三菱数控系统伺服参数调整技术研究

　　数控系统伺服调整的一般步骤为：首先调整电流环参数(三菱电流环增益由电机和伺服单元的组合决定，按标准参数值设定参数)，然后调整速度环参数，最后调整位置环参数。只有电流环和速度环的伺服参数设置合适，才能得到较高的位置环性能，数控机床的位置精度和跟随精度才可能得到提高。作者采用文中的测试系统，以速度环参数的调整为例进行实验验证。

　　3.1 速度环增益调整

　　三菱数控系统速度环参数调整按照图4所示的流程进行。

图4速度环参数调试流程

　　速度环参数测试过程中，采用观察指令速度和反馈速度的方法来确定伺服参数设置是否合适，伺服驱动器D／A接口输出指令速度和反馈速度的参数设置如表2所示。

　　速度环增益是决定伺服控制响应性的重要参数，对机床的切削精度和循环时间有很大影响。需要说明的是：伺服系统的响应特性不仅与速度环增益有关，而且与系统负载惯量也直接相关。因此在速度环参数调整前，要先测量传动系统的负载惯量比，并设定惯量比相关参数。文中的测试系统也可以用于机械传动系统负载惯量比的测定，具体测试方法不再赘述。

　　3.2 实验分析

　　对数控机床X轴的伺服系统分别设置两组速度环参数，如表3所示。

　　基于表3所示的两组参数，数控机床x轴依照图5所示的速度指令进行快速进给运动，分别采集运动过程中的实际速度输出信号，并绘制速度误差曲线，分别如图6、7所示。

图5 电机运动速度指令曲线

图6电机实际速度曲线 图6电机实际速度曲线

图7速度跟随误差曲线

　　由图6、7可以看出，不同的速度环参数对速度跟随误差影响较大，采集观察电机运动指标曲线不仅可以了解其伺服性能优劣，还可以根据观测到的速度曲线进行速度环参数的调整，从而实现参数调整过程的图形交互。

4 结论

　　数控机床进给伺服系统的调整是一个复杂和耗时的工作。数控机床出厂后，使用人员通常无法了解、调试其伺服性能，致使多数数控机床的伺服性能没有在较好的状态下工作。作者基于现有数控设备，开发了伺服参数调整的测试系统，通过采集、分析机床运动过程中运动指标参数，将伺服系统状态变化以可视化的方式输出，可以更加直观地分析伺服性能的优劣，为调整提供了依据，并通过实验对测试系统和调试方法进行验证。实验表明：测试系统和方法可以有效提高数控机床伺服参数调整的效率和精度，是传统伺服调整的有益补充。