖如下所示:
修改完伺服參數(shù)后,如果我們要進(jìn)行伺服的性能優(yōu)化調(diào)試,我們可以選擇對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)模式,設(shè)置適當(dāng)?shù)倪\(yùn)動(dòng)距離和速度,就會(huì)出現(xiàn)對(duì)應(yīng)軸定位運(yùn)動(dòng)的代碼,點(diǎn)擊開始按鈕對(duì)軸做一些定位操作。同時(shí)軟件左邊提供示波器功能,示波器可以監(jiān)控伺服運(yùn)動(dòng)的各種參數(shù)的波形圖,比較常用的實(shí)際位置,指令位置,跟隨誤差,實(shí)際速度,指令速度等參數(shù),在調(diào)試增益時(shí)主要觀察的幾個(gè)參數(shù)。可以對(duì)四個(gè)軸同時(shí)觀察,也可以對(duì)單個(gè)軸觀察,根據(jù)波形圖變化來(lái)調(diào)節(jié)PID參數(shù),通過(guò)對(duì)波形的觀察對(duì)比發(fā)現(xiàn)增益參數(shù)是否合適。在調(diào)試時(shí)也可以簡(jiǎn)單的使用鋼性等級(jí)來(lái)調(diào)試電機(jī)性能,軟件中已經(jīng)做好了1~31級(jí)鋼性等級(jí)的參數(shù),在實(shí)際調(diào)試時(shí)將鋼性等級(jí)這一參數(shù)填好,比如18級(jí),那么對(duì)應(yīng)的位置環(huán)增益,速度環(huán)增益,速度環(huán)積分,都會(huì)相應(yīng)的改變到這個(gè)鋼性等級(jí)的參數(shù),然后點(diǎn)擊寫,就可以將參數(shù)寫入。
同時(shí)可以參考以下PID參數(shù)說(shuō)明單獨(dú)修改對(duì)應(yīng)參數(shù)。
下面是WisCut軟件集成的一些常用伺服調(diào)試參數(shù)的界面圖
WisCut軟件的伺服調(diào)試功能模塊,除了已經(jīng)兼容主流的伺服品牌,也可以方便快捷的鏈接其他品牌伺服,實(shí)際應(yīng)用中已經(jīng)驗(yàn)證了很多不同品牌的伺服,比如雷賽伺服,高創(chuàng)伺服,富士伺服,洛源伺服等伺服電機(jī),配置步驟相對(duì)比較簡(jiǎn)單。
WisCut切割系統(tǒng)提供了方便快捷的的調(diào)試伺服的方法,也提供了多元化的伺服配置的開放性功能,為我們?cè)谡{(diào)試激光切割設(shè)備時(shí)提供了便捷和多樣的解決方案。
審核編輯 :李倩
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原文標(biāo)題:優(yōu)化激光切割機(jī)調(diào)試過(guò)程——如何搭配激光切割軟件與總線伺服?
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