数控机床三维空间误差补偿技术的应用

伺服驱动器对伺服电机的主要控制方式？

伺服驱动器对伺服电机的主要控制方式为：位置控制、速度控和转矩控制。

位置控制方式的特点：

是驱动器对电机的转速、转角和转矩均于控制，上位机对驱动器发脉冲串进行转速与转角的控制，输入的脉冲频率控制电机的转速，输入的脉冲个数控制电机旋转的角度。脉冲频率f与电机转速n（rpm）、脉冲个数P与电机旋转角度ß的关系参见下式：

速度控制方式的特点：

是驱动器仅对电机的转速和转矩进行控制，电机的转角由CNC取驱动器反馈的A、B、Z编码器信号进行控制，CNC对驱动器发出的是模拟量（电压）信号，范围为+10V～-10V，正电压控制电机正转，负电压控制电机反转，电压值的大小决定电机的转数。

转矩控制方式的特点：

是驱动器仅对电机的转矩进行控制，电机输出的转矩不在随负载变，只听从于输入的转矩命令，上位机对驱动器发出的是模拟量（电压）信号，范围为+10V～-10V，正电压控制电机正转，负电压控制电机反转，电压值的大小决定电机输出的转矩。电机的转速与转角由上位机控制。

什么是电子齿轮比？

脉冲当量：

数控装置每变化一个最小数字单位时，要求相应的机械装置有一个设定的长度或角度的相应变化，称为脉冲当量。

当机械装置的传动比不能满足数控装置脉冲当量的要求时，用电子齿轮比，来配合数控装置与机械传动比之间的关系，满足数控装置所需要的脉冲当量。它起到了一个输入与输出变比的作用。电子齿轮比仅在位置控制中起作用。

电子齿轮比数值设置过大，会降低伺服电机的运行状态

伺服驱动器速度环、位置环参数调整的原则是什么？

伺服电机使用效果如何，除了与电机和驱动器的性能有关外，驱动器参数的调整也是一个十分关键的因素。

伺服驱动器主要的性能参数调整有三个：速度环比例增益、速度环积分时间常数、位置环比例增益。

速度环比例增益、积分时间常数仅对电机在运行时（有速度）起作用。速度环比例增益的大小，影响电机速度的响应快慢，速度环积分时间常数的大小，影响电机稳态速度误差的大小及速度环系统的稳定性。当伺服电机带上实际负荷时，由于实际负载转矩和负载惯量与缺省参数值设置时并不相符，速度环的带宽会变窄，如果此时的速度环带宽满足需求，没有发生电机速度爬行或振荡等现象，可以不调整速度环的比例增益及积分时间常数。如果实际负荷使电机工作不稳定，发生爬行或振荡现象，或者现有的速度环带宽不理想，则需要对速度环的比例增益、积分时间常数进行调整。

速度环参数调整的原则：是保证速度环系统稳定（不振荡）的前提下，允许超调并只有一个超调量不大的波头，使速度环响应最快，并且系统稳定工作。

速度环积分时间常数调整的原则：为了保证系统稳定的工作，应该调整速度环积分时间常数。调整的原则是，负载惯量折算到电机轴上的值与电机转子惯量的倍数越大，速度环积分时间常数的值应增加越大。

速度环积分时间常数的倒数为积分增益。速度环积分时间常数增大，将导至速度环响应变慢。增大速度环比例增益，可在保证系统稳定的前提下，达到较快的响应速度。

速度环积分时间常数的提高，需相应的提高速度环比例增益，以提高速度环的响应时间。这二个参数的调整，是一个反复的过程，需要对负载准确的认识与经验。

速度环比例增益提高的上限是，系统临界振荡点以下。简单的方法是，提高速度环的比例增益，直至系统发生振荡，然后再降低一点速度环的比例增益，即为刚度较好速度环比例增益。

综上，在系统能稳定工作的前提下，较大的速度环比例增益和较小的速度环时间常数，可以获得较好的速度响应。较大的速度环比例增益和过小的速度环时间常数，较容量发生系统振荡，工作不稳定；较小的速度环比例增益和过大的速度环时间常数，电机速度响应低，电机运行易出现爬行状态。

位置环比例增益仅在驱动器工作在位置方式时有效。当伺服电机停止运行时，增加位置环比例增益，能提高伺服电机的锁定刚度。当伺服电机在位置环下运行时，增大与减小位置环比例增益时，位置滞后量将随之变化。

位置环比例增益调整的原则是：在保证位置环系统稳定工作，位置不超差（过冲）的前提下，增大位置环比例增益，以减小位置滞后量。简单的方法是，提高位置环的比例增益，

直至系统发生位置超差（过冲），然后再降低一点位置环的比例增益，即为刚度较好位置环比例增益。

速度环比例增益和积分时间常数采用缺省值可以满足需要时，调整位置环比例增益，可以减小位置滞后量，提高位置跟随特性。建议调整位置环比例增益。

多轴同时进行插补运算时，各轴的位置比例增益值应调整为一样。