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數(shù)控系統(tǒng)伺服驅(qū)動優(yōu)化方法（一）
目前數(shù)控機(jī)床配置的數(shù)控系統(tǒng)主要德國SIEMENS系統(tǒng)，如何提高伺服驅(qū)動系統(tǒng)的動態(tài)特性，這也是維修及調(diào)試人員必須要做的一項很重要的工作。
伺服驅(qū)動優(yōu)化的目的就是讓機(jī)電系統(tǒng)的匹配達(dá)到最佳，以獲得最優(yōu)的穩(wěn)定性和動態(tài)性能。在數(shù)控機(jī)床中，機(jī)電系統(tǒng)的不匹配通常會引起機(jī)床震動、加工零件表面過切、表面質(zhì)量不良等問題。尤其在磨具加工中，對伺服驅(qū)動的優(yōu)化是必須的。
數(shù)控系統(tǒng)伺服驅(qū)動包括3個反饋回路，即位置回路、速度回路以及電流回路最內(nèi)環(huán)回路反應(yīng)速度最快，中間環(huán)節(jié)反應(yīng)速度必須高于最外環(huán)，如果沒有遵守此原則，將會造成震動或反應(yīng)不良。
伺服優(yōu)化的一般原則是位置控制回路不能高于速度控制回路的反應(yīng)，因此，若要增加位置回路增益，必須先增加速度回路的增益。如果僅僅增加位置回路增益，機(jī)床很容易產(chǎn)生振動，造成速度指令及定位時間增加，而非減少。在做伺服優(yōu)化時必須知道機(jī)床的機(jī)械性能，因為系統(tǒng)優(yōu)化是建立在機(jī)械裝配性能之上的，即不僅要確保伺服驅(qū)動的反應(yīng)，而且也必須確保機(jī)械系統(tǒng)具備高剛性。
首先將功能位參數(shù)P2003的位3設(shè)定1，回路增益參數(shù)P1825設(shè)定為3000，，速度增益參數(shù)P2021從200增加，每加100后，用JOG移動坐標(biāo)，看是否震動，或看伺服波形(TCMD)是否平滑。
注：速度增益=[負(fù)載慣量比(參數(shù)P2021)+256]/256*100。負(fù)載慣量比表示電機(jī)的慣量和負(fù)載的慣量比，直接和具體的機(jī)床相關(guān)，一定要調(diào)整。
伺服波形顯示：把參數(shù)P3112#0改為1(調(diào)整完后,一定要還原為0)，關(guān)機(jī)再開機(jī)。采樣時間設(shè)定5000，如果調(diào)整X軸，設(shè)定數(shù)據(jù)為51,檢查實際速度。
如果在起動時，波形不光滑，則表示伺服增益不夠，需要再提高。如果在中間的直線上有波動，則可能由于高增益引起的震動，這可通過設(shè)定參數(shù)2066=-10(增加伺服電流環(huán)250um)來改變。
N脈沖抑制：當(dāng)在調(diào)整時，由于提高了速度增益，而引起了機(jī)床在停止時也出現(xiàn)了小范圍的震蕩(低頻)，從伺服調(diào)整畫面的位置誤差可看到，在沒有給指令(停止時)，誤差在0左右變化。使用單脈沖抑制功能可以將此震蕩消除，按以下步驟調(diào)整：
a)參數(shù)2003#4=1，如果震蕩在0-1范圍變化，設(shè)定此參數(shù)即可。
b)參數(shù)2099設(shè)置為400
4)有關(guān)250um加速反饋的說明：
電機(jī)與機(jī)床彈性連接，負(fù)載慣量比電機(jī)的慣量要大，在調(diào)整負(fù)載慣量比時候(大于512)，會產(chǎn)生50-150HZ的振動，此時，不要減小負(fù)載慣量比的值，可設(shè)定此參數(shù)進(jìn)行改善。
此功能把加速度反饋增益乘以電機(jī)速度反饋信號的微分值，通過補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩指令Tcmd，來達(dá)到抑制速度環(huán)的震蕩。
5)速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系統(tǒng)的響應(yīng)和剛性。因此可以減小機(jī)床的加工形狀誤差，提高定位速度。由于這一效果，使得伺服調(diào)整簡化。HRV2控制可以改善整個系統(tǒng)的伺服性能。伺服用HRV2調(diào)整后，可以用HRV3改善高速電流控制，因此可進(jìn)行高精度的機(jī)械加工。
SIEMENS810/840D系統(tǒng)具有自動優(yōu)化功能，由驅(qū)動系統(tǒng)在負(fù)載狀態(tài)下自動測試和分析調(diào)節(jié)器的頻率特性，確保調(diào)節(jié)器的比例增益和積分時間常數(shù)。如果自動優(yōu)化的結(jié)果不夠理想，達(dá)不到機(jī)床最佳控制效果，在此基礎(chǔ)上需要進(jìn)行手工優(yōu)化。
首先就SIEMENS810/840D自動優(yōu)化的具體步驟做一詳細(xì)介紹。
在優(yōu)化之前要使機(jī)床在JOG方式下，可以選WithoutPLC，這樣在優(yōu)化過程中PLC不生效。
SIEMENS840D中PCU50軸優(yōu)化具體步驟：
1.菜單→啟動→驅(qū)動/伺服軸→擴(kuò)展→自動控制設(shè)置
2.在自動控制設(shè)置窗口：設(shè)置好不帶PLC，上限、下限。
3.按右側(cè)垂直菜單的啟動鍵，此時顯示“開始機(jī)械系統(tǒng)測量部分1”→確認(rèn)
4.按“程序啟動鍵”，電機(jī)正轉(zhuǎn)。然后顯示“開始機(jī)械系統(tǒng)測量部分2”→“確認(rèn)”
5.再次按“程序啟動鍵”，電機(jī)反轉(zhuǎn)。然后顯示“啟動當(dāng)前控制的測量”→“確認(rèn)”
6.再次按“程序啟動鍵”。然后顯示“控制器數(shù)據(jù)開始計算”→“確認(rèn)”