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三菱CNC系統建立絕對值檢測系統

三菱數控系統建立絕對值檢測系統的技術關鍵

    我公司的某客戶是數控龍門銑床的生產商,其數控龍門銑床應用三菱M64數控系統.該龍門銑床采用了數控系統的”伺服同期雙驅功能”,即用兩伺服電機同時驅動龍門刀架運行.

    數控龍門銑床最初使用時,其系統采用相對值檢測系統,即每次上電時都需要執行”回零”操作.由于長時間工作,兩伺服同期軸經常出現”同期誤差過大”的報警.于是客戶要求對兩伺服同期軸采用”絕對值檢測系統”,希望兩伺服軸有一共同不變化的”原點”,以減少由于原點的漂移影響兩伺服軸的同期運行誤差.同時希望在執行回零后能消除兩伺服軸的位置誤差.

    常規數控系統建立”絕對值檢測系統”的過程與常用的”相對值檢測系統”不同.而”伺服同期雙驅動軸”建立”絕對值檢測系統”的過程更是復雜.由于絕對值檢測系統”有諸多優點,越來越多的設備要求采用絕對值檢測系統”.筆者總結了在數控系統調試過程中建立”絕對值檢測系統”遇到的問題和解決方法,分析比較了相對值檢測系統與絕對值檢測系統原點設定的過程和區別.整定了實用的絕對值檢測系統原點設定操作方法,以期對調試工程師有所幫助.

    1．相對值檢測系統與絕對值檢測系統的區別

    數控系統的工作實質就是位置控制，而進行位置控制的基礎就是必須以某一點為“基準點”，以此“基準點”建立坐標系，在坐標系建立之后才能進行位置控制運動。所以在數控系統的調試和操作中有一項很重要的工作就是“回原點”，也就是建立工作機械“基本坐標系原點”，““基本坐標系原點””也稱為“基準點”和“參考點”，“零點”。本文統一將“基本坐標系原點”稱簡為“原點”。

    數控系統的建立和保持“原點”有兩種方式，

    一種是相對值檢測系統，一種是絕對值檢測系統.在相對值檢測系統中，斷電后原點不能保持，每次上電后都必須重新執行回原點操作，這種方式其原點精度受到近點開關和擋塊安裝牢固程度及觸點磨損等影響，日積月累會會引起原點漂移。

    而絕對值檢測系統其運動位置為編碼器所記憶，并送入驅動器內置的EPROM中.一旦建立”原點”后，系統就將其記憶，即使斷電，原點也不丟失。所以無須每次上電都回原點，而且也不存在原點漂移，可以保證工作機械的精度；同時又可以節省近點開關，既節省成本又減少了故障點。所以目前越來越多的工作機械采用絕對值檢測系統

    可以說：絕對值檢測系統和相對值檢測系統的區別就在于能否在斷電后保持記憶原點位置。注意不要將其與數控編程指令的“絕對位置指令G90”和“相對位置指令G91”混淆。

    2.建立絕對值檢測系統的必要條件

    應用絕對值檢測系統的必要條件

    硬件條件：

    2.1對伺服電機編碼器的要求：

    伺服電機編碼器必須是“絕對值檢測型”編碼器。目前三菱常用的伺服電機其型號為

    HF□□-A47/A42/A48/A51

    HA□□-OSA104

    編碼器型號帶“A”的是“絕對值檢測型”編碼器。

    而HA□□-OSE104編碼器型號為

    “OSE□□□”的是“相對值檢測型”編碼器。這在選型時必須注意。

    2.2在驅動器上必須配備電池.

    3.設置絕對值檢測系統原點的方法

    3.1相對值檢測系統回原點的原理和實際操作過程

    由于過去大多數數控系統采用相對值檢測系統，所以比較這兩種檢測系統的建立“原點”原理和過程有助于加深對絕對值檢測系統的理解。

    圖1.相對值檢測系統的回原點過程

    相對值檢測系統回原點的過程

    ●必須特別注意的回原點過程中幾個重要的：“點”

    “電氣原點”。

    “機械參考點”

    “基本坐標系原點”

    在系統選擇“回原點模式”后：向某一軸發出“回零啟動”指令，該軸先以快速運行，當近點開關碰上擋塊后立即降為爬行速度運行，（降低速度是為了準確定位），當近點開關脫開擋塊瞬間（圖中的A點），控制系統開始尋找“柵格點”，控制系統尋找到的第一個“柵格點”就是“電氣原點”?！半姎庠c”是一個極其重要的“點”。但理論上它并不是“機械參考點”和“基本坐標系原點”。由于實際工作機械千差萬別，可能要求對基準點進行更柔性化的設置，所以數控系統中還有“機械參考點”和“基本坐標系原點”。這三個“點位”的關系如圖1所示。

    從“電氣原點”到“機械參考點”的距離由參數#2027設置。

    從“機械參考點”到“基本坐標系原點”的距離由參數#2037設置。

    從建立基準點的過程來看是先尋找到“電氣原點”，然后通過參數建立“機械參考點”和“基本坐標系原點”。

    但最基礎的基準點仍然是“基本坐標系原點”。實際工作中通常設置參數#2027＝0，#2037＝0，所以這三個點――“電氣原點”“機械參考點”和“基本坐標系原點”就是一個點。

