标题硬轨机床调试方法-华中数控.doc

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1、如何使用伺服调整工具调试配置华中8型数控系统的硬轨数控机床武汉华中数控股份有限公司目前，硬轨数控机床越来越多，本文提供了一个使用伺服调整工具调试配置华中8型数控系统的硬轨数控机床的方法，请用户参考。一、适用范围：本调试方法适用于配置华中8型数控系统的硬轨数控机床，其中具体的伺服参数调试方法也适合现阶段的各类型伺服驱动器。二、硬轨机床的特性：具有很高的刚性，切削载荷大。摩擦阻力大，动态响应滞后。三、调试目的：保证伺服系统在其整个速度区间内运行时，不产生振荡、啸叫、爬行等异常现象的情况下，获得一个较高的动态

2、特性。四、适用的硬件平台：华中HNC-808、818、848系列的数控系统（V1.11.01以上版本）配HSV-160U、180U伺服驱动单元。软件配置“伺服调试”功能模块。五、调试步骤及方法：1、驱动器自适应：正确连接电机、驱动、系统后将机床上电，根据电机型号将伺服驱动器的PA43号参数设置相应的值后保存断电，再次上电后驱动器便载入适应该电机的一套缺省参数。2、主要性能参数调整：伺服驱动器主要的性能参数调整有三个：速度环比例增益、速度环积分时间常数、位置环比例增益。首先进入系统后设置各个轴的基本参数后

3、，保证机床能正常运行后，再进入到诊断菜单下的伺服调试界面，使用调试工具中的“速度环”采集项依次对每个轴的性能进行分析调整。将机床移至适当位置后，按下该菜单中的“配置”键，设置测量行程和测量速度后返回，系统将自动载入测试程序。如下图所示：按照系统提示，在自动方式下按下循环启动即可对该轴的指令速度、实际速度、加速度进行采集，系统还提供了速度波动范围及加速度最大最小值等相关信息的显示。如下图所示：5【位置环比例增益】的大小影响着电机定位的锁定刚性及运行时的跟踪误差。【速度环比例增益】的大小影响着电机速度的响应

4、快慢。而提高整个伺服系统的响应及刚性，可以减小硬轨带来的滞后延时影响。使得后续在圆度调试中的过象限突跳补偿更加容易补偿。【速度环积分时间常数】的大小影响电机稳态速度误差的大小及速度环系统的稳定性。速度环比例增益、积分时间常数仅对电机在运行时的状态起作用，所以我们可以使用较高的测量速度测试，观察加速波形来判断速度环比例增益是否需要进一步提高。如下图所示：速度环参数调整的原则：是保证速度环系统稳定（不振荡）的前提下，允许超调并只有一个超调量不大的波头，使速度环响应最快，并且系统稳定工作。如下列三幅图中的第三

5、幅图所示：超调量过大5超调量略大超调量刚好速度环积分时间常数调整的原则：为了保证系统稳定的工作，应该调整速度环积分时间常数。调整的原则是，负载惯量折算到电机轴上的值与电机转子惯量的倍数越大，速度环积分时间常数的值应增加越大。逐步提高速度环比例增益，以提高机床响应速度。而伺服电机带上实际负荷时，由于实际负载转矩和负载惯量的增大，会使速度环的带宽相对空载时变窄。在较高的速度环增益下，实际负荷较大的机床（硬轨机床），更容易发生电机工作不稳定而引起的振荡现象。如下图所示：此时需要略微降低速度环比例增益，使之进入

6、稳定状态，然后逐步提高位置环比例增益，直至再次出现不稳定的情况，再适当降低直至稳定。这样伺服系统便获得了一个稍微较高的刚性和响应速度。如下图所示：2、抑制振荡类的参数调整：5由于硬轨机床的特性，往往导致此时我们获得的刚性和响应速度还不足够，判断条件为：在“位置环”采集项中使用1000mm/min的进给速度移动该轴，观察跟踪误差最大值是否在0.2mm以内。当然该项指标能控制的越小越好。若惯量相对较大的机床可增加【速度环反馈滤波因子】及【转矩指令滤波时间】这两项参数，可有效降低振荡，使得速度环比例增益可进一

7、步提升。速度环反馈滤波因子缺省值为1，一般情况下最大调整到4；而转矩指令滤波时间缺省值为1，一般情况下最大调整到10。如下列两幅图所示：转矩指令滤波时间为【1】时转矩指令滤波时间为【4】时2、特性优化调整：此前的参数调整属于粗调，增益类参数可每次增加200~400，若伺服系统发生振荡则减少100~50。而找到临界点后，首先加入适当滤波类参数后，再进行增益类参数的细调。每次增加50~20，若发生振荡则减少20~10。较大的滤波参数虽然可以进一步的提高伺服系统的特性，但是会增加机床运行时的噪音，在不产生附加

8、振荡的情况下（可通过加速波形观察到）应适当控制在一定范围以内（比如85分贝以下）。若滤波类参数无法提高，即在临界点时将滤波类参数加大后振荡反而更加明显。如下列三幅图所示：转矩指令滤波时间为【0】时转矩指令滤波时间为【1】时5转矩指令滤波时间为【4】时说明机床的运行阻力较大（脱开电机后用手旋转丝杆非常吃力），应检查导轨润滑、镶条松紧、丝杆装配精度等方面原因。参数方面可通过提高【电流环控制比例增益】及降低【电流环控制积分时间】来加大电机的出力及