现场故障:
客户现场配置如下图,垂直安装,负载20kg,使用档块寻零,方向向上。
客户描述将nominal current limit value scaling factors设置为0.3,在任意位置只要一触发寻零即反馈寻零成功,负载没有移动位置。
而如果将此系数改为0.4及以上,触发寻零后电缸走到档块位置一直停留,不会报成功,直到超时报错。


故障分析:
第一步,评估电流阈值系数。档块寻零的原理为:电流达到电机额定电流Rated current*scaling factor且超过一定时间(默认0.1s)即判定寻零成功。scaling factor设置为0.3时,判定寻零成功的阈值电流为2.2A*0.3约等于0.66A,由于垂直轴带重负载,启动寻零瞬间电流即大于此值,直接误判为寻零成功。因此scaling factor过小。

第二步,增加scaling facor。增加到0.45之后,参数框变黄,警告系统推荐最大值为0.299。忽略此警告,继续测试发现,此时电缸能撞档块,但是一直不回弹,一直持续到CMMT报寻零超时。
分析原因在于0.45的系数对应阈值电流为2.2A*0.45=0.99A,而上图显示实际电流钳制在了0.90A。推测是系统限制了扭矩输出,导致寻零时始终无法达到阈值电流。
第三步,增加扭矩限制,0.45系数的电流对应的扭矩限制为0.45*0.99Nm*3=1.3365(0.99为电机额定扭矩,3为减速比),而系统默认的扭矩限制约为1.2Nm,增加此限制到1.4Nm之后,重新寻零,和改之前现象一样,不能寻零成功。

第四步,查找参数表发现最大驱动扭矩也是1.208Nm。因为这关系到电缸的物理承受能力,不敢直接更改。查询样本得知,1.208Nm大约对应着电缸的最大驱动力650N。至此,可以看出电缸默认扭矩限制考虑了系统的瓶颈,因此扭矩限制值只能改小,不能改大。

第五步,设置scalling factor为0.38,对应的档块识别扭矩阈值为:0.38*2.2A=0.836,小于之前trace的钳制电流。为了减小启动寻零瞬间的冲击电流,降低加速度从1到0.5,降低jerk值从100到10。反复测试7次,寻零过程正常,到达档块位置后就确认寻零成功。
总结:
1.垂直负载过重且档块寻零的方向为向上时,用来平衡负载的电流较大,容易导致误判;
2.电机功率大,电缸规格小的时候,或者带减速机的时候,较小的电机电流就能达到电缸最大输出力。此时FAS会根据伺服系统配置,考虑系统的瓶颈,设置合适的扭矩限制。此时过大档块识别系数容易导致电缸寻零时达不到目标电流而始终卡在档块处不能成功。
3.垂直安装且负载较重时,不建议使用挡块寻零。如果必须使用挡块寻零,最好减小寻零加速度和jerk值,以避免较大的冲击电流导致误判。