西門子伺服驅(qū)動器

伺服系統(tǒng)是數(shù)控機床最重要的組成部分之一，是數(shù)控裝置與執(zhí)行部件之間的聯(lián)系鈕帶，它將數(shù)控裝置發(fā)出的數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成為符合預(yù)定要求的方向、速度、 位置的運動［1］ 。 數(shù)控機床對進(jìn)給伺服系統(tǒng)性能要求包括：定位速度和輪廓切削進(jìn)給速度、定位精度和輪廓切削度、精加工的表面粗糙度、在外界干擾下的穩(wěn)定性等。這些要求主要取決于伺服系統(tǒng)的靜態(tài)、動態(tài)特性，如為保證輪廓形狀精度，除了要求機床有較高的定位精度外，還要求伺服系統(tǒng)有良好的動態(tài)響應(yīng)特性，能穩(wěn)定而靈活地跟隨指令信號，即要求系統(tǒng)具有高的輪廓跟隨精度，這與CNC機床伺服驅(qū)動系統(tǒng)的穩(wěn)、動態(tài)特性有關(guān)，而這些特性取決于進(jìn)給伺服系統(tǒng)的主要數(shù)，如電流環(huán)增益MD1120、電流環(huán)積分時間MD1121、速度環(huán)增益MD1407/MD1408、速度環(huán)積分時間MD1409/MD1410等。上述參數(shù)在數(shù)控系統(tǒng)出廠時就已設(shè)定，但與數(shù)控機床實際工作情況并不完全吻合，如加工時實際機械部件的拖動情況，因此需進(jìn)行參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化，以提高數(shù)控機床性能。參數(shù)的調(diào)整和優(yōu)化分手工和自動兩種方法，手工調(diào)整和優(yōu)化對調(diào)試人員的要求較高，難以掌握。自動調(diào)整和優(yōu)化具有簡單，快速的優(yōu)點，易迅速掌握。

1伺服驅(qū)動器的配置

1.1SimoCom_U伺服調(diào)試工具 SimoCom_U伺服調(diào)試工具是西門子公司開發(fā)的用于調(diào)試Simodrive611U的一個軟化工具，具有直觀、快捷、易撐握的特點。SimoCom_U伺服調(diào)試軟件主畫面 如圖1所示，它能夠設(shè)定驅(qū)動器與電機和功率模塊匹 配的基本參數(shù)，根據(jù)伺服電機實際拖動的機械部件，對611UE速度控制器的參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)整與優(yōu)化，能夠監(jiān)控伺服驅(qū)動器的運行狀態(tài)，如電機實際電流和實際扭矩等

1.2SimoCom_U軟件與驅(qū)動器的連接在斷電的情況下，用RS232電纜連接PC的COM接口與611U上的X471端口，再給驅(qū)動器上電，其611UE的液晶窗口顯示“A1106”，比奧斯驅(qū)動器沒有數(shù)據(jù)、R/F紅燈亮、總線接口模塊上的紅燈亮。這時可從WINDOWS的“開始”中找到驅(qū)動器調(diào)式工具SimoCom_U軟件并啟動。1.3伺服驅(qū)動基本參數(shù)設(shè)定使用SimoCom_U進(jìn)行參數(shù)設(shè)定時，必須遵照以下步驟進(jìn)行：a.啟動SimoCom_U軟件，選擇聯(lián)機方式，查找在線驅(qū)動器（Searchforonlinedrives…）；b.命名將要調(diào)試的驅(qū)動器，然后選擇下一步（NEXT）；C.進(jìn)入聯(lián)機方式后，SimoCom_U自動識別功率模塊和611U控制板的型號，然后選擇“下一步”（NEXT）；d選擇輸入電機的型號，如1FK6063-6AF71然后選擇“下一步”（NEXT）；e.根據(jù)電機的型號選擇編碼器的類型；f.選擇速度控制方式（Speed/torquesetpoint），然后選擇“下一步”（NEXT）；g.SimoCom_U列出所選擇的數(shù)據(jù)，如果數(shù)據(jù)無誤，選擇“接受該軸驅(qū)動器配置”（Calculatecontrollerdata，save，reset）注意：如果這是PLC應(yīng)用程序還沒調(diào)式，驅(qū)動器的使能信號不生效，電機不能旋轉(zhuǎn)。在PLC功能生效（即驅(qū)動器使能控制生效）后，并且設(shè)定了NC近給軸參數(shù)（MD301和MD30240），才能移動進(jìn)給軸，才能對進(jìn)給軸的動態(tài)特性進(jìn)行優(yōu)化

