1     免责声明

本使用手册及样例包目录内所包含文档、PLC程序、机床可执行程序（MPF、SPF、…）、电气图，可能与用户实际使用不同，用户可能需要先对例子程序做修改和调整，才能将其用于测试。本例程的作者和拥有者对于该例程的功能性和兼容性不负任何责任，使用该例程的风险完全由用户自行承担。由于它是免费的，所以不提供任何担保，错误纠正和热线支持，用户不必为此联系西门子技术支持与服务部门。

对于在使用中发生的人员、财产损失本公司不承担任何责任，由使用者自行承担风险。

以上声明内容的最终解释权归西门子（中国）有限公司所有，后续内容更新不做另行通知。

2     概述

功能基本描述：

       APC ECO功能是用来抑制机械振动。在提高位置环增益的同时，并且有提高工件表面加工效果的作用。所以可以同时提高加工精度并带来更好的表面效果。

适用场合：

·        APC ECO 功能不需要直接编码器

·        APC ECO 功能不仅适用于普通西门子伺服电机还可以用于力矩电机和直线电机

·        在典型的机械配置里:带有丝杠链接或者齿轮箱、皮带轮、齿轮齿条的机床轴会因为最低转子锁定频率导致了很低的位置环增益Kv

3     要求

3.1     硬件要求

image.png

3.2     软件版本要求

·        SINUMERIK 828D软件版本需要大于 SW4.95

·         SINAMICS 版本需要大于V5.2

3.3     其他要求

·        APC ECO 功能不再依赖于系统的直接测量系统

·        Advanced Position Control ECO选项：6FC5800-0AM12-0YB0

4     注意事项

区别于APC advance，在SINUMERIK 828D里只能使用APC ECO，可以抑制简单的振动，对应的滤波系数系统会自动计算后保存在SINAMIC系统中，所以有些相关参数是在系统中找不到的，例如APC ECO中P3704/P3705 滤波器 参数，实际SINAMIC系统中无法找到，也不需要进行修改。

文档是针对828D半闭环控制系统的 APC ECO功能调试方法。

做完APC ECO后不能再进行自动优化否则会自动关闭APC ECO的功能，所以建议在之前做好自动优化后再进 行APC ECO功能的调试。

5     调试或使用步骤

5.1     激活APC ECO选项功能步骤

·        绑定APC ECO选项功能6FC5800-0AM12-0YB0至当前系统CF卡上。

·        相继按下   

image.png

选中激活APC ECO选项（参考下图），并且PO生效。

image.png

5.2     调试APC ECO方法

APC ECO在不同的828D软件版本中调试方法略有不同。

image.png

SINUMERIK 828D SW4.8软件中的 APC ECO调试应用详见《828D_应用_828D_Advanced Position Control ECO功能_2020》。

本文介绍在SINUMERIK 828D SW4.95软件中的 APC ECO调试应用。

 

5.2.1      基于AST自动优化调试APC ECO

在调试APC ECO功能之前，先使用AST自动优化各轴，具体优化过程在这里不在详述。


在授权APC ECO选项后，进入Sinamics功能模块画面。

本应用以调试X轴为例。按下“MENU USER-调试-驱动系统-驱动-更改”：

image.png


选中“主动振动抑制（AVS/APC-ECO）”，根据提示点击“下一步”，直到“完成”，点击“PAGE DOWN”翻页键查看已激活的功能模块：

image.png


APCeco/AVS驱动参数的速度环回路调试

按下“MENU USER-调试-自动伺服优化-选项”：

image.png


选中“显示专家参数”，按下“确认”按键。

进入自动伺服优化画面：

image.png


将光标移动到X轴，按下 “查看轴” ：

image.png

 

依次按下

image.png

image.png


按下“调整方案”image.png按键：

image.png

 

按下“是”按键：

image.png

 

然后勾选 “重新优化APCeco/AVS”（APCeco/AVS 重调并激活或撤销都可以在此进行）。

按下“确认”按键。即可显示已完成启用 APCeco/AVS 并优化 APC 驱动参数的速度环回路。

image.png

 

APCeco/AVS驱动参数的位置环回路调试

在上述画面中依次按下image.png

image.png


勾选 “APCeco/AVS生效”。然后依次按下image.png

image.png

按下“调整方案”按键：

image.png

按下“是”按键：

image.png

按下“确认”按键。即可显示已完成启用 APCeco/AVS 并优化 APC 驱动参数的位置环回路。

image.png

这里，我们可以观察下Kv系数前后的变化。


驱动数据检查

完成启用 APCeco/AVS 并优化 APC 驱动参数的速度环和位置环回路后，我们可以打开驱动参数画面：

image.png

找到P3700参数并按下“选择”按键：

image.png

驱动数据P3700 Bit0显示已经激活APC ECO控制，若需要关闭APC ECO，我们也可以直接设置P3700.0=0。


5.2.2         手动优化调试

如果工件上的振动由机床底座中的振荡或者安装不当所致，则不能通过 AST 优化，因此必须手动进行优化。

手动优化具体步骤如下：

确定转子锁定频率

进入自动伺服优化画面，按下“速度环”。

image.png


在测量里选择“转速被控对象（电流设定值滤波后）”，然后按下“测量”-“启动测量“即可得到相应波特图：

image.png

从上图中我们可以得到机械的最低转子锁定频率为 39.139Hz。

注：KV 的最大设置应限制在最低锁定转子频率/10，如 3.9

 

激活Sinamic功能模块

image.png

 

参数设定

将上述测量到的转自锁定频率输入到P3753参数中：P3753=39.139

选择增益系数并输入到 p3754。此系数可以逐步增加，直至得到最佳设置。当 p3754>0 时，每次更改后，更改都会立即激活。

增益系数 p3754 可衡量此功能的有效性。大多数情况下，0.5 - 1 之间即可输出良好的结果。p3754 > 0 时，此功能激活；p3754 = 0 时，此功能关闭。无需设置 p3700。

 image.png


 重新优化位置回路

进入自动伺服优化画面，按下“位置环”。

image.png


选择“参考频率响应“，按下”测量“进行测量：

image.png

注意波特图不能超调。

完成手动启用并优化APCeco/AVS功能。

5.3     实际跟踪测试效果

使用定位测试轴在使用APCeco/AVS后的效果。

下图是举例实际机床X轴将MD32200从2提高到6，Kv提高很多后，不使用APC ECO和使用APC ECO后的电流波动效果。

image.png

更小的机械波动不仅可以提高机床的运行性能，还可以获得更好的加工表面效果，同时还能兼顾加工精度。

7     作者/联系人

Bai Zhi Fu

2022.02.16