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标题: 抛光机用安川电机作主轴，如何用主轴电机输出扭矩来控制Z轴位置？ [打印本页]

作者: kisskisswww 时间: 2012-11-19 01:14
标题: 抛光机用安川电机作主轴，如何用主轴电机输出扭矩来控制Z轴位置？
本帖最后由 kisskisswww 于 2012-11-19 01:17 编辑

坛子的同仁好！
   小弟做机构开发的，想让本部电控的兄弟实现以下功能，却被告知难以达成。以下是我的思路，请前辈指正是否可行。谢谢！
   现有一台CNC控制的抛光机，因工艺、机构、生技等多方面因素导致抛轮压力经常不在SOP范围内。现在想取消异常后再人为修改程序的开环控制，实现闭环反馈控制Z轴和抛光主轴自动上下以提高产品良率。
   已知本机由一套CNC控制6套独立的工站，每个工站XYZS各一个伺服马达。CNC为工控机加运控卡、IO卡，内建虚拟PLC（周期2~5ms），6套伺服由扩展板转接。

实现方法：
1.反馈方式：通过检测主轴电机驱动器（安川SGMGV13A）实时的输出扭矩信号和上位机用户程序给定的主轴负载率比较得到偏差
2.偏差修正方式：利用CNC的PMC功能，由工控机的PLC取得Z轴控制权，PLC根据转矩偏差*预设的Z轴调节量*系数驱动Z轴上下

我的疑问是：
1.能否实现如下目标（精度）：
保证每台机的6个主轴分别满足各自的转速与程序给定值保持不变（S=1000RPM，+/-2%），转矩负载率与程序给定值（70%左右）之差小于+/-5%？
2.系统的稳定性如何：
主轴马达扭矩负载因为受机构精度、振动、抛轮耗材状况、产品相对抛轮中心半径变化（产品不断移动）、产品接触面积等影响变化很大，且各因素的传递函数未知。
3.如何获得偏差：
思路A：是否可用6通道AD模块从6个驱动器模拟量输出点对扭矩采样积分，再由PLC求有效值（均值）获得反馈量？采样速度多块才可防止奇异值导致的误判？
思路B：CNC的PLC部分利用RS232或485直接读取6个驱动器内的实时转矩再求有效值（类似思路A，只是通讯用数字）
思路C：首先安川驱动器设为位置控制或（模拟）速度控制模式（Pn000.1=？）。然后用模拟输入信号（0~10V）T—REF向驱动器给出CNC用户程序中的负载率（模拟量转矩限制，类似内部、外部转矩限制Pn402 403 404 405），此时如果Z轴压下量使输出转矩达到T—REF设定值，驱动器会反馈给PLC一个ON的bit信号；如果Z轴下压过多，因处于T—REF转矩限制状态，此时马达转速必然下降，若转速低于用户程序设定值2%时表示压力过大；那么每个扫描周期内（2~5ms）PLC可以判断马达负载处于轻、中、重哪个状态，分别给对应的3个计数器C1 C2 C3之一加1；到了Z调整周期时根据3个计数器值判断Z轴进、停、退（避免误判和响应慢）
4.安川驱动器Pn000控制方式的疑问：
原来错误的以为，可以将4种基本控制模式－－模拟速度、转矩、位置、内部速度做任意组合叠加使用，看了安川的用户手册才知原来后面几种只是允许切换，并非同时控制。不是是否有其他思路。之前犯了个错误：以为本案的控制对象是安川马达的速度和转矩，其实核心控制对象安川的速度和Z轴的位置，安川的转矩只是控制Z轴的反馈手段，不知理解是否正确？
5.Z轴调整周期、Z轴调整量、马达转矩采样周期的关系如何？如何调整保证系统稳定、精确
    感觉此设想和真正意义上的闭环反馈控制系统有本质的差异，比如引入了某些“人为因素”：Z轴调整周期、Z轴调整量。
是否应当引入PID算法，甚至将Z轴调整周期、Z轴调整量的等“定常”通过神经网络等最优化算法变成自动整定、调谐的“变常”系统

以上是小弟的一些疑问，有些因念书不扎实，可能和控制理论书上的概念思想完全相悖、谬误，请前辈见谅，不吝赐教！谢谢。

作者: wangyuqi713 时间: 2014-4-30 11:14
看了下，确实很困难，
楼主现在搞定了吗？

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