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[H3U] H3U脉冲控制和CANLink3.0通信协议的比较

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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。

image.png

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:
                                                             image.png
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。

image.png
图3  全自动火焰排条机初始位置
image.png
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。
image.png
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

  现场测试具体步骤:
  
  
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。

                              

image.png

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;

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)

  主位置指令来源
  
响应时间(ms)
均值
  多段位置
  指令(CANLink)
  
22.5
26.5
26.25
22.5
22.5
22.5
18.75
26.5
22.5
23.39
  脉冲指令
  
22.5
22.5
22.5
30
26.25
26.25
18.75
22.5
22.5
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;

image.png



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

  
功能码
  
设置值
说明
备注
  
H02-00
  
1
位置控制模式
  
H03-08
  
2
DI4功能为“故障与警告复位”
默认H03-09=0,低电平有效
  
H04-06
  
11
DO4输出“故障输出”
  
H05-00
  
2
位置指令来源为“多段位置指令”
  
H05-07
  
1048576
电子齿轮比1分子
  
H05-09
  
10000
电子齿轮比1分母
  
H09-00
  
1
参数自调整模式,用刚性表自动调节增益参数
  
H09-01
  
16
刚性等级选择
  
H0C-00
  
1
驱动器轴地址
  
H0C-08
  
5
CAN通信速率:5-500K
  
H0C-09
  
1
使能VDI
  
H0C-15
  
0
0=CANLink协议
  
1=CANopen协议
  
H11-00
  
2
多段位置运行方式:DI切换运行
  
H11-01
  
1
位移指令终点段数选择
  
H11-04
  
0/1
0:相对位置指令
  
1:绝对位置指令
  
H11-12
  
-
第一段移动位移
  
H11-14
  
-
第1段位移最大运行速度
  
H11-15
  
-
第1段位移加减速时间
  
H17-00
  
1
VDI1功能为“伺服使能”
H17-01默认为0,;表示写入1时伺服使能有效
  
H17-02
  
18
VDI2功能为“正向点动”
  
H17-04
  
19
VDI3功能为“反向点动”
  
H31-00
  
-
VDI虚拟电平



(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。




image.png

图8  切换CANLink3.0协议和脉冲指令的波形图

image.png


图9  程序中轴控指令绝对定位脉冲数

image.png

                              

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

  
H05-00功能参数变化
  
脉冲轴当前绝对位置脉冲数
CANLink轴绝对位置脉冲数
发送脉冲数
结果
  
0→2
  
-200000
-500000
将CANLink轴绝对位置改为-20000
轴1不动
  
2→0
  
-200000
0
将脉冲轴绝对位置改为-50000
轴1从-200000运行到-500000
  
0→2
  
-500000
0
闭合运行按钮
轴1从-500000运行到0
  
2→0
  
-500000
0
将脉冲轴轴绝对位置改为-1000
轴1会从-500000运行到-10000
  
0→2
  
-1000
0
闭合运行按钮
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-。

image.png


图11  CANLink接线图




(1)主程序只调用子程序2,
image.png

                              

轴2走绝对定位,可运行
image.png

(2)主程序只调用子程序1,
image.png

轴1走绝对定位,可运行
image.png
(3)主程序同时调用子程序1和子程序2
image.png

轴2先走绝对定位,可运行
image.png

轴1可以同时走绝对定位,可运行
image.png


(4)主程序同时调用子程序1和子程序2
image.png

轴1先走绝对定位,不能运行
image.png

轴2使能,走绝对定位,可运行
image.png

再运行轴1,走绝对定位,可运行
image.png

(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。
image.png



轴2走绝对定位,可运行

image.png


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

  
主程序调用
  
轴1绝对定位
轴2绝对定位
措施
  
子程序2
  
/
运行
/
  
子程序1
  
运行
/
/
  
子程序1和子程序2
  
后使能运行
先使能运行
/
  
子程序1和子程序2
  
先使能不运行
后使能运行
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。













image.png
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一支水性笔 2019-11-17 21:42:35 | 显示全部楼层
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shizhiwei 2019-11-19 08:43:33 | 显示全部楼层
赞!!!讲解很细致!
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EVERTO 2019-11-20 08:36:54 | 显示全部楼层
“(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?”
这两条说一下:用通讯定位和脉冲指令是可以混合着用的  伺服使用手轮功能即可用脉冲控制 ;canlink没有插补, 做了几个插补都是用h3u发脉冲实现的。曲线比较复杂的话建议用h3u凸轮非标。  另外说一点:轴控指令,固定模式局限性大; 可以自己定义canlink表来控制,见过带二十五六个伺服的。
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EVERTO 2019-11-20 09:01:08 | 显示全部楼层
"(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?"
第2条是可以的,打开伺服手轮功能即可用脉冲指令。  第3条 canlink 没有插补  用过的几个插补都是脉冲指令完成的。
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ly2006 2020-4-15 23:22:08 | 显示全部楼层
讲解很细,学习
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dxzheng 2020-5-29 19:56:55 | 显示全部楼层
感谢楼主分享
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yyqq 2020-6-8 09:40:49 | 显示全部楼层
谢谢分享
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