华中数控HSV-160伺服驱动器在机床上的应用调试

　　决定数控机床稳定性的重要指标之一就是数控系统和伺服驱动的可靠性。以华中数控股份有限公司生产的HSV一160交流伺服驱动器为例，介绍该伺服在我单位机床上实际应用中的调试经验、出现的问题和解决方法。

1 HSV-160性能特点

　　HSV-160采用专用运动控制数字信号处理器(DSP)，大规模现场可编程逻辑阵列(FPGA)和智能化功率模块(IPM)等最新技术设计，具有操作简单，可靠性高，体积小，易于安装等特点，最高转速可设为3 000r／rain，最低转速为0.3 r／min；调速比为1：10 000，并有五种控制方式：位置控制方式，速度控制方式，转矩控制方式，JOG控制方式，内部速度控制方式。

2 重要参数的调整

　　HSV-160参数分为两类，一类为运动参数，一类为控制参数，分别对应在运动参数模式和控制参数模式。在机床运行不理想时，用户应通过驱动器面板按键或计算机串口来设定和调整这些参数，以达到最佳的控制效果。几个与机床基本控制动作密切相关的参数意义为：

　　(1)“2”号为是否允许反馈断线报警，当连接电缆损坏时对伺服起保护作用。建议将此值设为1，以起到保护目的。

　　(2)“6”号为加减速时间常数。该值是表示电动机从最低转速到最高转速的启动时间，或从最高转速到最低转速的减速时间。加速度时间越小，机床加工性能越好，但太小会产生伺服报警，应按实际情况来调节，最佳值应设为600。

　　(3)“12”号为是否允许伺服电动机过热报警。有时电动机端监测点为常开点时，可在0和1之间互换设置值，根据具体接法设置此值。

　　(4)“17”号为最高速度限制。最高速度为伺服电动机的最高速度限制值，用户应根据电动机的实际转速进行设定，应不大于电动机转速的1．5倍。

　　(5)“25”号为编码器分辨率，出厂值为2。2代表编码器分辨率为每转2 500个脉冲。还有多种脉冲线数供选择，用户可按编码器实际线数来设定此值。

3 电子齿轮比的调整方法

　　若要正确改变外部指令和所发位置指令的关系，必须合理设置伺服驱动装置的电子齿轮比。HSV-160的反馈电子齿轮比计算方法为

　　反馈电子齿轮分子／反馈电子齿轮分母=WX₁X₂／(MB)

　　式中：W为电动机转一圈所需脉冲数；M为伺服电动机的码盘线数；x₁为数控系统的细分数；x₁为伺服驱动器的倍频数或伺服驱动器的内部电子齿轮比；B为数控系统对伺服电动机的码盘反馈的倍频数。对伺服电动机来说，W=M，所以：

　　反馈电子齿轮分子／反馈电子齿轮分母=X₁X₂／B通过这个公式我们可以很方便地设置出伺服端齿轮比。以一个例子来说明其设置。

　　例：电动机编码器为2 500线，驱动器内部进行了4倍频处理，计算系统的反馈电子齿轮比。若采用HNC一21T系统，对伺服的反馈信号有4倍频，X₁X₂为4，因此反馈电子齿轮比为：反馈电子齿轮分子／反馈电子齿轮分母=4／4=1／1

　　若采用HNC-18I系统，对伺服的反馈信号没有倍频，X₁X₂为4，因此反馈电子齿轮比为：反馈电子齿轮分子／反馈电子齿轮分母=4／1

4 HSV-160伺服的优化

　　机床要实现高精度加工，对伺服的优化必不可少。伺服优化就是调整伺服本身的增益，以输出更好的脉冲特性。驱动器本身自带的增益参数基本能满足用户加工的要求，但在以下情况时，应适当对相关控制参数作出调整，以保证高精度加工要求。以几个我厂调试中总结的方法说明如下：

　　(1)机床运行中伺服电动机出现较大的电流噪声或嚣叫声。这是因为电动机的增益设置的太大，应降低PA-27(电流控制比例增益)参数值，最佳值为1560，增加PA一28(电流控制积分时间)参数值，最佳值为5。调到最佳值后，一般情况下问题就可以得到解决。若效果仍不明显，可以设定参数PA-4(速度反馈滤波因子)为2(最佳值为2)。一般情况下不要调节PA-4参数，因为此值调整不当会引起振荡。

　　(2)机床伺服电动机在零速时，驱动器处于使能状态，电动机轴有低频振动的声音，首先要降低PA一27(电流控制比例增益)参数值，最佳值为1 560，增加PA-28(电流控制积分时间)参数值，最佳值为5。调到最佳值后，若效果不明显，再调节PA-32(转矩滤波指令时间常数)参数值为12。另外，还可以设定参数PA-4(速度反馈滤波因子)为2。一般情况下不要调节PA-4参数。

　　(3)如果负载惯量在电动机转子惯量5倍以上，也就是在大负载惯量下使用时，可能会发生在减速时主电路过电压或制动异常。这时可以增加加减速时间(参数PA-6)值，设定为600(最佳值)，也可以先设得大一点，再逐步降低至最佳值；或者减小最大输出转矩(参数PA-5)值到最佳范围内，最佳范围为15 000—28 000。如果要保证更好的效果，还应安装外加的再生制动装置。