對于象龍門銑床這樣的大型機械，需要用兩個電機同時推動橫梁或工作臺，因此要求這兩個電機完全同步的工作，在數控系統中，這一功能稱為＂伺服同期＂．三菱數控系統具有此功能，筆者最近采用三菱M64S系統＋MDS-R-V型驅動器配備在某客戶的中型龍門銑上，采用了＂伺服同期＂功能，構成了半閉環系統，取得加工良好效果。 1.伺服同期功能的實現 圖１.編制伺服同期運行的plc程序 要實現伺服同期功能，必須在PLC梯形圖上編制相關程序： 在三菱M64CNC的接口中，R435是一確定伺服同期功能的數據寄存器．對R435設定不同的數值，可以指定任意兩軸進入＂伺服同期＂模式．本文中指定第１軸和第４軸同期．第１軸為基準軸（X）,第４軸為從動軸（A）. 修正模式在調試初期經常用到．對于半閉環系統，當機械精度影響到兩軸不平衡時，會引起＂同期誤差過大＂報警，這時必須進入＂修正模式＂，對其中某一軸進行調整．在＂修正模式＂下，只能用＂手輪模式＂進行操作.修正模式的接口是――Y22A. 圖2 2.相關的參數 參數＃1068————————-該參數指定＂從動軸的軸號＂．（必須在基準軸名下設置） 圖3 ３．原點的設置 對伺服同期的兩伺服軸，其原點設置究竟該兩軸分別設置原點還是只設置一個原點？從理論上來說當然應該每一軸各自設置原點．但從實際來看，兩伺服電機裝在龍門銑床的橫梁兩端，在運行過程中，由于機械精度誤差的影響，當某1軸的實際運行距離超前或落后另１軸２ｍｍ時，就會引起其中１軸的報警（電流過大）。 而如果每一軸分別設置原點，將給兩個原點開關的安裝，調整帶來極大的困難．而且對于龍門銑，兩伺服軸同時進退運動，其中１軸到達機床原點位置，另１軸到達的位置也可視為其原點位置．兩軸的行程誤差只要超過某一值就會產生＂（電流過大）＂報警．所以不會產生某１軸＂虛假回原點＂的問題。 因此在實際調試過程中，對兩伺服同期軸只設置了一個原點信號，將該原點信號設置在基準軸一邊。 4. 回原點過程中遇到的問題 即使只設置了一個原點，在執行回原點操作時仍然出現下列情況：當基準軸回到原點后，從動軸屢屢出現＂（電流過大）＂報警．無法完成兩個軸同時回原點的操作．當然也就無法進入自動狀態。 啟動伺服同期功能后，在點動操作和手輪操作時，由于機械安裝和絲桿精度的影響，每每只運行３０――５０ｍｍ，就會出現＂（電流過大）＂報警．現場調試時解決的辦法是將參數＃2213（電流限制值）調大（最大值是靜態額定電流的500%）.但如果該參數過大．有可能損害機械系統，特別是對新裝配的機床而言，應該謹慎的調整＃2213參數．根本的解決之道是在回原點操作完成后，馬上執行機械精度誤差補償.使電氣精度和實際精度相一致。 但是，現在連回原點都遇到了問題………. 在顯示屏上仔細觀察，回原點的過程的報警現象是這樣發生的：當基準軸（X）回到原點后，從動軸（A）繼續運行１．６――１．８ｍｍ后發生報警.這說明兩軸的電氣原點之差至少達到２－３ｍｍ。 在仔細分析了回原點的各個參數后，可以看到參數＃2028（柵罩量），＃2027（原點偏移量）最為關鍵．其中參數#2027（原點偏移量）指＂電氣原點到實際原點之間的距離＂．現在兩個軸之間的原點存在偏差．通過調整參數#2027,可以使其達到一致．參數＃2027的單位是1/1000ｍｍ．設置基準軸（ｘ）的＃2027=3000,再進行回原點操作，果然兩軸同時回原點完成．證明以上的分析是對的。 圖４ 為了使兩軸的原點達到相對的一致．利用顯示器上的＂伺服監視＂畫面，監視基準軸（ｘ）的電流值，反復調節參數＃2027,當基準軸（ｘ）的電流值＜20%時，可以認為達到基本要求了。 5.機械精度誤差的補償 對于伺服同期的雙驅動系統，在完成回原點操作后必須立即進行＂機械精度誤差的補償＂，很明顯，如果不做＂機械精度誤差的補償＂，由于機械誤差的原因，會經常引起＂電流過大＂報警．這可以認為是一次初期補償，待磨合后，應該再進行一次補償。 6.軟極限引起的問題 伺服同期的雙驅動系統在運行中遇到的另一問題是當其中一軸運行到軟限位時，一軸停止，另一軸繼續運行，又產生＂電流過大＂報警．（雖然兩軸設定的軟限位數值相同．）．這種情況顯然是機械精度累積誤差引起．一旦產生報警，必須用手輪模式對報警軸進行調節．這對于操作工來說很麻煩．如何避免這種情況呢？ 一個辦法是加裝一硬開關，用該信號切斷自動和手動運行．但這會增加故障點。 另一辦法是用DDB功能在軟極限前取一點，用該信號切斷自動和手動運行．這個辦法不增加成本和故障點．方法如下： 圖５.DDB功能的實現 將讀出的第１軸和第４軸當前位置數據（D200/D204）與軟極限前的一固定點做比較．當第１軸和第４軸當前位置超過該固定點位置時，即切斷自動和手動運行．避免了機械碰上軟極限．相當于又加上一道保護。 經過以上處理，兩同期軸能夠正常停止．沒有報警出現。 這也是解決機械累積誤差的一個有效辦法。 |
