【摘要】:本文主要介紹英威騰DA200高性能交流伺服係統全閉環控製功能在高精度外圓磨床上的應用。

【關鍵字】:英威騰DA200伺服
、磨床、全閉環、高精度

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、 磨床設備及工藝簡介

1．1  磨mo床chuang是shi利li用yong磨mo具ju對dui工gong作zuo表biao麵mian進jin行xing磨mo削xue加jia工gong的de機ji床chuang。大da多duo數shu的de磨mo床chuang是shi使shi用yong高gao速su旋xuan轉zhuan的de砂sha輪lun進jin行xing磨mo削xue加jia工gong，少shao數shu的de是shi使shi用yong油you石shi，砂sha帶dai等deng其qi他ta磨mo具ju和he遊you離li磨mo料liao進jin行xing加jia工gong，如ru珩heng磨mo機ji、超精加工機床、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。

設備結構示意圖

1. 2  工藝簡介

通常磨具旋轉為主運動
，工作的旋轉與移動或磨具的移動為進給運動。磨床因其加工效率高
、應用範圍廣、適應性強、使用成本低、操作安全方便等特點而深受用戶親睞。磨削是一種彈性磨削，是一種具有磨削

、研磨、拋光多種作用的複合加工工藝。

2、磨床設備市場簡介

目(mu)前(qian)部(bu)分(fen)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)已(yi)能(neng)生(sheng)產(chan)較(jiao)低(di)端(duan)的(de)數(shu)控(kong)刀(dao)具(ju)磨(mo)床(chuang)，高(gao)端(duan)數(shu)控(kong)刀(dao)具(ju)磨(mo)床(chuang)仍(reng)以(yi)進(jin)口(kou)為(wei)主(zhu)。隨(sui)著(zhe)國(guo)內(nei)企(qi)業(ye)技(ji)術(shu)的(de)積(ji)累(lei)

，已(yi)經(jing)大(da)大(da)縮(suo)小(xiao)與(yu)國(guo)際(ji)領(ling)先(xian)企(qi)業(ye)之(zhi)間(jian)的(de)差(cha)距(ju)，國(guo)產(chan)數(shu)控(kong)刀(dao)具(ju)磨(mo)床(chuang)在(zai)性(xing)價(jia)比(bi)上(shang)的(de)優(you)勢(shi)開(kai)始(shi)顯(xian)現(xian)，內(nei)需(xu)方(fang)麵(mian)進(jin)口(kou)替(ti)代(dai)開(kai)始(shi)加(jia)速(su)，出(chu)口(kou)方(fang)麵(mian)數(shu)控(kong)刀(dao)具(ju)磨(mo)床(chuang)比(bi)例(li)正(zheng)在(zai)逐(zhu)步(bu)增(zeng)加(jia)，出(chu)口(kou)開(kai)始(shi)提(ti)速(su)。數(shu)控(kong)磨(mo)床(chuang)正(zheng)處(chu)在(zai)行(xing)業(ye)景(jing)氣(qi)度(du)上(shang)升(sheng)期(qi)。

本行業目前選用的伺服品牌大致有：日本安川∑Ⅱ、∑5係列、三菱J2S、J3、J4係列、台達A2係列交流伺服、英威騰DA200係列交流伺服。數控磨床對交流伺服的要求非常苛刻，100次連續加工重複定位精度誤差≤2μm,磨削後的尺寸誤差≤1μm，國內磨削加工工況比較惡劣，例如電壓不穩


、高溫高濕、高汙染等。由於進口產品價格很高
，售後服務很難滿足客戶的要求，給客戶的生產成本、機床信譽、服務質量增加了很多的麻煩和負擔。因此客戶一直在尋找性價比更高的、服務更及時周到的國產伺服品牌。而英威騰DA200憑借高精度
、高響應、全閉環

、高性價比的超強性能及定製化服務贏得了客戶的認可。

3、應用方案介紹

3．1  全閉環伺服係統與半閉環伺服係統的區別

banbihuanshizhishukongxitongfachuzhiling，sifujieshouzhiling
，ranhouzhixing
，zaizhixingdeguochengzhong，sifubenshendebianmaqijinxingweizhifankuigeisifu，sifuzijijinxingpianchaxiuzheng
，sifubenshenwuchakebimian，danshijixiewuchawufabimian，yinweishukongxitongbuzhidao。

quanbihuanshizhisifujieshouzhiling，ranhouzhixing，zhixingdeguochengzhong，zaijixiezhuangzhishangyouweizhifankuidezhuangzhi
，zhijiefankuigeishukongxitong，shukongxitongtongguobijiao，panduanchuyushijipiancha，geisifuzhiling，jinxingpianchaxiuzheng。

