【摘要】:本文主要介紹英威騰DA200高性能交流伺服係統全閉環控製功能在高精度外圓磨床上的應用。

【關鍵字】:英威騰DA200伺服
、磨床、全閉環、高精度

1
、 磨床設備及工藝簡介

1．1  mochuangshiliyongmojuduigongzuobiaomianjinxingmoxuejiagongdejichuang。daduoshudemochuangshishiyonggaosuxuanzhuandeshalunjinxingmoxuejiagong
，shaoshudeshishiyongyoushi
，shadaidengqitamojuheyoulimoliaojinxingjiagong，ruhengmoji

、超精加工機床
、砂帶磨床、研磨機和拋光機等。

設備結構示意圖

1. 2  工藝簡介

通常磨具旋轉為主運動，工作的旋轉與移動或磨具的移動為進給運動。磨床因其加工效率高
、應用範圍廣、適應性強、使用成本低
、操作安全方便等特點而深受用戶親睞。磨削是一種彈性磨削
，是一種具有磨削
、研磨、拋光多種作用的複合加工工藝。

2、磨床設備市場簡介

muqianbufenguoneiqiyeyinengshengchanjiaodiduandeshukongdaojumochuang，gaoduanshukongdaojumochuangrengyijinkouweizhu。suizheguoneiqiyejishudejilei，yijingdadasuoxiaoyuguojilingxianqiyezhijiandechaju
，guochanshukongdaojumochuangzaixingjiabishangdeyoushikaishixianxian

，neixufangmianjinkoutidaikaishijiasu，chukoufangmianshukongdaojumochuangbilizhengzaizhubuzengjia
，chukoukaishitisu。shukongmochuangzhengchuzaixingyejingqidushangshengqi。

本行業目前選用的伺服品牌大致有：日本安川∑Ⅱ、∑5係列、三菱J2S、J3、J4係列、台達A2係列交流伺服、英威騰DA200係列交流伺服。數控磨床對交流伺服的要求非常苛刻
，100次連續加工重複定位精度誤差≤2μm,磨削後的尺寸誤差≤1μm
，國內磨削加工工況比較惡劣
，例如電壓不穩、高溫高濕
、高汙染等。由於進口產品價格很高
，售後服務很難滿足客戶的要求，給客戶的生產成本、機床信譽
、服務質量增加了很多的麻煩和負擔。因此客戶一直在尋找性價比更高的、服務更及時周到的國產伺服品牌。而英威騰DA200憑借高精度、高響應
、全閉環、高性價比的超強性能及定製化服務贏得了客戶的認可。

3、應用方案介紹

3．1  全閉環伺服係統與半閉環伺服係統的區別

半(ban)閉(bi)環(huan)是(shi)指(zhi)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)發(fa)出(chu)指(zhi)令(ling)
，伺(si)服(fu)接(jie)受(shou)指(zhi)令(ling)，然(ran)後(hou)執(zhi)行(xing)，在(zai)執(zhi)行(xing)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong)，伺(si)服(fu)本(ben)身(shen)的(de)編(bian)碼(ma)器(qi)進(jin)行(xing)位(wei)置(zhi)反(fan)饋(kui)給(gei)伺(si)服(fu)，伺(si)服(fu)自(zi)己(ji)進(jin)行(xing)偏(pian)差(cha)修(xiu)正(zheng)

，伺(si)服(fu)本(ben)身(shen)誤(wu)差(cha)可(ke)避(bi)免(mian)，但(dan)是(shi)機(ji)械(xie)誤(wu)差(cha)無(wu)法(fa)避(bi)免(mian)，因(yin)為(wei)數(shu)控(kong)係(xi)統(tong)不(bu)知(zhi)道(dao)。

全quan閉bi環huan是shi指zhi伺si服fu接jie受shou指zhi令ling，然ran後hou執zhi行xing

，執zhi行xing的de過guo程cheng中zhong，在zai機ji械xie裝zhuang置zhi上shang有you位wei置zhi反fan饋kui的de裝zhuang置zhi
，直zhi接jie反fan饋kui給gei數shu控kong係xi統tong
，數shu控kong係xi統tong通tong過guo比bi較jiao
，判pan斷duan出chu與yu實shi際ji偏pian差cha

