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什么是伺服同期控制？

指定主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，將主動(dòng)軸的移動(dòng)指令同時(shí)發(fā)送到從動(dòng)軸，按照相同的移動(dòng)指令對(duì)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸進(jìn)行控制。即：只用一個(gè)位置指令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)軸同時(shí)移動(dòng)。本功能適用于需要用兩臺(tái)伺服電機(jī)（雙電機(jī)雙絲桿）驅(qū)動(dòng)單個(gè)軸的大型機(jī)床。

圖 1

注：1.作為同步基準(zhǔn)軸的軸稱(chēng)作主動(dòng)軸；跟隨主動(dòng)軸的軸稱(chēng)作從動(dòng)軸。

2.系統(tǒng)中最多可以設(shè)置3組伺服同期控制；部分資料譯作伺服同步控制。

伺服同期控制方式

伺服同期控制方式有3種：位置指令同期控制、速度指令同期控制、電流指令同期控制。每種伺服同期控制方式有自己的特點(diǎn)，請(qǐng)選擇合適的同期控制方式。

01位置指令同期控制方式（位置串聯(lián)）

◆對(duì)各軸補(bǔ)償機(jī)械誤差（螺距補(bǔ)償、背隙補(bǔ)償?shù)龋?，然后輸出位置指令?/span>

◆各軸獨(dú)立執(zhí)行位置控制，因此可高精度控制機(jī)床姿勢(shì)；

◆根據(jù)軸間機(jī)械精度（直度、平行度），軸間易產(chǎn)生扭矩干涉；

◆使用2個(gè)直線光柵尺時(shí)，可以執(zhí)行位置串聯(lián)控制

圖 2

02速度指令同期控制方式（速度串聯(lián)）

◆軸間共用位置FB信號(hào)，在軸間執(zhí)行同期速度指令；相比閉環(huán)的位置指令同期控制方式，可刪減直線光柵尺數(shù)量；

◆通過(guò)各軸的速度FB信號(hào)控制進(jìn)給速度；

◆不易受軸間機(jī)械精度影響，可執(zhí)行穩(wěn)定控制；

◆使用1個(gè)光柵尺時(shí)，可執(zhí)行速度串聯(lián)控制；

圖 3

03電流指令同期控制方式

◆軸間公用位置、速度FB信號(hào)，在軸間執(zhí)行同期電流指令控制；

◆從動(dòng)軸不具備自身速度FB，因此易引起振動(dòng)；

◆從動(dòng)軸不受外亂影響，因此不適用于要求定位精度、插補(bǔ)精度的工作機(jī)械；

圖 4

三種伺服同期控制方式比較

伺服同期控制應(yīng)用推薦

01半閉環(huán)時(shí)

半閉環(huán)時(shí)建議使用位置指令同期控制方式

圖 5

■可在CNC上對(duì)各軸設(shè)定絲桿螺距誤差補(bǔ)償、背隙補(bǔ)償?shù)龋?/span>

■通過(guò)高相應(yīng)伺服環(huán)對(duì)摩擦等隨時(shí)變化的外部干擾進(jìn)行補(bǔ)償；

■監(jiān)視各軸位置，因此可保持機(jī)床姿勢(shì)固定；

■監(jiān)視2軸的偏差，在偏差過(guò)大時(shí)輸出報(bào)警。

01全閉環(huán)時(shí)

全閉環(huán)時(shí)建議使用速度指令同期控制方式

圖 6

■速度控制FB分別使用各自的電機(jī)端檢測(cè)器數(shù)據(jù)，因此可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的控制；

■可將直線光柵尺作為2軸共用的位置檢測(cè)器使用；（使用2臺(tái)1軸驅(qū)動(dòng)單元時(shí)，需要使用檢測(cè)器FB的信號(hào)分配單元）

■由于共用1個(gè)位置的FB，因此2軸間不會(huì)碰撞；機(jī)床的角度依存于機(jī)床的剛性。

伺服同期控制設(shè)定方法

01相關(guān)參數(shù)

設(shè)定同期控制中的從動(dòng)軸號(hào)。

軸號(hào)是除主軸、PLC軸之外的NC軸軸號(hào)。1個(gè)主動(dòng)軸不能設(shè)定多個(gè)從動(dòng)軸。不能對(duì)從動(dòng)軸進(jìn)行本參數(shù)的設(shè)定。在多系統(tǒng)情況下，不可以跨系統(tǒng)設(shè)定主動(dòng)軸與從動(dòng)軸的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

0：無(wú)從動(dòng)軸

1～32：第1軸～第32軸

例如:設(shè)定第2軸和第3軸伺服同期，第2軸為主動(dòng)軸，第3軸為從動(dòng)軸，則參數(shù)設(shè)定：

圖 7

Bit 3 ：同期控制動(dòng)作設(shè)定

選擇在同期控制對(duì)象軸從伺服OFF轉(zhuǎn)為伺服ON時(shí)，是否自動(dòng)將從動(dòng)軸位置調(diào)整到與主動(dòng)軸位置同步。