3．2  全閉環的重要部件——光柵尺

光柵尺
，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），是shi利li用yong光guang柵zha的de光guang學xue原yuan理li工gong作zuo的de測ce量liang反fan饋kui裝zhuang置zhi。光guang柵zha尺chi經jing常chang應ying用yong於yu數shu控kong機ji床chuang的de閉bi環huan伺si服fu係xi統tong中zhong
，可ke用yong作zuo直zhi線xian位wei移yi或huo者zhe角jiao位wei移yi的de檢jian測ce。其qi測ce量liang輸shu出chu的de信xin號hao為wei數shu字zi脈mai衝chong
，具ju有you檢jian測ce範fan圍wei大da，檢jian測ce精jing度du高gao，響xiang應ying速su度du快kuai的de特te點dian。

3. 3  半閉環磨床的控製方案

絲杆有導程間隙
，來回加工運行不確定的誤差一直在。

機械傳動運行時間越長，磨損越厲害，加工不確定誤差也會在增大。

3．4  INVT磨床控製方案

3．4．1 係統配置圖

3．4．2電氣選型配置

3．4．3方案優勢

3．4．3．1.支持外接負載端安裝的光柵尺
，實現全閉環控製，降低機械傳動背隙影響，更加確保機器終端定位精度。

3．4．3．2直接測量外部負載行程，有效地克服了由於機械磨損造成的傳動誤差加大的困擾。

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、伺服調試及參數設置

4．1  伺服接線圖

4．2  控製線信號接線

控製模塊為NPN型(共陰極) 

若不需要方向信號，隻需接38腳OCP接24V+和24腳PULSE-接PLC脈衝輸出。

4．3   伺服參數設置表

4．4 USB通信的在線示波器通道波形

4．5  伺服調試主要步驟：

4．5．1.  模式設置為全閉環，P0.03=6. 

4．5．2.  設置正確的電子齒輪比
；P0.22設置為0. 電機為17位絕對值，外部光柵尺分頻分子P4.60設置為 131072.電機轉一圈同時絲杆行進一圈行程為5mm,光柵尺的分辨率為1um,外部光柵尺分頻分母P4.61設置為5000. 

4．5．3.  學習好慣量，打開在線慣量整定有效，P1.00=1.使P1.01與觀測值基本相符，否則，繼續學。

4．5．4.  將增益調高，此機剛性P1.03調到17.

4．5．5   開關量配置：DI1為反向驅動禁止，DI2為正向驅動禁止。p3.40=1.DI6為使能，DO3為故障輸出。

4．6  伺服常見問題及處理

全閉環各種場合應用如果不恰當容易飛車，首先P4.62設置光柵尺方向須與伺服電機一致
，若不一樣
，需要方向取反，否則會飛車。此外，還可將p4.33位置超差脈衝範圍設小到合適值

，默認值為100000.同時最大速度限製P4.31也可以設置限到合適的值。這樣可以防止誤操作引發的飛車
，比如使能斷了
，上位還一直在發脈衝
，超過p4.33伺服就報警了。從而防止一加上使能就會飛車的現象。

5、方案總結：

a)  重複定位精度為2um以內，達到了客戶的要求。

b)  與(yu)半(ban)閉(bi)環(huan)控(kong)製(zhi)相(xiang)比(bi)，半(ban)閉(bi)環(huan)新(xin)機(ji)機(ji)械(xie)無(wu)磨(mo)損(sun)
，雖(sui)然(ran)可(ke)以(yi)通(tong)過(guo)補(bu)償(chang)來(lai)克(ke)服(fu)絲(si)杆(gan)導(dao)程(cheng)間(jian)隙(xi)，但(dan)是(shi)時(shi)間(jian)長(chang)了(le)，磨(mo)損(sun)度(du)不(bu)確(que)定(ding)，加(jia)工(gong)誤(wu)差(cha)加(jia)大(da)，而(er)全(quan)閉(bi)環(huan)係(xi)統(tong)很(hen)好(hao)的(de)解(jie)決(jue)了(le)這(zhe)個(ge)硬(ying)傷(shang)問(wen)題(ti)，為(wei)客(ke)戶(hu)創(chuang)造(zao)最(zui)大(da)的(de)價(jia)值(zhi)。

c)  全閉環功能使得DA200在運動精度
、輸出柔性、速度和加速度控製優勢十分明顯，一舉打破了進口伺服的堅冰,成為行業翹楚。

更多詳情
，請訪問官網www.invt.com.cn 或關注微信服務號

關於英威騰：

英威騰，成立於2002年，致力於成為全球領先
、受人尊敬的工業自動化和能源電力領域的產品與服務提供者，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，目前擁有16家控股子公司，分駐於全國的12大研發中心
，申請各類專利800多件，依托於電力電子

、電氣傳動

、自動控製、信息技術等關鍵技術，主要產品涵括高中低壓變頻器、電梯智能控製係統、伺服係統、PLC
、HMI、SVG、UPS、電機和電主軸、光伏逆變器、軌道交通牽引係統
、新能源汽車電控係統等。英威騰現有員工2500多人
，大型生產基地3個
，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。