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／ROBOT A 17  501 001-2012：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Littelfuse 452/454-8A；保险丝F2默认为Littelfuse 451/453-3A。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AUX HV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AUX HV需单独接24v，与主电源相互分离。 4、调试步骤 4.1 Copley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：1 CAN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“Restore amplifier data from disk”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"Auto Phase”选项卡，进行码盘、绕组、霍尔相位整定。 图 4.3 自整定界面 Auto Phase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“ Test Complete，Motor Wiring has been Configured”，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“Test Complete Phase Count OK”，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“Test Complete ；Motor was already properly phased”此时点击“Finish”，结束自整定。 图 4.7 霍尔整定 以上4步为“Auto Phase”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“I Loop”，打开电流环窗口，设置电流为12A，点击“Auto Tune”，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.Actual Current 2.Actual Motor Velocity 3.Commanded Velocity 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（Square Wave）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 4.14 PID调试1 然后逐步升高p值，如下图： 图 4.15 PID调试2 图 4.16 PID调试3 图 4.17 PID调试4 此时的速度跟随性能已可接受，然后调整i值： 图 4.18 PID调试5 图 4.19 PID调试6 此时可基本确定PID参数 4.6 Input/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“Amp Enable-HI Enables With Clear Faults”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“Control Panel”窗口，按下“Enable”按钮。 图5.1 Software Enable 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“Control Pannel”窗口，显示如下图界面： 图5.3 “Control Pannel”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->Network Configuration，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Configure Faults按钮，确保弹出的如下图所示的对话框中红框内的Following Error，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／ROBOT A 17  501 001-2012：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／ROBOT A 1A  501 T 001：模块调试记录》进行记录。 起草(修改)人：   审 核 人：   批 准 人：   发布日期：