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[#][#]1、客户介绍
1.1产品介绍 江苏亚泰智能科技有限公司提出希望改进全自动火焰排条机,如图1所示。该款切割机适合所有钢结构行业;多头切割,可通过数控完成割炬间距的调整,效率高精度准;割炬可以整体横向移动,也可以整体上升或下降;该款气路设计可节省氧气燃气30%以上;整体切割效率相比传统直条机提高3-4倍。
图1 全自动火焰排条机
1.2旧方案问题:
1.图中10把焊枪排列开的速度较低,为2-3m/min。
1. 右侧的焊枪由伺服驱动,通过钢条和气缸控制焊枪之间的距离,控制精度低;
2. 电磁阀响应速度低。
之前在客户现场提出了一个方案,电气拓扑图如下: 图2 旧方案电气拓扑图模式1:机台上的10把焊枪从左往右依次排开,如图3和图4所示。这个过程由H3U走CANLink协议控制10台伺服完成。
图3 全自动火焰排条机初始位置
图4 全自动火焰排条机工作位置
模式2:当10把焊枪排列完成后,需要进行X轴、Y轴方向插补运动(走斜线或者圆弧)如图5所示,这个过程由F5100数控系统控制3台伺服完成。
图5 X轴、Y轴方向插补运动示意图
需要确认的问题:
(1) 与脉冲指令相比,CANLink通信协议下,轴的响应速度是多少(位置指令、位置反馈的差值)?(2) 电气拓扑图中的第10台伺服驱动器是否能切换CANLink3.0协议和脉冲指令?(3) 客户要求X轴、Y轴进行插补,在CANLink3.0通信协议下,两台伺服驱动器能否同步运动?
2、 现场测试具体步骤:2.1.1现场测试步骤
[table][tr][td=1,1,633] 现场测试具体步骤:
[/td][/tr][tr][td=1,1,633] 1.接线:按照接线定义,连接伺服CN1线、脉冲线、H3UCANLink3.0线。 2. 测试内容一:CANLink通信协议下,轴的响应速度是多少(位置指令、位置反馈的差值); 3.测试内容二:同一台伺服是否能切换CANLink3.0协议和脉冲(位置指令、位置反馈差值); 4.测试内容三:测试两台机器CANLink3.0通信协议,观察他们的响应速度和同步性。 5、电脑通过InoservoShop的示波器观察轴号1和轴号2的位置指令、位置反馈;
2.1.2测试参数:
2台IS620PS2R8I-C伺服驱动器;
两台H3U-3232MT;
1台ISMH4-40B30CB-U234Z、1台ISMH4-40B30CB-U231Z,如图6所示。
图6 测试现场图
2.2测试内容一:
CANLink通信协议下,轴的响应速度是多少(位置指令、位置反馈的差值);
A:在AtuoShop中编好程序,下载到H3U中;
B:触摸屏中运行,通过InservoShop的示波器观察位置指令、位置反馈;
表1 CANLink3.0通信协议和脉冲控制下,轴的响应时间(位置指令与位置反馈差值)
[table][tr][td=1,1,98] 主位置指令来源
[/td][td=9,1,411]响应时间(ms)
[/td][td=1,1,48]均值
[/td][/tr][tr][td=1,1,98] 多段位置
指令(CANLink)
[/td][td=1,1,43]22.5
[/td][td=1,1,43]26.5
[/td][td=1,1,48]26.25
[/td][td=1,1,44]22.5
[/td][td=1,1,48]22.5
[/td][td=1,1,48]22.5
[/td][td=1,1,48]18.75
[/td][td=1,1,44]26.5
[/td][td=1,1,44]22.5
[/td][td=1,1,48]23.39
[/td][/tr][tr][td=1,1,98] 脉冲指令
[/td][td=1,1,43]22.5
[/td][td=1,1,43]22.5
[/td][td=1,1,48]22.5
[/td][td=1,1,44]30
[/td][td=1,1,48]26.25
[/td][td=1,1,48]26.25
[/td][td=1,1,48]18.75
[/td][td=1,1,44]22.5
[/td][td=1,1,44]22.5
[/td][td=1,1,48]23.75
总结:CANLink3.0通信协议和脉冲控制下,轴的响应时间(位置指令与位置反馈差值)无明显区别。
2.2测试内容二:
同一台伺服是否能切换CANLink3.0协议和脉冲(位置指令、位置反馈差值);
A:同一台IS620P-C伺服连接一台H3U走CANLink3.0协议,另一台H3U发脉冲信号;
B: 第一台H3U走CANLink3.0协议通过HMI发送轴控指令,另外通过HMI按钮触发H3U发脉冲信号;
C:电脑通过InoservoShop的示波器观察位置指令、位置反馈;
图7 H3U和IS620PS2R8的CANLink3.0协议和脉冲接线图
表2 CANLink伺服参数设置表
