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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