    回原點操作的實質仍然是指令電機軸回到“機械參考點”

    #2037這個參數規定了在以“基本坐標系原點”構成的坐標系中“機械參考點”的位置值。

    這是調試工程師應該理解的。

    3.2絕對值檢測系統建立原點的原理和過程

    三菱數控系統有多種方法設置絕對值檢測系統原點。以參考點方法簡便易行，現詳述如下：

    所謂“參考點方式”是指先確定某一位置為“參考點”（實際操作中是先將機械軸運動到“預想原點”附近某一點，此一點就是“參考點”），然后通過參數設定“參考點”到“基本坐標系原點”的距離。通過在數控系統顯示器的設置操作，實施“原點”設定。

    絕對值檢測系統回原點的操作與相對值回原點有所不同，以參考點方式為例：

    其建立坐標系過程中也有三個點：

    “絕對位置電氣原點”。

    “機械參考點”

    “基本坐標系原點”

    其建立原點的過程為：

    圖2.絕對值檢測系統的原點建立過程

    先將機械軸運動到“預想原點”位置，（該位置一般被設為參考點），設定相關參數后，移動該機械軸，系統開始尋找柵格點,當系統尋找到第一個柵格點時，即為絕對位置檢測系統的“電氣原點”?；亓悴僮骷赐瓿?。

    “電氣原點”和“基本坐標系原點”的距離要通過參數#2和#2059設定。

    “機械參考點”和“基本坐標系原點”的距離要通過參數#2和#2059設定。

    如圖2

    3.3絕對值檢測系統設定原點的實際操作步驟如下：

    1.設定#2049=2（選擇用“參考點方式”設定“原點”）斷電再上電。

    2.在顯示屏上選擇絕對位置設定畫面（診斷——絕對——翻頁）；

    3.（在絕對位置設定畫面內）設定參數#0=1，畫面顯示：進入絕對原點設定狀態。

    4.以手動或手輪模式將設定軸移動到預定的原點位置；這個點也是預定的“參考點”）

    5.（絕對位置設定畫面內）設定參數#1=1（確認當前位置為參考點）

    5.（絕對位置設定畫面內）設參數#2（設定“參考點”到“基本坐標系原點”的距離）；

    6.以手動或手輪模式移動設定軸，系統從移動開始瞬間尋找柵格點，當尋找到第一個柵格點即為“電氣原點”。此時，軸停止運動。系統根據參數#2和#2059建立起基本坐標系。

    （絕對位置設定畫面內）畫面上出現OK表示設定完成；

    7.斷電再上電，絕對值檢測系統原點生效。

    （要重新設定絕對值原點，重復3—7項）

    3.4對“絕對位置設置”畫面的解釋

    由于主要操作是在顯示屏的“絕對位置設置”畫面(圖3

    )進行

    圖3.絕對值設置畫面

    現將絕對值設置畫面各顯示項目的含義詳釋如下：

    1.類型―――顯示所選擇的建立絕對值檢測系統的方式

    ING------增量式檢測系統

    DOG----擋塊式絕對位置檢測；

    STOPPER-----碰壓式絕對位置檢測；

    NO-STOPPER-----參考點方式絕對位置檢測；

    2．狀態―――絕對位置“原點”設定完畢顯示“OK”,否則顯示“NG”

    3.機械端------顯示從“參考點”到“第一柵格點”的距離.如圖4

    圖4.機械端的實際意義

    4.機械值：以“基本坐標系原點”為基準的實際位置

    5.0#參數――－設定是否進行絕對位置原點設定

    0#參數＝0不設定；

    0#參數＝1設定；

    6．1#參數－設定當前機械軸的位置為參考點位置。

    1#參數＝0無效

    1#參數＝1有效；

    7.2#參數－設定從參考點到“基本坐標系原點”的距離；（此參數最為重要）

    4.伺服同期數控系統雙軸的絕對值檢測系統原點設定

    圖5.伺服同期雙軸絕對值系統的原點設定

    在伺服同期的雙軸驅動數控系統中,同期運行的雙軸必須具有”共同的原點”才能保證運行時不出現”同期誤差過大報警”,這是伺服同期的雙軸驅動系統的特點,經過反復試驗,總結出實施絕對值檢測系統原點設定的操作要點：

    1.先將兩同期運行軸調整到在“同一起跑線“上，(即調整兩軸的相對位置精度)使其誤差盡可能的小.

    具體的做法是在”伺服監視畫面“上觀察兩伺服軸的電流值，用手輪調整兩伺服軸的相對位置，使兩伺服軸的電流值在10％左右。

    2.設定兩伺服軸#2059＝0.(這個參數在伺服同期雙驅系統中特別重要,這是因為兩伺服同期軸的絕對位置電氣原點是不一樣的.如圖5所示.而兩軸的”參考點”位置是可以理解為”同一起跑線”,所以必須都從”同一起跑線”起設定到“基本坐標系原點”的距離.#2059＝0就規定了各軸都從”參考點”計算到“基本坐標系原點”的距離.)

    3.按3.3節的要求進行原點設定

    設定#2＝2螺距值；

    4.用手輪驅動雙同期軸回零。

    5.觀察電流大小。如果兩軸電流誤差過大。須重新調整。

標簽：三菱 CNC

分類：機床討論

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