[table][tr][td=1,1,17%] 功能码 [/td][td=1,1,17%]设置值[/td][td=1,1,47%]说明[/td][td=1,1,17%]备注[/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H02-00 [/td][td=1,1,17%]1[/td][td=1,1,47%]位置控制模式[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H03-08 [/td][td=1,1,17%]2[/td][td=1,1,47%]DI4功能为“故障与警告复位”[/td][td=1,1,17%]默认H03-09=0,低电平有效[/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H04-06 [/td][td=1,1,17%]11[/td][td=1,1,47%]DO4输出“故障输出”[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H05-00 [/td][td=1,1,17%]2[/td][td=1,1,47%]位置指令来源为“多段位置指令”[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H05-07 [/td][td=1,1,17%]1048576[/td][td=1,1,47%]电子齿轮比1分子[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H05-09 [/td][td=1,1,17%]10000[/td][td=1,1,47%]电子齿轮比1分母[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H09-00 [/td][td=1,1,17%]1[/td][td=1,1,47%]参数自调整模式,用刚性表自动调节增益参数[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H09-01 [/td][td=1,1,17%]16[/td][td=1,1,47%]刚性等级选择[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H0C-00 [/td][td=1,1,17%]1[/td][td=1,1,47%]驱动器轴地址[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H0C-08 [/td][td=1,1,17%]5[/td][td=1,1,47%]CAN通信速率:5-500K[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H0C-09 [/td][td=1,1,17%]1[/td][td=1,1,47%]使能VDI[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H0C-15 [/td][td=1,1,17%]0[/td][td=1,1,47%]0=CANLink协议 1=CANopen协议[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H11-00 [/td][td=1,1,17%]2[/td][td=1,1,47%]多段位置运行方式:DI切换运行[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H11-01 [/td][td=1,1,17%]1[/td][td=1,1,47%]位移指令终点段数选择[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H11-04 [/td][td=1,1,17%]0/1[/td][td=1,1,47%]0:相对位置指令 1:绝对位置指令[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H11-12 [/td][td=1,1,17%]-[/td][td=1,1,47%]第一段移动位移[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H11-14 [/td][td=1,1,17%]-[/td][td=1,1,47%]第1段位移最大运行速度[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H11-15 [/td][td=1,1,17%]-[/td][td=1,1,47%]第1段位移加减速时间[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H17-00 [/td][td=1,1,17%]1[/td][td=1,1,47%]VDI1功能为“伺服使能”[/td][td=1,1,17%]H17-01默认为0,;表示写入1时伺服使能有效[/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H17-02 [/td][td=1,1,17%]18[/td][td=1,1,47%]VDI2功能为“正向点动”[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H17-04 [/td][td=1,1,17%]19[/td][td=1,1,47%]VDI3功能为“反向点动”[/td][td=1,1,17%] [/td][/tr][tr][td=1,1,17%] H31-00 [/td][td=1,1,17%]-[/td][td=1,1,47%]VDI虚拟电平[/td][td=1,1,17%]
(1)将伺服功能码H05-00从“2-多段位置指令”改成“0-脉冲指令”,停机生效后,轴可以走脉冲模式,其余指令不变,VDI通讯端子使能。
(2)轴控指令和脉冲指令不能在同一个程序内。
(3)测试了同一台伺服通过修改H05-00功能码,可以切换CANLink3.0协议和脉冲指令,并采样了轴的,轴的位置指令和位置反馈;
(4)观察波形图。
图8 切换CANLink3.0协议和脉冲指令的波形图
图9 程序中轴控指令绝对定位脉冲数
图10 程序中脉冲指令绝对定位脉冲数
表3 CANLink协议和脉冲控制相互切换后,轴的运行情况