0：不調(diào)整。

1：調(diào)整。

Bit 6 ：同期控制中的外部機(jī)械坐標(biāo)補(bǔ)償、滾珠絲桿熱膨脹補(bǔ)償?shù)难a(bǔ)償方式

選擇在同期控制中進(jìn)行外部機(jī)械坐標(biāo)補(bǔ)償、滾珠絲桿熱膨脹補(bǔ)償時(shí)的從動(dòng)軸補(bǔ)償方式。在通過(guò)同期控制運(yùn)行方式選擇信號(hào)選擇了同期運(yùn)行方式時(shí)有效。

0：分別對(duì)主動(dòng)軸和從動(dòng)軸單獨(dú)進(jìn)行補(bǔ)償；

1：以主動(dòng)軸的補(bǔ)償量對(duì)從動(dòng)軸進(jìn)行補(bǔ)償；

Bit 5 ：通電時(shí)同步偏置自動(dòng)修正

在通電時(shí)，自動(dòng)修正從動(dòng)軸的位置，使其為上一次斷電位置的同步偏置位置。

0：無(wú)效

1：有效

0：主動(dòng)軸和從動(dòng)軸分別進(jìn)行原點(diǎn)確立操作。

1：通過(guò)主動(dòng)軸的原點(diǎn)確立操作，確定主動(dòng)軸、從動(dòng)軸兩軸的原點(diǎn)。

設(shè)定主動(dòng)軸在同步誤差檢查時(shí)的最大允許同步誤差。

設(shè)置為”0“時(shí)，不進(jìn)行誤差檢查。

——設(shè)定范圍——

0～99999.999（mm）

簡(jiǎn)易C軸同步控制時(shí)：0～99999.999（°）

02相關(guān)PLC信號(hào)

同期控制時(shí)，第1系統(tǒng)通過(guò)R2589寄存器、第2系統(tǒng)通過(guò)R2789寄存器指定同期控制。

a.指定同步運(yùn)行方式

根據(jù)基本規(guī)格參數(shù)“#1068 slavno”，將對(duì)應(yīng)存在主動(dòng)軸·從動(dòng)軸關(guān)系的軸的2個(gè)Bit位設(shè)置為1。

（例如）同步運(yùn)行第2軸（主動(dòng)軸），第3軸（從動(dòng)軸）時(shí)

b.指定單獨(dú)運(yùn)行方式

將主動(dòng)軸的指令下希望移動(dòng)的軸的任意一方設(shè)置為1。

（例如）希望移動(dòng)第3軸（從動(dòng)軸）時(shí)

機(jī)械結(jié)構(gòu)上，需要通電后始終同步狀態(tài)時(shí)，請(qǐng)?jiān)谔菪螆D通電第1次立設(shè)定R2589寄存器（第2系統(tǒng)開(kāi)始的寄存器變號(hào)為R2789～）。

梯形圖創(chuàng)建例：

同期控制功能示例

目標(biāo)設(shè)置第一軸（X軸）和第2軸（U軸）同期

步驟一：設(shè)定參數(shù)

設(shè)定#1068確定主動(dòng)軸和從動(dòng)軸，如圖；按需求設(shè)定#1281 bit3、bit6 ，#1282 bit5 ，#1493和#2024的值；

圖 10

圖 11

圖 12

步驟二：PLC設(shè)定

此處為了方便大家觀察軸移動(dòng)現(xiàn)象，寫(xiě)3個(gè)M代碼：

M16   接通時(shí)將H3賦值給R2589為即 00000011，指定第1軸和第2軸同期；

M17   接通后，將H2賦值給R2589，即 00000010，系統(tǒng)發(fā)出的主動(dòng)軸移動(dòng)指令后，第二軸移動(dòng)（從動(dòng)軸移動(dòng)，主動(dòng)軸不動(dòng)）；

M18  接通后，將H0 賦值給R2589，取消同期控制；

圖 13

運(yùn)行如圖所示程序，觀察軸移動(dòng)：

圖 14

圖 15

圖 16

圖 17

圖 18

圖 19

圖 20

總結(jié)

伺服同期控制的優(yōu)點(diǎn)

1.和單軸機(jī)械相比，導(dǎo)軌的晃動(dòng)減少，機(jī)械端的定位精度提高；

2.由于機(jī)械兩端同時(shí)驅(qū)動(dòng)，機(jī)械端的振動(dòng)降低，可以提高機(jī)械的定位精度和聯(lián)軸節(jié)的使用壽命；

3.導(dǎo)軌之間的空間可以被有效利用；

4.使用電機(jī)的組合驅(qū)動(dòng)，可以使用兩個(gè)小容量電機(jī)取代單個(gè)大容量電機(jī)，可以應(yīng)用于大型機(jī)械；

伺服同期控制的注意事項(xiàng)

1.系統(tǒng)中最多可以設(shè)置3組伺服同期控制；

2.軸取出功能不能應(yīng)用在伺服同期控制的軸；

3.請(qǐng)不要設(shè)定同期軸在伺服關(guān)閉時(shí)的誤差修正；

4.增量控制的系統(tǒng)中，需先回參考點(diǎn)，后指定伺服同期控制；

5.其他注意事項(xiàng)請(qǐng)參考伺服同期控制規(guī)格書(shū)；