1.4伺服驅(qū)動器參數(shù)的優(yōu)化

在完成伺服驅(qū)動器的設(shè)定后，需要對伺服驅(qū)動器的速度環(huán)動態(tài)特性進(jìn)行調(diào)式，然后才能進(jìn)行位置環(huán)調(diào)試。西門子611U/Ue的交流伺服驅(qū)動器的速度環(huán)動態(tài)特性優(yōu)化可通過SimoCom_U軟件自動進(jìn)行。優(yōu)化驅(qū)動器的速度給定，由PC機以數(shù)字量給出，無須CNC控制。驅(qū)動器速度環(huán)動態(tài)性優(yōu)化的操作步驟如下：

a.       利用“驅(qū)動器調(diào)式電纜”，將調(diào)試計算機與611UE的X471接口連接。如果需要對帶制動的電動機進(jìn)行優(yōu)化，應(yīng)設(shè)定對應(yīng)的NC通用參數(shù)，如：802D，MD14512[18]的第2位為“1”（優(yōu)化完畢后恢復(fù)為“1”）；

b.       接通驅(qū)動器的使能信號（電源模塊端子T48、T63和T64與接通），并將坐標(biāo)軸移動到工作臺的中間位置，因為驅(qū)動器優(yōu)化時，并將坐標(biāo)軸移動到工作臺的中間位置，因為驅(qū)動器優(yōu)化時，電動機將自動旋轉(zhuǎn)大約兩轉(zhuǎn)；

c.       啟動工具軟件SimoCom_U，選擇聯(lián)機方式，再選擇“PC”控制方式，并通過“OK”確認(rèn)。在彈出的對話框中選擇“控制器子目錄（Controller）”，之后再選擇“Noneofthese”，彈出“速度控制畫面

d.       選擇自動速度控制器優(yōu)化“Executeautomaticspeedcontrollersetting”，彈出“參數(shù)環(huán)優(yōu)化畫面”。選擇“1~4步”自動執(zhí)行優(yōu)化過程：（1）分析機械特性一（電機正轉(zhuǎn)，帶制動電機的抱閘應(yīng)釋放）；（2）分析機械特性二（電機反轉(zhuǎn)，帶制動電機的抱閘應(yīng)放）；（3）電流環(huán)測算（電機靜止，帶制動電機的抱閘應(yīng)夾緊）；（4）參數(shù)優(yōu)化計算

SimoCom_U軟件在幾分鐘內(nèi)，控制數(shù)控系統(tǒng)和數(shù)控機床完成參數(shù)的自動優(yōu)化，具有快速、簡單的特點，易被廣大數(shù)控機床調(diào)試人員撐握，其優(yōu)化后的參數(shù)符合數(shù)控機床實際工作情況，能有效的提高伺服驅(qū)動器的動態(tài)特性，從而提高數(shù)控機床的加工精度

其中，M21為工件夾具松開；M26為打開工作區(qū)上料門；xxx為y軸在桁架機器人抓取工件時的停止位置坐標(biāo)值。本機床將y軸的第二參考點設(shè)為桁架機器人抓取工件時的停止位置，第二參考點的位置存在參數(shù)1241中。將Y軸的坐標(biāo)值輸入?yún)?shù)1241中

2.結(jié)束語

隨著市場競爭的加劇對產(chǎn)品需求的提高，高精度、高生產(chǎn)率、柔性化、多品種、短周期的數(shù)控機床及其自動生產(chǎn)線正在沖擊著傳統(tǒng)的組合機床生產(chǎn)線，因此，提高數(shù)控機床在整個生產(chǎn)線的工作效率成了未來生產(chǎn)線發(fā)展的關(guān)鍵所在。其中提高數(shù)控機床與外圍設(shè)備的通訊速度與穩(wěn)定性，也必將成為未來數(shù)控機床生產(chǎn)線技術(shù)的發(fā)展方向。