Copley控制器焊接调试作业指导书.docx
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Copley控制器焊接调试作业指导书.docx
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Copley控制器焊接调试作业指导书
t1、适用范围
本作业指导书适用于新Copley控制器的生产、焊接调试过程以及使用已测试完成的Copley进行新型号电机测试的过程。
2、软、硬件要求
软件需求:
Windows7或xp操作系统、CME2软件。
硬件需求:
Copley控制器、电机、USB-232模块或CAN卡、开关电源或电池、Copley控制器转接板Copley_CON_V1.0(适用于ACM-090系列控制器)、电脑一台。
3、生产、焊接、接线要求
Copley控制器分多种型号,其中ACM-090系列Copley控制器需要与Copley控制器转接板(型号:
Copley_CON_V1.0)焊接在一起使用。
焊接过程参考《Q/ROBOTA17501001-2012:
电路板焊接作业指导书》进行操作和记录。
3.1焊接要求
由于Copley_CON_V1.0转接板通过铜螺柱安装在平整的金属散热面上,为了保证散热效果,需要保证焊接高度和平整性。
具体操作步骤如下:
①在待焊的转接板四角的定位孔中,安装3×25mm+6的六角铜螺柱并在铜螺柱上加垫一个塑料垫片,铜螺柱柱体在Copley转接板有丝印一侧(PCB板正面);固定铜螺柱的螺母在Copley转接板无丝印的一侧(PCB板背面)。
②将Copley控制器的铝基板一侧朝下放置在光滑平整的桌面上(也可以是铝板、钢板等其他材质的平面),再将转接板自上而下插入Copley控制器。
确认铝基板与桌面接触良好、转接板四角的铜螺柱与桌面接触良好。
③将Copley控制器的排针焊接在转接板的排针孔内。
焊接完成后取下塑料垫片,并用M3×6的螺丝将Copley固定在铝制散热板上
备注(一辆四驱车需要4块Copley驱动板,其中2号Copley驱动板的转接板需要焊接终端电阻)具体位置见Copley转接板接线图
3.2元器件要求
ACM-090系列Copley控制器可适应24v~96v电压。
在使用不同的电源时,Copley转接板上的部分元器件需采用不同的型号。
具体要求如下:
①保险丝F1默认为Littelfuse452/454-8A;保险丝F2默认为Littelfuse451/453-3A。
暂无替代型号。
②转接板上的稳压芯片默认使用LM2576—HV—5.0;当电机电源电压低于36v时可以使用低压版LM2596/2676—5.0代替。
③转接板上二极管D3、D4默认采用SS110。
当电源电压≥48v时,二极管D4不焊。
④转接板上尽量选用耐压值≥100v的电解电容。
3.3接线要求
①接线时主电源HV需使用1.5~2.5mm2的铜导线,辅助电源AUXHV可使用0.5~1.5mm2的铜导线。
多台Copley之间,主电源线和辅助电源线均不可级联。
②当电源电压大于48v时,辅助电源AUXHV需单独接24v,与主电源相互分离。
4、调试步骤
4.1Copley连接
准备好软硬件、接线并检查
使用USB-CAN卡通过CAN总线连接单个Copley。
打开CME,如果连接正常,点击图4.2红框内设备,则应显示如下图界面:
图4.1主界面
如果出现任何错误提示,则检查:
1CAN总线接线是否正确;2总线是否有断路
4.2参数导入
点击图4.2中红框内的图标,打开“Restoreamplifierdatafromdisk”窗口,调用已保存在上位机中的Copley配置参数(.ccx文件),保存至Copley控制器的flash存储器中。
图4.2参数导入
4.3码盘、绕组、霍尔相位自整定
点击图4.3中红框内的图标,打开"AutoPhase”选项卡,进行码盘、绕组、霍尔相位整定。
图4.3自整定界面
AutoPhase整定详细步骤如下:
1.转向设定将电机朝用户期望的正方向转动,然后点击“next”完成该项设置,CME2自动完成相关配置。
图4.4转向设定
2.绕组整定将自整定电流设置为5A,点击“Start”,开始电机配线设置。
CME2驱动电机转动。
测试通过,显示“TestComplete,MotorWiringhasbeenConfigured”,此时点击“Next”按钮,进入下一步测试。
图4.5绕组整定
3.相位脉冲数整定点击“Start”,开始电机相位脉冲数测试。
CME2驱动电机转动,用户观察电机转动的角度是否为一整圈。
测试通过,显示“TestCompletePhaseCountOK”,此时点击“Next”,进入下一步测试。
图4.6相位脉冲数整定
4.霍尔整定点击“Start”,开始霍尔联系设置。
CME2驱动电机转动,霍尔的状态被解码用来正确地整定相位,测试通过,则显示“TestComplete;Motorwasalreadyproperlyphased”此时点击“Finish”,结束自整定。
图4.7霍尔整定
以上4步为“AutoPhase”自整定的全部功能及步骤。
4.4电流环自动调节
在主界面中点击“ILoop”,打开电流环窗口,设置电流为12A,点击“AutoTune”,进行电机电流环的Kp、Ki自整定。
图4.8电流环窗口
PI参数自整定界面:
图4.9电流自整定
整定结束后,CME2会弹出如下窗口,可根据需要选择适合的PI参数(通常选择“Medium”):
图4.10显示结果
4.5速度环PI参数设置
