Ein laufruhiger Betrieb ist für Servomotoren entscheidend. Wenn bei der Inbetriebnahme eines neuen Motors die entsprechenden Verstärkungsparameter nicht angepasst werden, kommt es sehr wahrscheinlich zu Vibrationen. Wie können Sie also Motorvibrationen reduzieren oder sogar vollständig beseitigen? Die folgenden drei Methoden können Ihnen dabei helfen.
1. Trägheitsverhältnis und Steifigkeit einstellen
Das Lastträgheitsverhältnis ist das Verhältnis des gesamten Lastträgheitsmoments zum Eigen-Trägheitsmoment des Motorrotors. Dies ist ein Schlüsselparameter in jedem Servosystem, und eine korrekte Einstellung erleichtert den Inbetriebnahmeprozess erheblich.
Das Lastträgheitsverhältnis (C00.06) kann manuell eingestellt werden, indem die Masse und Geometrie jeder mechanischen Komponente berechnet wird – dieser Vorgang ist jedoch aufwendig. Je komplexer das mechanische System, desto schwieriger ist eine präzise Berechnung des Lastträgheitsverhältnisses. Die STEPPERONLINE Servoregler der A6-Serie verfügen über eine automatische Trägheitsidentifikationsfunktion, die diese Berechnung automatisch über den Parameter F30.10 durchführt und so komplexe manuelle Berechnungen überflüssig macht.
Wie in der obigen Abbildung dargestellt, dreht der Regler während des Identifikationsvorgangs den Servomotor mehrfach in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung, um das Lastträgheitsverhältnis zu ermitteln.
Nach Abschluss der Trägheitsidentifikations fahren Sie mit der Einstellung der Steifigkeit fort:
Je höher die Steifigkeitsstufe des Servosystems, desto höher die Verstärkung und desto schneller die Reaktion. Eine übermäßige Steifigkeit kann jedoch Vibrationen verursachen. Stufe 0 stellt die niedrigste Steifigkeit dar, Stufe 31 die höchste. Passen Sie die Steifigkeit je nach tatsächlicher Anwendung nach oben oder unten an.
2. Auto-Tuning-Funktion des Reglers nutzen
Der A6-Servoregler bietet drei Auto-Tuning-Modi:
- 0 – Manueller Modus
- 1 – Standardmodus
- 2 – Positioniermodus
Wenn die automatische Verstärkungseinstellung nicht das gewünschte Ergebnis liefert, können Sie die Verstärkungen manuell nachjustieren, um eine weitere Optimierung zu erreichen. Die wichtigsten Verstärkungsparameter werden im Folgenden erläutert.
C01.00: Positionsregelkreis-Verstärkung
Eine höhere Positionsregelkreis-Verstärkung erhöht die Reaktionsfähigkeit und verkürzt die Positionierzeit. Die Positionsregelkreis-Verstärkung darf jedoch die Eigenfrequenzgrenze des mechanischen Systems nicht überschreiten.
Um die Systemstabilität zu gewährleisten, sollte die Drehzahlregelkreis-Bandbreite (Hz) das 3- bis 5-fache der Positionsregelkreis-Bandbreite (Hz) betragen.
C01.01: Drehzahlregelkreis-Verstärkung
Wenn der Drehzahlregelkreis eine geringe Reaktionsfähigkeit aufweist, führt dies zu einer Verzögerung im überlagerten Positionsregelkreis, was zu Überschwingen oder Oszillation im Drehzahlsollwert führen kann. Daher gilt: Innerhalb des Bereichs, in dem das mechanische System nicht schwingt, verbessert ein höherer Wert in der Regel die Reaktionsfähigkeit und Stabilität.
C01.03: Grenzfrequenz des Drehmomentsollwert-Filters
Dieser Parameter wendet ein Tiefpassfilter auf den Drehmomentsollwert an. Der eingestellte Wert definiert die Grenzfrequenz des Filters. Ein niedrigerer Wert bewirkt eine stärkere Filterung; ein zu niedrig eingestellter Wert führt jedoch zu einer übermäßigen Verzögerung im Drehzahlregelkreis und verringert dadurch die Drehzahlregelkreis-Bandbreite.
Wenn die Maschine vibriert, kann eine entsprechende Verringerung dieses Parameterwerts helfen, die Vibration zu beseitigen.
3. Schwingungsunterdrückungsfunktion des Reglers nutzen
Der A6-Regler bietet 5 Notchfilter mit jeweils 3 Parametern: Notchfrequenz, Breitenstufe und Tiefenstufe. Der erste und zweite Notchfilter können manuell eingestellt oder als adaptive Notchfilter konfiguriert werden (C01.30 = 1 oder 2). Im adaptiven Modus werden die Parameter vom Regler automatisch eingestellt. Die verbleibenden drei Notchfilter werden manuell konfiguriert. Ein Notchfilter unterdrückt mechanische Resonanzen, indem die Verstärkung bei einer bestimmten Frequenz gedämpft wird. Sobald der Notchfilter korrekt konfiguriert ist, können Vibrationen wirksam unterdrückt werden, wodurch Sie die Servoverstärkung weiter erhöhen können.
Einrichtungsschritte für den adaptiven Notchfilter
- Stellen Sie C01.30 (Modusauswahl adaptiver Notchfilter) je nach Anzahl der Resonanzstellen auf 1 oder 2 ein.
- Wenn eine Resonanz auftritt, stellen Sie C01.30 zunächst auf 1, um einen adaptiven Notchfilter zu aktivieren. Nachdem die Verstärkung angepasst wurde und eine neue Resonanz auftritt, stellen Sie C01.30 auf 2, um zwei adaptive Notchfilter zu aktivieren. Während des Servobetriebs werden die Parameter des ersten und zweiten Notchfilters automatisch aktualisiert.
- Wenn die Resonanz unterdrückt wurde, hat der adaptive Notchfilter das gewünschte Ergebnis erzielt. Besteht die Resonanz weiterhin, verwenden Sie das Hintergrund-Softwaretool, um die Wellenformen der relevanten Variablen zu beobachten, und nutzen Sie die verbleibenden drei manuellen Notchfilter, um die Resonanz weiter zu unterdrücken.
Diese Methoden sind wirksam zur Beseitigung von Vibrationen bei A6-Servomotoren. Weitere Einzelheiten finden Sie im entsprechenden Benutzerhandbuch:
A6-RS Handbuch – Kapitel 6: https://www.omc-stepperonline.com/index.php?route=product/product/get_file&file=5101/A6-RS%20series%20servo%20drive%20manual.pdf
A6-EC Handbuch – Kapitel 7: https://www.omc-stepperonline.com/index.php?route=product/product/get_file&file=5071/A6-EC%20series%20servo%20drive%20manual.pdf
A6-PN Handbuch – Kapitel 6: https://www.omc-stepperonline.com/index.php?route=product/product/get_file&file=5088/A6-PN%20series%20servo%20drive%20user%20manual.pdf
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