硬件要求一臺(tái)便攜式工業(yè)級(jí)計(jì)算機(jī)測(cè)試儀,便于攜至調(diào)試現(xiàn)場(chǎng)。一路模擬量±10V輸出接口:全電氣隔離,隔離電壓≥500V,至少12位分辨率。兩路編碼器信號(hào)接口:高速全電氣隔離,隔離電壓2500V,*大信號(hào)頻率1MHz,具有硬件數(shù)字濾波。
應(yīng)具備的功能速度伺服單元的測(cè)試:正反轉(zhuǎn)伺服增益(rmin-1V-1)測(cè)試;零漂測(cè)試;速度階躍響應(yīng)曲線的測(cè)試與分析。位置控制回路的測(cè)試:位置響應(yīng)曲線的測(cè)試與分析。輪廓誤差的測(cè)試:直線、圓弧插補(bǔ)的誤差分析;輪廓過(guò)渡誤差分析。
測(cè)試步驟速度伺服驅(qū)動(dòng)單元的測(cè)試對(duì)伺服驅(qū)動(dòng)單元施加階躍電壓輸入,測(cè)得速度響應(yīng)曲線,通過(guò)對(duì)響應(yīng)曲線的分析給出超調(diào)量、上升時(shí)間等性能參數(shù),根據(jù)響應(yīng)曲線和性能參數(shù)調(diào)整伺服驅(qū)動(dòng)單元的電位器(模擬伺服)或參數(shù)值(數(shù)字伺服),使伺服驅(qū)動(dòng)單元取得理想的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能。
(1)連接方法說(shuō)明:各軸分別進(jìn)行驅(qū)動(dòng)裝置動(dòng)態(tài)響應(yīng)的調(diào)整。電動(dòng)機(jī)須接在實(shí)際機(jī)床上進(jìn)行測(cè)試,才能在真實(shí)負(fù)載下將驅(qū)動(dòng)裝置調(diào)至理想狀態(tài)。(2)測(cè)試步驟粗調(diào)零漂設(shè)置0V電壓輸出,調(diào)整伺服單元相應(yīng)的電位器(或參數(shù)),使所測(cè)得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為近似零。
精調(diào)零漂設(shè)置0V電壓輸出,調(diào)整伺服單元相應(yīng)的電位器(或參數(shù)),使所測(cè)得電動(dòng)機(jī)位置變化盡可能接近零。調(diào)整伺服增益設(shè)置一電壓輸出量(例如1V),通過(guò)所測(cè)試的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,可算得伺服單元的增益參數(shù)rmin-1V-1。通常數(shù)控系統(tǒng)輸出電壓范圍為-10~+10V,為保證調(diào)速精度并留有向上的調(diào)節(jié)余量,通常將伺服單元整定于輸入9~9.5V電壓,電動(dòng)機(jī)達(dá)到*高轉(zhuǎn)速(對(duì)應(yīng)G00移動(dòng)速度)。調(diào)整伺服單元相應(yīng)的電位器(或參數(shù)),使之符合上述要求。例如:某軸G00運(yùn)動(dòng)速度對(duì)相應(yīng)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為2000r/min,欲設(shè)置9.5V對(duì)應(yīng)2000r/min,須將伺服單元調(diào)整為210rmin-1V-1。
調(diào)整伺服增益正反向一致性通過(guò)設(shè)置正電壓(例如1V)測(cè)得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。再通過(guò)設(shè)置相應(yīng)的負(fù)電壓(例如-1V)測(cè)得電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速,調(diào)整伺服單元相應(yīng)的電位器(或參數(shù)),使電動(dòng)機(jī)正反轉(zhuǎn)時(shí)伺服增益盡可能一致。設(shè)置階躍命令曲線的參數(shù)。N1為階躍響應(yīng)的基速,如測(cè)試零速上的階躍響應(yīng),可設(shè)置T1=0,N1=0.
輸出階躍命令曲線進(jìn)行測(cè)試,測(cè)試顯示出正向階躍響應(yīng)曲線(T2時(shí)刻),同時(shí)計(jì)算出超調(diào)量、上升時(shí)間等參數(shù)。調(diào)整伺服單元調(diào)節(jié)器的相應(yīng)參數(shù),重新測(cè)試直至動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能滿意為止。說(shuō)明:為防止電流環(huán)的限幅作用引起輪廓運(yùn)動(dòng)的偏差,在機(jī)床進(jìn)行輪廓加工時(shí),電流環(huán)不應(yīng)進(jìn)入限幅區(qū)。因此階躍量的選擇不應(yīng)使電流環(huán)進(jìn)入限幅區(qū),其選擇與伺服系統(tǒng)和機(jī)床均有關(guān)。通常階躍量(N2?N1)至少應(yīng)為*大轉(zhuǎn)速的10%以下。
輪廓誤差的測(cè)試(1)連接方法與位置控制回路的測(cè)試相同。(2)測(cè)試過(guò)程運(yùn)行如下加工程序0測(cè)試電動(dòng)機(jī)實(shí)際運(yùn)動(dòng)輪廓。在輪廓過(guò)渡時(shí)注意觀察X、Y軸的伺服單元是否進(jìn)入電流限幅區(qū)(伺服單元中大多有相應(yīng)的指示燈)。
如伺服單元進(jìn)入電流限幅區(qū)的指示燈亮,則同時(shí)增大X、Y軸的升降速時(shí)間常數(shù),并重新進(jìn)行測(cè)試,直到X、Y軸均不進(jìn)入電流限幅區(qū)。顯示輪廓測(cè)試曲線,放大曲線,放大誤差,觀察輪廓運(yùn)動(dòng)的誤差。
結(jié)束語(yǔ)數(shù)控機(jī)床主機(jī)廠進(jìn)行數(shù)控系統(tǒng)、進(jìn)給伺服系統(tǒng)與機(jī)床主機(jī)聯(lián)機(jī)調(diào)試時(shí),準(zhǔn)確定量地進(jìn)行速度、位置控制參數(shù)的調(diào)整是重要的。我們?cè)O(shè)計(jì)的ST?1型伺服系統(tǒng)在線測(cè)試儀可完成上述的所有測(cè)試項(xiàng)目,并已在現(xiàn)場(chǎng)使用。