1、在主界面中点击
,打开速度环窗口,设置Vel.limit为4000rpm;window为24000rpm;Time为10000ms;点击“Close”关闭窗口保存设置。
图4.11速度环窗口
2、点击主界面中示波器工具,进入调试界面:
需要显示的波形为:
1.ActualCurrent
2.ActualMotorVelocity
3.CommandedVelocity
调试速度环的目的是使实际速度曲线要响应目标速度曲线,如下图所示,具体调试方法见下文。
图4.12波形显示
3、确定输入信号参数(图4.13红框内所示)。
一般使用1Hz方波(SquareWave)进行调参比较方便,并选择以1000rpm的速度(Velocity)输入。
将下图蓝框内的i值设为0,从p值开始调。
图4.13设置参数
如下图所示,从3000开始,点击Start后产生的波形为:
图4.14PID调试1
然后逐步升高p值,如下图:
图4.15PID调试2
图4.16PID调试3
图4.17PID调试4
此时的速度跟随性能已可接受,然后调整i值:
图4.18PID调试5
图4.19PID调试6
此时可基本确定PID参数
4.6Input/Output配置
在主界面上点击
图标,打开”数字输入/输出“窗口,把IN1和IN5都设置成“AmpEnable-HIEnablesWithClearFaults”如下图所示。
点击”Close“关闭窗口,保存设置。
图4.20”输入/输出“设置
5.电机运动验证
5.1单个电机验证
确认碰撞开关和急停没有被拍下,点击图5.1中红框内所示图标,打开“ControlPanel”窗口,按下“Enable”按钮。
图5.1SoftwareEnable
点击主界面中的
图标后出现如下图所示速度输入对话框:
图5.2速度输入对话框
在框内输入3000,观察车轮转动方向和状态,并分别按下碰撞开关和急停,观察车轮是否停止转动。
若转动方向不正确,则重新设置正方向
若车轮出现抖动,则重新调整PID
若车轮不转或可以用手捏住,则检查电机与减速器之前的紧固螺钉有没有拧紧
若碰撞开关和急停无效,则检查接线和”Input/Output”设置。
点击主界面中的
图标,打开“ControlPannel”窗口,显示如下图界面:
图5.3“ControlPannel”窗口
正常状态下,蓝框内电流值应在1至2A内,若电流过大,且电机转动的声音不正常,则减速器测试不通过。
5.2.多轮验证
ID号设置
通常情况下,四个电机都单独测试完成后,先将接有终端电阻的2号Copley板接入CAN总线,设置ID号,再依次接入其他板。
四驱车车轮编号如下图所示:
图5.4车轮编号
无论Copley安装位置如何,其ID号都和与之连接的电机编号一致。
如果ID不正确,选择菜单Amplifier->NetworkConfiguration,显示如下图界面:
图5.5更改ID号
确认图5.5红框内勾选如图示,更改蓝框内ID号为正确ID号,然后点击绿框内Save&Reset按钮保存参数。
整车测试
将所有Copley板接入CAN总线,打开CME。
如果连接正常,则应显示如下界面:
图
5.6多轮验证
如果红框内无法正常显示所有设备,则检查Copley接线和ID号配置。
重复第四节的调试步骤。
8.里程计校准
前面所有测试步骤完成后,将四驱车着地。
保持CAN线连接,关闭CME。
检查“底盘测试程序”->”bin”里CopleyChassicDevice.ini中的参数是否符合实际四驱车参数。
各参数意义如下:
WheelDiameter:
车轮直径;
RateSlow:
减速比;
WheelNum:
车轮数;
RRadius:
旋转半径。
一般保持这些参数不变。
运行”底盘测试程序”->”bin”里的suro_ros_core.exe。
然后先后运行“底盘测试程序”->”bin”里的底盘驱动CopleyChassicDevice.exe和stick_control.exe。
在stick_control.exe窗口中输入“J”,然后输入”w”使车向前走一段直线,完成后比较实际距离和底盘驱动程序窗口中显示的x值是否接近。
如果偏差较大,则检查前两个参数。
完成后再输入“a”或“d”使车自旋,旋转半圈(180度,3.14弧度)后,比较较实旋转角度和底盘驱动程序窗口中显示的w值是否接近。
如果偏差较大,则用一下公式校准RRadius:
当前RRadius*3.14=程序测量值w*校准后的RRadius
如单次校准后偏差任然较大,可多次校准,使RRadius逼近最终值。
注意在校准RRadius过程中,底盘驱动程序窗口中w值的变化应为0值3.14左右,如果中间有任何跳变,则可重新开始校准,并使车自旋90度(1.57弧度)。
此时的校准公式为:
当前RRadius*1.57=程序测量值w*校准后的RRadius
如果校准过程中底盘驱动程序窗口中报跟随错误,则可点击图7.1蓝框内ConfigureFaults按钮,确保弹出的如下图所示的对话框中红框内的FollowingError,没有被勾选。
然后重复校准过程。
9.相关记录
Copley_CON转接板的焊接规程参考《Q/ROBOTA17501001-2012:
电路板焊接作业指导书》,《焊接关键参数设备记录单》、《元器件清单》对焊接过程进行记录。
硬件、软件相关调试过程使用《Q/ROBOTA1A501T001:
模块调试记录》进行记录。
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- Copley 控制器 焊接 调试 作业 指导书