三菱数控系统伺服参数调整技术研究

　　伺服系统的参数直接影响到数控机床的精度和性能，因此在数控机床调试过程中，伺服参数的调整技术是一个重要的研究内容。目前，各品牌的数控系统有不同的伺服调整方法，对调试人员的经验要求较高，而且无法定量地评估参数调整的效果，致使许多数控机床不能发挥出最佳的动态性能，影响数控机床的有效使用。作者基于三菱数控系统及伺服驱动器的输出功能，开发了用于伺服参数调整的测试分析系统，通过采集机床运动过程中的运动参数，实现了伺服调整过程的图形交互。使伺服参数调整具有了可视化及定量评估的特点。

1 三菱伺服系统基本原理

　　三菱伺服系统采用如图1所示的三环控制方式。在三环结构中，电流环的作用是提高系统的快速性，限制最大电流，使系统有足够大的加速扭矩；另外，需要考虑及时抑制电流环内部的干扰，并保障系统安全运行。速度环的作用是增强系统抗负载扰动的能力，抑制速度波动。位置环的作用是保证系统静态精度和动态跟踪性能，使整个伺服系统能稳定、高性能快：则控制稳定。

图1三菱数控系统伺服调整原理图 

　　对用户而言，伺服系统的调整主要是对系统的各环路参数进行适当调整，当增益较低时，影响系统的响应速度；当增益较高时，系统具有较快的响应速度，但过高的增益将使得系统的稳定性和抗噪声能力下降，从而影响到系统的性能。因此，伺服系统的调整实际上是一个寻求系统各项性能的相互平衡并使整体性能最优的决策过程。

2 三菱伺服系统组成

　　三菱伺服系统组成包括两个方面：一是作为伺服调整对象的数控机床，二是用于伺服参数调整的测试系统。

　　2.1 数控机床

　　XH7132加工中心综合试验台如图2所示，由机床和数控系统试验台两部分组成，可用于CNC技术培训，数控加工也是属于数控技术的一部分，这个也可用于数控加工。

图2 XH7132加工中心综合试验台

　　数控伺服系统主要组成元件如表1所示。

　　2.2 测试系统

　　三菱MDS-R-VIV2伺服驱动器中内置有各种控制数据的D／A输出功能。通过特定的参数设置，可以输出位置、速度、电流等信号，通过采集、分析这些信号，就可以了解数控机床的伺服性能。测试系统组成如图3所示，测试系统由计算机、数字示波器、PJ912接口板和SH21通讯线等组成。利用采集到的机床运动参数信息，在计算机上计算、分析机床运动的速度跟随误差、位置跟随误差等，作为伺服参数调整的反馈信息，使得参数调整更加直观，而且可以定量地评估调整误差。

图3测试系统组成原理框图