一、適用范圍：

　　本調試方法適用于配置華中8型數控系統的硬軌數控機床，其中具體的伺服參數調試方法也適合現階段的各類型伺服驅動器。

二、硬軌機床的特性：

　　具有很高的剛性，切削載荷大。摩擦阻力大，動態響應滯后。

三、調試目的：

　　保證伺服系統在其整個速度區間內運行時，不產生振蕩、嘯叫、爬行等異常現象的情況下，獲得一個較高的動態特性。

四、適用的硬件平臺：

　　華中HNC-808、818、848系列的數控系統（V1.11.01以上版本）配 HSV-160U、180U伺服驅動單元。軟件配置“伺服調試”功能模塊。

五、調試步驟及方法：

　　1 驅動器自適應：

　　正確連接電機、驅動、系統后將機床上電，根據電機型號將伺服驅動器的PA43號參數設置相應的值后保存斷電，再次上電后驅動器便載入適應該電機的一套缺省參數。

　　2 主要性能參數調整：

　　伺服驅動器主要的性能參數調整有三個：速度環比例增益、速度環積分時間常數、位置環比例增益。

　　首先進入系統后設置各個軸的基本參數后，保證機床能正常運行后，再進入到診斷菜單下的伺服調試界面，使用調試工具中的“速度環”采集項依次對每個軸的性能進行分析調整。

　　將機床移至適當位置后，按下該菜單中的“配置”鍵，設置測量行程和測量速度后返回，系統將自動載入測試程序。如下圖所示：

　　按照系統提示，在自動方式下按下循環啟動即可對該軸的指令速度、實際速度、加速度進行采集，系統還提供了速度波動范圍及加速度最大最小值等相關信息的顯示。如下圖所示：

　　【位置環比例增益】的大小影響著電機定位的鎖定剛性及運行時的跟蹤誤差。

　　【速度環比例增益】的大小影響著電機速度的響應快慢。

而提高整個伺服系統的響應及剛性，可以減小硬軌帶來的滯后延時影響。使得后續在圓度調試中的過象限突跳補償更加容易補償。

　　【速度環積分時間常數】的大小影響電機穩態速度誤差的大小及速度環系統的穩定性。

　　速度環比例增益、積分時間常數僅對電機在運行時的狀態起作用，所以我們可以使用較高的測量速度測試，觀察加速波形來判斷速度環比例增益是否需要進一步提高。如下圖所示：

　　速度環參數調整的原則：是保證速度環系統穩定（不振蕩）的前提下，允許超調并只有一個超調量不大的波頭，使速度環響應最快，并且系統穩定工作。如下列三幅圖中的第三幅圖所示：

　　速度環積分時間常數調整的原則：為了保證系統穩定的工作，應該調整速度環積分時間常數。調整的原則是，負載慣量折算到電機軸上的值與電機轉子慣量的倍數越大，速度環積分時間常數的值應增加越大。

　　逐步提高速度環比例增益，以提高機床響應速度。

　　而伺服電機帶上實際負荷時，由于實際負載轉矩和負載慣量的增大，會使速度環的帶寬相對空載時變窄。在較高的速度環增益下，實際負荷較大的機床（硬軌機床），更容易發生電機工作不穩定而引起的振蕩現象。如下圖所示：

　　此時需要略微降低速度環比例增益，使之進入穩定狀態，然后逐步提高位置環比例增益，直至再次出現不穩定的情況，再適當降低直至穩定。這樣伺服系統便獲得了一個稍微較高的剛性和響應速度。如下圖所示：

3 抑制振蕩類的參數調整：

　　由于硬軌機床的特性，往往導致此時我們獲得的剛性和響應速度還不足夠，判斷條件為：在“位置環”采集項中使用1000mm/min的進給速度移動該軸，觀察跟蹤誤差最大值是否在0.2mm以內。當然該項指標能控制的越小越好。

　　若慣量相對較大的機床可增加【速度環反饋濾波因子】及【轉矩指令濾波時間】這兩項參數，可有效降低振蕩，使得速度環比例增益可進一步提升。速度環反饋濾波因子缺省值為1，一般情況下最大調整到4；而轉矩指令濾波時間缺省值為1，一般情況下最大調整到10。如下列兩幅圖所示：

4 特性優化調整：

　　此前的參數調整屬于粗調，增益類參數可每次增加200~400，若伺服系統發生振蕩則減少100~50。而找到臨界點后，首先加入適當濾波類參數后，再進行增益類參數的細調。

　　每次增加50~20，若發生振蕩則減少20~10。較大的濾波參數雖然可以進一步的提高伺服系統的特性，但是會增加機床運行時的噪音，在不產生附加振蕩的情況下（可通過加速波形觀察到）應適當控制在一定范圍以內（比如85分貝以下）。

　　若濾波類參數無法提高，即在臨界點時將濾波類參數加大后振蕩反而更加明顯。如下列三幅圖所示：

　　說明機床的運行阻力較大（脫開電機后用手旋轉絲桿非常吃力），應檢查導軌潤滑、鑲條松緊、絲桿裝配精度等方面原因。

　　參數方面可通過提高【電流環控制比例增益】及降低【電流環控制積分時間】來加大電機的出力及響應能力。

　　注意：電流環控制比例增益參數值較大時易引起電機連續運行時驅動器報警。

補充：

　　在系統能穩定工作的前提下，較大的速度環比例增益和較小的速度環時間常數，可以獲得較好的速度響應。較大的速度環比例增益和過小的速度環時間常數，較容量發生系統振蕩，工作不穩定；較小的速度環比例增益和過大的速度環時間常數，電機速度響應低，電機運行易出現爬行狀態。

　　注意：多軸同時進行插補運算時，各軸的位置比例增益值應調整為一樣。否則會出現伺服不匹配的情況，導致兩軸插補加工整圓時出現橢圓的現象，可參考圓度調試方法。