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三菱CNC系統(tǒng)建立值檢測系統(tǒng)
閱讀：360 發(fā)布時間：2020-8-11三菱數(shù)控系統(tǒng)建立值檢測系統(tǒng)的技術關鍵
我公司的某客戶是數(shù)控龍門銑床的生產(chǎn)商,其數(shù)控龍門銑床應用三菱M64數(shù)控系統(tǒng).該龍門銑床采用了數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控龍門銑床初使用時,其系統(tǒng)采用相對值檢測系統(tǒng),即每次上電時都需要執(zhí)行"回零"操作.由于長時間工作,兩伺服同期軸經(jīng)常出現(xiàn)"同期誤差過大"的報警.于是客戶要求對兩伺服同期軸采用"值檢測系統(tǒng)",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(zhí)行回零后能消除兩伺服軸的位置誤差.
常規(guī)數(shù)控系統(tǒng)建立"值檢測系統(tǒng)"的過程與常用的"相對值檢測系統(tǒng)"不同.而"伺服同期雙驅動軸"建立"值檢測系統(tǒng)"的過程更是復雜.由于值檢測系統(tǒng)"有諸多優(yōu)點,越來越多的設備要求采用值檢測系統(tǒng)".筆者總結了在數(shù)控系統(tǒng)調試過程中建立"值檢測系統(tǒng)"遇到的問題和解決方法,分析比較了相對值檢測系統(tǒng)與值檢測系統(tǒng)原點設定的過程和區(qū)別.整定了實用的值檢測系統(tǒng)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(tǒng)與值檢測系統(tǒng)的區(qū)別
數(shù)控系統(tǒng)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(shù)控系統(tǒng)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(tǒng)一將“基本坐標系原點"稱簡為“原點"。
數(shù)控系統(tǒng)的建立和保持“原點"有兩種方式，
一種是相對值檢測系統(tǒng)，一種是值檢測系統(tǒng).在相對值檢測系統(tǒng)中，斷電后原點不能保持，每次上電后都必須重新執(zhí)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。
而值檢測系統(tǒng)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(tǒng)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(jié)省近點開關，既節(jié)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值檢測系統(tǒng)
可以說：值檢測系統(tǒng)和相對值檢測系統(tǒng)的區(qū)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(shù)控編程指令的“位置指令G90"和“相對位置指令G91"混淆。
2.建立值檢測系統(tǒng)的必要條件
應用值檢測系統(tǒng)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“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“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.設置值檢測系統(tǒng)原點的方法
3.1相對值檢測系統(tǒng)回原點的原理和實際操作過程
由于過去大多數(shù)數(shù)控系統(tǒng)采用相對值檢測系統(tǒng)，所以比較這兩種檢測系統(tǒng)的建立“原點"原理和過程有助于加深對值檢測系統(tǒng)的理解。
圖1.相對值檢測系統(tǒng)的回原點過程
相對值檢測系統(tǒng)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(tǒng)選擇“回原點模式"后：向某一軸發(fā)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(tǒng)開始尋找“柵格點"，控制系統(tǒng)尋找到的第一個“柵格點"就是“電氣原點"。“電氣原點"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(shù)控系統(tǒng)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(shù)#2027設置。
從“機械參考點"到“基本坐標系原點"的距離由參數(shù)#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(shù)建立“機械參考點"和“基本坐標系原點"。
但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(shù)#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(shù)規(guī)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值檢測系統(tǒng)建立原點的原理和過程
三菱數(shù)控系統(tǒng)有多種方法設置值檢測系統(tǒng)原點。以參考點方法簡便易行，現(xiàn)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(shù)設定“參考點"到“基本坐標系原點"的距離。通過在數(shù)控系統(tǒng)顯示器的設置操作，實施“原點"設定。
值檢測系統(tǒng)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：
“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.值檢測系統(tǒng)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(shù)后，移動該機械軸，系統(tǒng)開始尋找柵格點,當系統(tǒng)尋找到第一個柵格點時，即為位置檢測系統(tǒng)的“電氣原點"。回零操作即完成。
“電氣原點"和“基本坐標系原點"的距離要通過參數(shù)#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(shù)#2和#2059設定。
如圖2
3.3值檢測系統(tǒng)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.在顯示屏上選擇位置設定畫面（診斷————翻頁）；
3.（在位置設定畫面內）設定參數(shù)#0=1，畫面顯示：進入原點設定狀態(tài)。
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.（位置設定畫面內）設定參數(shù)#1=1（確認當前位置為參考點）
5.（位置設定畫面內）設參數(shù)#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(tǒng)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(tǒng)根據(jù)參數(shù)#2和#2059建立起基本坐標系。
（位置設定畫面內）畫面上出現(xiàn)OK表示設定完成；
7.斷電再上電，值檢測系統(tǒng)原點生效。
（要重新設定值原點，重復3—7項）
3.4對“位置設置"畫面的解釋
由于主要操作是在顯示屏的“位置設置"畫面(圖3
)進行
圖3.值設置畫面
現(xiàn)將值設置畫面各顯示項目的含義詳釋如下：
1.類型―――顯示所選擇的建立值檢測系統(tǒng)的方式
ING------增量式檢測系統(tǒng)
DOG----擋塊式位置檢測；
STOPPER-----碰壓式位置檢測；
NO-STOPPER-----參考點方式位置檢測；
2．狀態(tài)―――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(shù)――－設定是否進行位置原點設定
0#參數(shù)＝0不設定；
0#參數(shù)＝1設定；
6．1#參數(shù)－設定當前機械軸的位置為參考點位置。
1#參數(shù)＝0無效
1#參數(shù)＝1有效；
7.2#參數(shù)－設定從參考點到“基本坐標系原點"的距離；（此參數(shù)重要）
4.伺服同期數(shù)控系統(tǒng)雙軸的值檢測系統(tǒng)原點設定
圖5.伺服同期雙軸值系統(tǒng)的原點設定
在伺服同期的雙軸驅動數(shù)控系統(tǒng)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(xiàn)"同期誤差過大報警",這是伺服同期的雙軸驅動系統(tǒng)的特點,經(jīng)過反復試驗,總結出實施值檢測系統(tǒng)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(jiān)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(shù)在伺服同期雙驅系統(tǒng)中特別重要,這是因為兩伺服同期軸的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(guī)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(jié)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。