力士乐伺服参数设置
2010年12月24日 星期五 上午 08:33
摘 要：文中简述了力世乐ECODRIVE03 伺服驱动系统通过并行接口进行位置块（组）操作模式（position block mode）的控制原理，并例举了与伺服驱动相关的故障及其解决方法。
数控机床控制中西门子、法那科伺服驱动系统应用较为普遍，而力世乐ECODRIVE03 伺服系统亦广泛地应用于机械制造、印刷造纸业、食品包装及集装总装等领域。拥有FWA-ECODR3-SMT-02VS-MS 等系列硬件的ECODRIVE03 伺服系统通过串行、模拟、并行接口，及对系统标准参数（S 型参数）生产参数（P 型参数）的设置，可完成扭矩控制、速度控制、位置控制、插补控制、点动、位置块（组）及步进电机等模式的操作。且系统带有测量、驱动、暂停、模拟输入/输出、数字输入/输出等多种基本功能并拥有完备的诊断功能。下面介绍力世乐伺服系统的位置块（组）操作模式的控制原理。
1 位置块（组）操作模式的控制原理
1.1 概述位置块（组）操作模式的控制原理
位置块（组）操作模式是伺服系统以设定的速度、加速度等参数驱动电机运行到已在程序中预设的目标值的位置控制。系统根据所处理的不同工艺过程（加工区域）最多可以设置64 个位置块（组）。
应用位置块（组）操作模式时，首先要对操作首要模式参数S-0-0032 进行设置，如设置为0000 0000 0011 х011 时，是通过编码器1 接口进行位置控制。其中第3 位，bit3=0时代表位移滞后控制，bit3=1 时为无滞后控制；同时要将第二操作模式1 设置为点动模式，即设置参数S-0-0033 为1100 0000 0001 1011。
系统中与之相关的参数为：
P-0-4006：加工块的目标位置值
P-0-4007：加工块的速度值
P-0-4008：加工块的加速度值
P-0-4009：加工块的加加速度极值。当设定为“0”时，极限值不起作用。
无论是绝对值还是相对值控制方式，P-0-4006、P-0-4007、P-0-4008、P-0-4009都有效，且每个参数都可最多设置为64 个数据，分别对应于0-63 数据块（组）的 各个值。P-0-4019：加工模式选择。是完成各个加工过程中所应用的具体驱动控制方式。
驱动控制方式 参数P-0-4019 的设定值
绝对值方式 1h
剩余位置不被存储的相对值控制方式 2h
带有剩余位置存储的相对值控制方式 102h
正向控制方式 4h
负向控制方式 8h
在目标位置没有暂停的持续控制（方式1） 1хh
在目标位置没有暂停的持续控制（方式2） 2хh
在目标位置暂停的持续控制方式 4хh
由开关信号控制的持续控制方式 8хh
在绝对值控制方式中驱动必须回参考点。带有剩余位置存储的相对值控制方式与相对值方式的区别是，当控制被中断时，由于剩余位置被记忆，在运行使能被加载后，可以继续完成控制而到达目标值，且控制链中的参考点可被保存。
正向、负向控制就是按照规定方向，在运行开始信号加载后，伺服轴运行至极限值设定的位置或极限开关的位置。而不是运行至特定的目标位置值。 持续控制为根据目标值是否达到或开关信号来驱动伺服轴是否连续运行到下一加工过程所设置的目标值。 P-0-4026：加工块的选择，可通过此参数设置使伺服系统选择下一个加工过程 P-0-4051：加工块的应答，为命令选择后应答信号 P-0-4052：位置块，被最终接受 P-0-4057：位置块，被连接输入信息的块（持续控制的输入信息） P-0-4060：加工控制 S-0-0346：命令设置标志位 S-0-0182：诊断参数 S-0-0259：位置速度当参数P-0-4060的bit1= “1”时，系统运行速度被
参数S-0-0259的设定值限定，反之系统由参数P-0-4007 设定的速度值运行；当位置块（组）操作模式完成时，参数S-0-0182的bit12“位置到达”被设置，此时中断程序将撤除驱动使能，驱动功能暂停。
位置块（组）模式的操作，只有在被激活控制功能后，即当参数S-0-0346 的bit0 被触发时，运行才能被执行。
由于程序中有多个加工处理区域，所以要进行位置块（组）的选择。可以通过设置参数P-0-4026或通过控制伺服驱动控制器DKC 的并行接口通讯来完成。系统通过信号状态位参数S-0-144、信号控制参数S-0-0145 的各10 位数字输入、输出的变化，得知处于控制状态及如何驱动。其中参数S-0-0145 的第0-5 位对应参数P-0-4026 的第0-5 位代表选择位置块（组），第6 位对应参数S-0-0346 第“0”位，第7 位对应参数S-0-0148，表示返回参考点命令，第8、9 位对应点动控制输入参数P-0-4056 的第0、1 位，系统可进行点动控制；参数s-0-144 的第0-5 位对应位置块（组）应答参数P-0-4051 的第0-5 位，代表POSQ0-Q5，第6 位对应参数S-0-0182 的第12 位，表示终点位置到达，第7 位对应参数S-0-0182 的第1 位代表运行停止（静止），第8 位对应参数S-0-0403 的第0 位代表参考点已到达，第9 位对应参数P-0-0135 的第0 位代表位置极限值。
1.2 机床控制中位置块（组）操作模式的应用
我公司的凸轮轴修中心孔机床就是通过OMRON C200H PLC 的输入/输出与伺服驱动DKC01.3-040-7-FW 的并行接口的通讯，应用位置块（组）模式中的持续控制方试（FOLLOWING BLOCK） ，驱动伺服轴完成钻孔、攻丝、修中心孔加工过程行进距离的控制的。
机床将3 个加工过程设置为8 个数据块如下图所示。并通过控制伺服驱动控制器DKC的并行接口X15 的各数字位来进行硬件设置以完成数据块的选择。 1）快进
图1 PLC的输入/输出与力世乐ECODRIVE03伺服驱动器的并行接口的连接通讯图 对于各加工数据块的驱动控制方式采用持续控制方式。设置参数P-0-4019=11h，过程如图2 所示.
