伺服重要参数设置.docx

1、伺服重要参数设置伺服重要参数设置随着市场的发展和国内功率电子技术、微电子技术、 计算机技术及控制原理等技术的进步，国内数控系统、 交流伺服驱动器及伺服电动机这两年有了较大的 发展，在某些应用领域打破了国外的垄断局面。笔者因 多年从事数控技术工作，使用了多套日本安川、松下、 三洋等数字伺服，但最近因国产伺服性价比好，使 用了一些数控技术公司生产的交流伺服驱动及电动机， 对使用中某些方面总结了一些简单实用的技巧。1 KNDSD10基本性能1.1 基本功能SD100采用国际上先进的数字信号处理器 （DSP TM320 （S240）、大规模可编程门阵列（FPGA、日本三菱 的新一代智能化功率模块（1P

2、M，集成度高，体积小， 具有超速、过流、过载、主电源过压欠压、编码器异 常和位置超差等保护功能。与步进电动机相比，交流伺服电动机无失步现象。伺 服电动机自带编码器，位置信号反馈至伺服驱动器， 与开环位置控制器一起构成半闭环控制系统。调速比 宽1 : 5000,转矩恒定，1 r和20OOr的扭矩基本一样， 从低速到高速都具有稳定的转矩特性和很快的响应特 性。采用全数字控制，控制简单灵活。用户通过参数 修改可以对伺服的工作方式、运行特性作出适当的设 置。目前价格仅比步进电动机高 20003000元。1.2参数调整SD100为用户提供了丰富的用户参数 059个,报警参 数132个，监视方式(电动机转

3、速，位置偏差等) 22个。用户可以根据不同的现场情况调整参数，以达 到最佳控制效果。几种常用的参数的含义是：(1) “0”号为密码参数，出厂值315,用户改变型号 必须将此密码改为385。(2)“ T号为型号代码，对应同系列不同功率级别 的驱动器和电动机。(3)“4”号为控制方式选择，改变此参数可设置驱 动器的控制方式。其中，“ 0”为位置控制方式；“ 1” 为速度控制方式；2”为试运行控制方式；“ 3”为JOG控制方式；“ 4”为编码器调零方式；“ 5”为开环 控制方式（用户测试电压及编码器）；“ 6”为转矩控制方式。（4） “5”号为速度比例增益，出厂值为150。此设置 值越大，增益越高，

4、刚度越高。参数设置根据具体的伺服驱动型号和负载情况设定。一般情况下，负载惯 量越大，设定值越大。在系统不产生振荡情况下，应 尽量设定较大些。（5） “ 6”号为速度积分时间常数，出厂值为 20。此 设定值越小，积分速度越快，太小容易产生超调，太 大使响应变慢。参数设置根据具体的伺服驱动型号和负载确定。一般情况下，负载惯量越大，设定值越大。（6） “ 40”、“ 41”号为加减速时间常数，出厂设定 为0。此设定值表示电动机以0100r/min转速所需的 加速时间或减速时间。加减速特性呈线性。（7） “9”号为位置比例增益，出厂没定为 40。此设 置值越大，增益越高，刚度越高，相同频率指令脉冲 条

5、件下，位置滞后量越小。但数值太大可能会引起振 荡或超调。参数数值根据具体的伺服驱动型号和负载 情况而定。2 KNDSD1O0勺参数设置技巧SD1O0司服驱动器和凯恩帝数控系统相配时，只需设定 表1中的参数，其余参数，一般情况下，不用修改。电子齿轮比的设置如下：配 KND-SD100司服驱动器， 应将KND系统的电子齿轮比设置为 CMR/CMD=11,。 KND-SD100伺服驱动器电子齿轮比设置为位置指令脉冲分频分子（PA12 /位置指令脉冲分频分 母（PA13 =4X 2500 （编码器条纹数）/带轮比X丝杠 螺距X 1000分子分母可约成整数。对于车床，如果X轴以直径编程，以上公式分母应乘

6、 以2,即：位置指令脉冲分频分子（PA12 /位置指令脉冲分频分 母（PA13 =4X 2500 （编码器条纹数）/带轮比X丝杠螺距X 1000X 2例：X轴丝杠螺距为4mm,1: 1传动；Z轴丝杠螺距为 6mm,1: 2减速传动，则X轴驱动器的电子齿轮比为 PA12/PA13=4X 2500/( 1X 4X 1000X 2)=5/4。Z轴驱动器的电子齿轮比为 PA12/PA13=4 2500/(6X 1000X 1/2 )(减速传动比)=10/3所以，对于X轴驱动器，PA/2/PA/3应设定为5/4,对 于Z轴驱动器，PA12/PA13应设定为10/3。3 KNDSD10的参数优化技巧(1)

7、根据上述设置好SD100司服驱动器参数后，开 始优化调整伺服性能，即驱动增益参数的调整。一般 SD100驱动器保持缺省的增益参数，基本可以满足用户 的加工要求。在缺省增益运行电动机时，如果电动机 发出异常声音，则要首先考虑电动机轴的安装是否存 在问题。经检查问题后可考虑采用共振抑制的办法， 修改7号参数(转矩滤波器)和8号参数(速度检测 低通滤波器)来抑制电动机产生的振动。7、8号参数 缺省参数为100,可试着每次将7、8号参数分别减少 10，按确认键。运行电动机，如还不正常，再减少 10, 直到电动机无异常声音。一般 7, 8号参数的调整范围 为2080之间，这样基本能达到共振抑制的效果。(

