NUM数控系统在机床双轴同步控制中的应用

　　P₂₄参数由65个无符号十进制数组成(字N₀~N₆₄)，其中字N₀~N₃₁分别指定0~31号轴地址的同步阀值1，该值表示同步控制中的最大允许误差(以内部测量单位表示)，缺省值为160。当超过同步阀值时，系统发出超差信息，但继续驱动从动轴运动。字心一编指定0~31号轴的校正系数(以1/1001)为单位)，其缺省值为250。无误差信号进人从动轴伺服比较环时，即表示同步过程已经完成。N64为同步阀值2，用于设定所有轴共同的最大同步误差(用内部测量单位表示)。同步过程误差超过所设定的值时，系统报警，并停止伺服运动轴的运动。

　　在同步控制中，参数N₆₄的设置会影响双轴同步控制的性能。若选用较大的阀值，会导致机床同步控制精度降低;若阀值选用过低，则会导致机床在允许加工精度范围内正常运行时，经常出现因超出同步误差阀值而报警停车的现象，从而影响机床正常运行。该值须通过实际调试确定，在允许的加工精度前提下，N64同步阑值应尽可能取较大的值。

　　P₂₇参数用于将一个从动轴分配到所设定的主驱动轴，这种分配有三种不同的类型:第一，简单关联，将主驱动轴的对应控制量复制到从动轴上;第二，对称关联，将主驱动轴的对应控制量求反后复制到从动轴上;第三，同步关联，其运算式为“主驱动轴的对应控制量准+校正值二从动轴的对应控制量”。所研制的系统中采用简单关联类型，即将Y,主驱动轴的对应控制量复制到Yx从动轴上，如表2所示。

　　P₂₈参数用于使主驱动轴和从动轴的同步功能有效，它是一个32位的十六进制数。如果同步轴关联使能位的值为1，则在参数P₂₇中申报的从动轴与其对应的主驱动轴同

4 双轴同步运动控制特性的调试

　　初步设定好Y1 , Y2轴的同步功能的P参数后，可进行调试实验。现场试验结果表明，当速度环的控制要求满足时，还不能实现高速率下两轴的动态精密同步进给控制，需要对伺服驱动、数控系统的内环(速度环)及外环(位置环)参数进行综合调整，以获得好的控制性能。以下为实际中采用的调试步骤及参数选择的过程:

　　(1)初步确定伺服运动工作正常

　　松开伺服电机与负载轴之间的连接，接通电源，用NUM公司调试伺服驱动器参数的DPM软件调整伺服驱动器的速度环控制参数。如伺服驱动器的增益、速度升降时间常数、PID参数等，确定伺服驱动器与伺服电机的工作基本正常。

　　(2)速度环及电流环参数优化

　　在伺服驱动器输人端加上约10%的速度指令值，如果电机的运动特性感觉很“硬”，则用示波器观察到的转矩电流及速度响应曲线会如图3a所示，其超调量较大、调整时间较长。调整伺服驱动器中的控制参数(加大P.052/053的数值)可改善动态特性，如图36所示。反之，如果电机的运动特性感觉很“软”，示波器观察到的波形将会如图3c所示。此时需减少速度环的增益(减少P.054/055的数值)，以获得如图3d所示的波形。

图3 伺服电机的转矩电流及速度响应曲线

　　(3)调整双轴同步误差参数

　　同步阑值2取默认值，将同步阑值1逐步减少，直至满足同步运动的特性及工作台所需的精度。该系统设定的内部测量单位为0.001 mm，龙门式结构Y₁、Y₂轴的尺寸误差不大于0.05 (mm )，即同步时的最大允许误差为50*0.001=0.05mm。实际调试时，Y₁及Y₂同步轴的同步误差阀值1从默认值的160逐渐减少至50(即凡中，Nz=N3=50)。

　　设两轴的最大同步误差为0.5mm时系统禁止伺服电机运动。则误差阀值2取500(即N64=500 ) 。

5 结论

　　NUM 1040M数控系统具有现场开放特性，便于现场调试，同步控制精度高、调整方便。采用尸参数与伺服驱动器参数结合调整的方式可满意的实现双轴(多轴)伺服运动控制。经过调试NUM 1040M数控系统已成功的应用在所开发的数控玻璃雕刻加工中心上，伺服运动精度控制、同步轴特性等相关性能参数均达到设计预期指标。