，給gei伺si服fu指zhi令ling
，進jin行xing偏pian差cha修xiu正zheng。

3．2  全閉環的重要部件——光柵尺

光柵尺

，也稱為光柵尺位移傳感器（光柵尺傳感器），shiliyongguangzhadeguangxueyuanligongzuodeceliangfankuizhuangzhi。guangzhachijingchangyingyongyushukongjichuangdebihuansifuxitongzhong，keyongzuozhixianweiyihuozhejiaoweiyidejiance。qiceliangshuchudexinhaoweishuzimaichong，juyoujiancefanweida，jiancejingdugao，xiangyingsudukuaidetedian。

3. 3  半閉環磨床的控製方案

絲杆有導程間隙，來回加工運行不確定的誤差一直在。

機械傳動運行時間越長
，磨損越厲害，加工不確定誤差也會在增大。

3．4  INVT磨床控製方案

3．4．1 係統配置圖

3．4．2電氣選型配置

3．4．3方案優勢

3．4．3．1.支持外接負載端安裝的光柵尺，實現全閉環控製，降低機械傳動背隙影響，更加確保機器終端定位精度。

3．4．3．2直接測量外部負載行程，有效地克服了由於機械磨損造成的傳動誤差加大的困擾。

4、伺服調試及參數設置

4．1  伺服接線圖

4．2  控製線信號接線

控製模塊為NPN型(共陰極) 

若不需要方向信號，隻需接38腳OCP接24V+和24腳PULSE-接PLC脈衝輸出。

4．3   伺服參數設置表

4．4 USB通信的在線示波器通道波形

4．5  伺服調試主要步驟：

4．5．1.  模式設置為全閉環
，P0.03=6. 

4．5．2.  設置正確的電子齒輪比
；P0.22設置為0. 電機為17位絕對值
，外部光柵尺分頻分子P4.60設置為 131072.電機轉一圈同時絲杆行進一圈行程為5mm,光柵尺的分辨率為1um,外部光柵尺分頻分母P4.61設置為5000. 

4．5．3.  學習好慣量，打開在線慣量整定有效
，P1.00=1.使P1.01與觀測值基本相符
，否則，繼續學。

4．5．4.  將增益調高
，此機剛性P1.03調到17.

4．5．5   開關量配置：DI1為反向驅動禁止，DI2為正向驅動禁止。p3.40=1.DI6為使能
，DO3為故障輸出。

4．6  伺服常見問題及處理

全閉環各種場合應用如果不恰當容易飛車，首先P4.62設置光柵尺方向須與伺服電機一致，若不一樣，需要方向取反，否則會飛車。此外，還可將p4.33位置超差脈衝範圍設小到合適值，默認值為100000.同時最大速度限製P4.31也可以設置限到合適的值。這樣可以防止誤操作引發的飛車

，比如使能斷了，上位還一直在發脈衝，超過p4.33伺服就報警了。從而防止一加上使能就會飛車的現象。

5、方案總結：

a)  重複定位精度為2um以內，達到了客戶的要求。

b)  yubanbihuankongzhixiangbi，banbihuanxinjijixiewumosun，suirankeyitongguobuchanglaikefusigandaochengjianxi，danshishijianchangle，mosundubuqueding，jiagongwuchajiada，erquanbihuanxitonghenhaodejiejuelezhegeyingshangwenti，weikehuchuangzaozuidadejiazhi。

c)  全閉環功能使得DA200在運動精度
、輸出柔性
、速度和加速度控製優勢十分明顯，一舉打破了進口伺服的堅冰,成為行業翹楚。

更多詳情，請訪問官網www.invt.com.cn 或關注微信服務號

關於英威騰：

英威騰
，成立於2002年
，致力於成為全球領先、受人尊敬的工業自動化和能源電力領域的產品與服務提供者，2010年在深交所A股上市，股票代碼：002334。英威騰是國家火炬計劃重點高新技術企業，目前擁有16家控股子公司，分駐於全國的12大研發中心，申請各類專利800多件，依托於電力電子、電氣傳動、自動控製、信息技術等關鍵技術，主要產品涵括高中低壓變頻器
、電梯智能控製係統、伺服係統、PLC、HMI、SVG、UPS、電機和電主軸

、光伏逆變器、軌道交通牽引係統、新能源汽車電控係統等。英威騰現有員工2500多人，大型生產基地3個
，營銷網絡遍布國內及海外60多個國家和地區。