8、2)保持出厂参数时达不到加工效果，比如车床车 出的斜面粗糙度值大，可试着再调整如下参数：速 度比例增益PA5的调整：确认驱动器正常启动，用数 控系统手动控制电动机转动(机床移动)。确认如果 电动机不振动，加大调整此参数。设定值越大，刚性 越大，机床的定位精度越高，每次加大数值5,直到产 生振动，将此值减小到稳定后，再将此值减 10；位 置比例增益PA9在稳定范围内，尽量设置得较大， 这 样机床跟踪特性好，滞后误差小。同速度比例增益的 调整相似，在不产生振动的情况下应尽可能调大此值； 如以上两参数提高后还达不到加工效果，可采用调 整7、8号参数的方法进行振动的抑制参数调整。调整 后，驱动器5、9

9、号参数可以再向上调一些，这样应该 可以满足用户的加工要求。4 KNDSD10的故障处理技巧一旦出现报警信号，伺服单元将禁止电动机运行，以 及对用户参数的调整，直至断电后重新上电。用户可 以根据显示的报警信息来判断故障的类型以及引起故 障的原因。具体故障处理办法可以参考 SD100用户手 册。如果连报警都没有，那自然就是驱动器故障。当 然，还有可能是伺服根本没有故障，而是控制信号或 上位机有问题导致伺服没有动作。除了看驱动器上的错误、报警号，查手册外，有时最 直接的判断就是互换，如数控车床的 X轴和Z轴互换（型号相同才可以）。或在伺服电动机功率差距不大 的情况下，修改伺服驱动器某些特征参数（如K

10、NDSD100 的“ 1”号型号代码参数），短时间内互换，确定故障 后再换回来是可以的。还可以通过修改数控系统参数，将某轴如 X轴锁住， 不让系统检测X轴，达到判断目的。但应注意：X轴与 Z轴互换，即使型号相同，机床可能因为负载不同、参 数不同而产生问题。在确认检查方案动手前，一定要 考虑全面，以免造成不必要的损失。再有，因为交流伺服单元通常使用数控系统统一供电 系统，三相交流220 V的电压来自伺服变压器。所以 在操作过程中必须符合操作规范。例如： U、V、W三相输出必须按照正确的顺序连接，否则电动机将不能正 常运转，将给出报警信号，并禁止电动机运行。此外，还可以利用报警表（表 2）提示来处

11、理故障。5伺服电动机的其他问题处理技巧（1） 电动机窜动：在进给时出现窜动现象，测速信号 不稳定，如编码器有裂纹；接线端子接触不良，如螺 钉松动等；当窜动发生在由正方向运动与反方向运动 的换向瞬间时，一般是由于进给传动链的反向问隙或 伺服驱动增益过大所致；（2） 电动机爬行：大多发生在起动加速段或低速进 给时，一般是由于进给传动链的润滑状态不良，伺服 系统增益低及外加负载过大等因素所致。尤其要注意 的是，伺服电动机和滚珠丝杠联接用的联轴器，由于 连接松动或联轴器本身的缺陷，如裂纹等，造成滚珠 丝杠与伺服电动机的转动不同步，从而使进给运动忽 快忽慢；（3） 电动机振动：机床高速运行时，可能产生振

12、动，这时就会产生过流报警。机床振动问题一般属于速度 问题，所以应寻找速度环问题；（4） 电动机转矩降低：伺服电动机从额定堵转转矩到 高速运转时，发现转矩会突然降低，这时因为电动机 绕组的散热损坏和机械部分发热引起的。高速时，电 动机温升变大，因此，正确使用伺服电动机前一定要 对电动机的负载进行验算；（5） 电动机位置误差：当伺服轴运动超过位置允差 范围时（KNDSD10出厂标准设置PA17: 400，位置超 差检测范围），伺服驱动器就会出现“ 4”号位置超差 报警。主要原因有：系统设定的允差范围小；伺服系 统增益设置不当；位置检测装置有污染；进给传动链 累计误差过大等；（6） 电动机不转：数控

13、系统到伺服驱动器除了联结脉冲+方向信号外，还有使能控制信号，一般为 DC+24 V 继电器线圈电压。伺服电动机不转，常用诊断方法有： 检查数控系统是否有脉冲信号输出；检查使能信号是 否接通；通过液晶屏观测系统输入/出状态是否满足进 给轴的起动条件；对带电磁制动器的伺服电动机确认 制动已经打开；驱动器有故障；伺服电动机有故障； 伺服电动机和滚珠丝杠联结联轴节失效或键脱开等。6结语综上所述，数控机床伺服驱动器的正确使用除按用户 手册正确设置参数外，还应结合使用现场和负载情况, 灵活操作。实际工作中，使用者只有具备较强的参数 理解能力和实践技能，才能摸索出调试驱动器和电动 机的技巧，才能用好伺服驱动和伺服电动机