s parameter1.3 点动操作模式的控制原理
应用位置块（组）操作模式时，第二操作模式1 要被设置为点动模式，即S-0-0033=11000000 0001 1011（JOG 手动方式）。在机床通过并行接口控制时，当硬件连接后，驱动器根据硬件输入，自动设为JOG 方式。与点动操作模式相关的参数为：
P-0-4030：点动速度
P-0-4056：点动输入信息
S-0-0260：加速度
S-0-0193：加加速度极限值
S-0-0403：位置反馈状态
S-0-0055：位置极化 {$PAGE}
图2 持续控制方式
S-0-0049：正向极限值
S-0-0050：负向极限值
根据参数P-0-4056 所对应的不同硬件输入信息，系统进行相应操作
参数P-0-4056 输入信息 操作内容 H1 显示
00 JOG+=0 JOG-=0 没有任何操作 AF
01 JOG+=1 JOG-=0 正向点动 JF
10b JOG+=0 JOG-=1 负向点动 Jb
11b JOG+=1 JOG-=1 暂停 AF
2 与伺服驱动相关的故障实例
2.1 伺服驱动控制器故障
伺服驱动由伺服驱动控制器DKC 及程序模块组成。伺服驱动控制器部分也是通过逆变、整流等过程，实现对伺服轴的控制。机床曾出现过伺服驱动控制器的逆变硅桥损坏的故障。故障是由于冷却风扇将潮湿物质带入逆变单元的硅桥中，造成短路引起的。因为冷却风扇位于驱动器逆变单元硅桥的后方，虽然有防护网防止灰尘进入伺服驱动电路，但若电器柜密闭不严，若现场环境恶劣，则风扇处极易堆积灰尘，而夏季空气潮湿，随着风扇的转动，潮湿物质被带入逆变单元的硅桥后会造成短路故障。因此注意系统保养，定期清洗系
统板，清除系统冷却风扇扇叶上的附着物，保持电器柜内的空气干燥，对于降低伺服系统故障，具有重要意义。
2.2 上电后，程序模块没有任何显示
ECODRIVE03伺服驱动系统中包括伺服驱动控制器DKC及FWA-ECODR3-SMT-02VS-MS程序模块两部分组成。而FWA-ECODR3-SMT-02VS-MS 程序模块又包括参数模块、硬件模块两部分，如下图所示。
由于带有完备的自诊断功能，上电后在H1 处显示-0、-1、-4，使系统自动进行硬件检查。然后显示C2-bb-AF，即命令激活－－操作准备—驱动使能（进入预设的操作模式）。但机床上电后，H1处没有任何显示。为此需判断是程序模块的故障还是DKC 的问题。因机床的左、右两主轴控制方式一致，只是参范围不一样，所以将FWA-ECODR3-SMT-02VS-MS 硬件进行了互换。互换后，显示F276（绝对值编码器的值溢出）这说明驱动控制器DKC 是好的，所以更换FWA-ECODR3-SMT-02VS-MS 模块。安装模块后，H1处首先显示UL，这时需要进行参数传输。进行参数传输时需要准备：
计算机
传输线缆
力世乐伺服驱动程序
机床伺服参数备份盘
按下图做好传输线缆，以便在计算机及伺服驱动器连接后，进行参数传输。
用传输线缆将计算机的9 针COM1 接口与DKC 的RS232 接口连接后，首先双击驱动程序Drive Top 13V02 图标，在计算机屏幕上显示
c on line using RS232/485(Drive)
c online using SERCANS
c offline SIMULATION
c No CONNECTION
选择 on line using RS232/485(Drive)后，屏幕出现操作窗口，显示 File Parameter Setup
Overview Extras Options Help 菜单;然后选择Options 菜单，下拉菜单选择connection 项，进行通讯接口及传输波特率的
设定。选择 COM=1 Baud=9600 ;
然后选择Extras 菜单，下拉后选择Parameter mode 项;
然后选择File 菜单，下拉后选择Load，单击“Change”钮，改变驱动盘，若备份数据在A 盘，则选择驱动器A 及所需文件，单击“Load”钮后，参数被自动装入。
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