[table][tr][td=1,1,116] H05-00功能参数变化 [/td][td=1,1,116]脉冲轴当前绝对位置脉冲数[/td][td=1,1,142]CANLink轴绝对位置脉冲数[/td][td=1,1,133]发送脉冲数[/td][td=1,1,125]结果[/td][/tr][tr][td=1,1,116] 0→2 [/td][td=1,1,116]-200000[/td][td=1,1,142]-500000[/td][td=1,1,133]将CANLink轴绝对位置改为-20000[/td][td=1,1,125]轴1不动[/td][/tr][tr][td=1,1,116] 2→0 [/td][td=1,1,116]-200000[/td][td=1,1,142]0[/td][td=1,1,133]将脉冲轴绝对位置改为-50000[/td][td=1,1,125]轴1从-200000运行到-500000[/td][/tr][tr][td=1,1,116] 0→2 [/td][td=1,1,116]-500000[/td][td=1,1,142]0[/td][td=1,1,133]闭合运行按钮[/td][td=1,1,125]轴1从-500000运行到0[/td][/tr][tr][td=1,1,116] 2→0 [/td][td=1,1,116]-500000[/td][td=1,1,142]0[/td][td=1,1,133]将脉冲轴轴绝对位置改为-1000[/td][td=1,1,125]轴1会从-500000运行到-10000[/td][/tr][tr][td=1,1,116] 0→2 [/td][td=1,1,116]-1000[/td][td=1,1,142]0[/td][td=1,1,133]闭合运行按钮[/td][td=1,1,125]轴会先右运行1000脉冲,回到零
结论:(1)轴控指令和脉冲指令不能在同一个程序内。
(2)当CANLink协议切换成脉冲控制或者脉冲控制切换成CANLink协议,轴的当前位置H0B-17为脉冲绝对定位指令中指定目标位置的脉冲数。
2.3测试内容三:
测试两台机器CANLink3.0通信协议,一台走脉冲控制,另一台同步运动,观察他们的响应速度。
A: 一台IS620P-C伺服连接一台H3U走CANLink3.0协议和另一台H3U发脉冲信号,IS620P-C伺服轴号1通过CANLink3.0协议连接另一 台IS620P-C伺服轴号2;
B: C:电脑通过InoservoShop的示波器观察轴号1和轴号2的位置指令、位置反馈;
(1)总线的两端均要加120欧姆的CAN总线匹配电阻。CANLink接线图如下图11所示:
使用伺服驱动器内部24V电源的集电极开路接线,伺服驱动器+24V电源接35-PULLHI,43-PULSE-接Y0,39-SIGN-接Y1,H3U的COM0、COM1接COM-。
图11 CANLink接线图
(1)主程序只调用子程序2,
轴2走绝对定位,可运行
(2)主程序只调用子程序1,
轴1走绝对定位,可运行(3)主程序同时调用子程序1和子程序2
轴2先走绝对定位,可运行
轴1可以同时走绝对定位,可运行
(4)主程序同时调用子程序1和子程序2
轴1先走绝对定位,不能运行
轴2使能,走绝对定位,可运行
再运行轴1,走绝对定位,可运行
(5)子程序1和子程序2放在一个主程序里
轴1走绝对定位,不可运行,但是可以正、反点动运行。
轴2走绝对定位,可运行
轴2走完绝对定位,轴1走绝对定位,不可运行,可点动
轴2走完绝对定位,轴2断使能,轴1走绝对定位,不可运行,可点动。
表4 轴1和轴2轴控指令运行逻辑
[table][tr][td=1,1,27%] 主程序调用 [/td][td=1,1,19%]轴1绝对定位[/td][td=1,1,19%]轴2绝对定位[/td][td=1,1,33%]措施[/td][/tr][tr][td=1,1,27%] 子程序2 [/td][td=1,1,19%]/[/td][td=1,1,19%]运行[/td][td=1,1,33%]/[/td][/tr][tr][td=1,1,27%] 子程序1 [/td][td=1,1,19%]运行[/td][td=1,1,19%]/[/td][td=1,1,33%]/[/td][/tr][tr][td=1,1,27%] 子程序1和子程序2 [/td][td=1,1,19%]后使能运行[/td][td=1,1,19%]先使能运行[/td][td=1,1,33%]/[/td][/tr][tr][td=1,1,27%] 子程序1和子程序2 [/td][td=1,1,19%]先使能不运行[/td][td=1,1,19%]后使能运行[/td][td=1,1,33%]断开子程序2,轴1运行
结论:
(1)轴1的轴控指令和轴2的轴控指令的不能在同一个程序里,不然无法轴使能。
(2)将轴1的轴控指令和轴2的轴控指令分成两个子程序后,同时调用两个子程序,当先轴2运行,轴1也能运行;当先使能轴1,轴1不能运行,但是可点动;使能轴2,轴2可运行;断开轴2子程序后,轴1也能运行了;
注:CANLink协议的轴号与从站设定有关。
方案存在的问题:
1、CANLink3.0通信协议和脉冲控制下,轴的响应时间(位置指令与位置反馈差值)无明显区别;
2、当CANLink协议切换成脉冲控制或者脉冲控制切换成CANLink协议,轴的当前位置H0B-17为脉冲绝对定位指令中指定目标位置 的脉冲数。
3、轴1的轴控指令和轴2的轴控指令的不能在同一个程序里,不然无法轴使能。[index]
4、将轴1的轴控指令和轴2的轴控指令分成两个子程序后,同时调用两个子程序,不能同步运行,必须分步运行。
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