【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

1
、 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

muqianbufenguoneiqiyeyinengshengchanjiaodiduandeshukongdaojumochuang，gaoduanshukongdaojumochuangrengyijinkouweizhu。suizheguoneiqiyejishudejilei，yijingdadasuoxiaoyuguojilingxianqiyezhijiandechaju，guochanshukongdaojumochuangzaixingjiabishangdeyoushikaishixianxian，neixufangmianjinkoutidaikaishijiasu，chukoufangmianshukongdaojumochuangbilizhengzaizhubuzengjia，chukoukaishitisu。shukongmochuangzhengchuzaixingyejingqidushangshengqi。

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。

全(quan)閉(bi)環(huan)是(shi)指(zhi)伺(si)服(fu)接(jie)受(shou)指(zhi)令(ling)，然(ran)後(hou)執(zhi)行(xing)，執(zhi)行(xing)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，在(zai)機(ji)械(xie)裝(zhuang)置(zhi)上(shang)有(you)位(wei)置(zhi)反(fan)饋(kui)的(de)裝(zhuang)置(zhi)

，直(zhi)接(jie)反(fan)饋(kui)給(gei)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)，數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)通(tong)過(guo)比(bi)較(jiao)，判(pan)斷(duan)出(chu)與(yu)實(shi)際(ji)偏(pian)差(cha)，給(gei)伺(si)服(fu)指(zhi)令(ling)
，進(jin)行(xing)偏(pian)差(cha)修(xiu)正(zheng)。

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。

4
、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。

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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。