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摘要：阐述数控加工中心的配置和工作原理，论述伺服控制的动态调试的重要性，研究动态调试的理论性方法和在实际使用中存在的问题，以CAK50100为例，介绍采用SIGMWIN+和飞阳数控系统自带动态优化软件的优化方法。
关键词：自动谐调；动态优化；调试
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）12-0230-02
1 数控加工中心概述
本文例举的CAK50100数控加工中心配置沈阳机床推出的飞阳G0T数控系统，通过总线连接CWAD控制板来控制安川伺服驱动器来驱动电机的运行，外围辅助设备的动作是由系统通过总线传输至CWIO控制板来驱动外围辅助设备的工作。以上就是数控中心的控制框架。
2 安川驱动的自动谐调
机床上电检查后进行伺服参数配置，通过RS232数据线将驱动器与PC机连接，打开SIGMWIN+软件，选择在线调试，连接成功后首先进行基本参数的配置，其中PN300设置900，有别于其他数控系统的控制策略，设置为9V电压控制最高转速是为了防止在电机在最高转速时出现电流的溢出。在配置完基本参数后打开自动谐调插件。进行自动谐调的步骤如下。
（1）将SV－ON至于ON，如果没有振荡的声音，此时进行JOG运行，并且观察是否电机产生振荡；如果有振荡，必须减少Pn100（速度环增益）数值，然后重复然后进行JOG运行，速度从100～500。
（2）在刚性设定到4时没有振荡的情况下，逐步加快JOG速度，并且适当减少Pn305、Pn306（加减速时间）的设定值。
（3）在多次800rpm以上的JOG运行中没有振荡情况下进入定位控制调试。
（4）首先将定位的速度减少至200rpm以内进行调试。
（5）并且在调试过程中不断减少Pn101（速度环积分时间常数）参数的设定值。
（6）如果调试中发生到达位置后负载出现低频振荡现象，此时适当减少Pn102（位置环增益）参数的设定值，调整至最佳定位状态。
（7）再将速度以100～180rpm的速度提高，同时观察伺服电机是否有振动现象，如果发生负载低频振荡，则适当减少Pn102（位置环增益）的设定值，如果电机发生高频振荡（声音较尖锐）此时适当减少Pn100（速度环增益）的设定值，也可以增加Pn101（速度环积分时间常数）的数值。
（8）再定位控制中，为了使低刚性结构的负载能够减少机械损伤，因此可以在定位控制的两头加入一定的加减速时间，尤其是加速时间；通常视最高速度的高低，可以从0.5秒设定到2.5秒。
完成以上调试伺服特性已经达到了正常使用的配置，但如果还需要更高的动态特性就需要进行动态调整的优化工作。
3 飞阳数控系统的动态优化调试
飞阳数控系统自带动态测试软件ERCI、ERDI、ERRE。ERCI主要用来同时优化两个轴的速度环比例增益Kp和位置环比例增益Kv；ERDI可以用来优化单轴的速度环比例增益Kp和速度环积分时间；ERRE用速度环积分时间Tn。
（1）首先对系统参数进行基本配置，调试相关参数做如下设置。
Kv:（位置环增益）1.0（或者更小）AXVKVD,AXVKVS。
Acceleration:（加速度）0.2（或者更小）AXVACCE。
Sramptime:100（或者更大）SRAMPTIME。
Vcurv:1000（或者更小）LAHPAR VCURV。
Kp:（速度环）从比较小的值开始。开始值主要取决于电机和轴的机械装置是否运动。
Tn: （速度环）从标准值开始。一般为5、8、10、12。
（2）速度环增益的优化调节。
逐渐增加Kp的值，通过ERCI观测所测试圆。直到四个象限点（0°、90°、180°、270°）的尖峰值随着Kp的增加不再减小。当增加Kp后，ERCI所得的圆的轨迹反向尖峰不再减小时，取该值的70%-80%，作为此轴的Kp值。逐渐增大Kv，观察动态圆，如果通过ERCI测试的圆，存在毛刺和振荡。可以通过减小Kv值来消除。图1为优化前后的效果图对比。
（3）ERDI测试调整。
这个工具常用于检测单轴动态特性。因为在优化好单轴后还需要使用ERCI进行多轴的优化，这样就浪费了很多时间和精力,所以实际优化时往往不采用ERDI进行优化而直接采用ERCI进行优化。
（4）ERRE测试调整。
调整驱动器Tn的值，通过减小其值观察其在ERRE四个区域开始两段和结束两段。使所优化的两个轴同步性更好。如图2。
通过上述优化测试方法可以是数控机床达到普通客户对数控机床的要求，飞阳数控系统自带的调试软件使得在机床动态调整上有一个质的提高。
参考文献
［1］郭庆鼎,王成元.交流伺服系统［M］.北京：机械工业出版社，1998.
［2］罗慧,尹泉等.基于PC机的交流传动控制算法开发平台设计［J］.电气自动化,2001,（4）:19.
［3］董谦，谢剑英.运动控制系统中PID调节器设计［J］.电气自动化，2001,（6）:23.
［4］李宏胜.数控机床用伺服系统性能测试装置的研究［J］.组合机床与自动化加工技术,2001,（7）:31-33.
［5］王子才.控制系统设计手册［M］.北京:国防工业出版社.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
关键词：自动谐调；动态优化；调试
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）12-0230-02
1 数控加工中心概述
本文例举的CAK50100数控加工中心配置沈阳机床推出的飞阳G0T数控系统，通过总线连接CWAD控制板来控制安川伺服驱动器来驱动电机的运行，外围辅助设备的动作是由系统通过总线传输至CWIO控制板来驱动外围辅助设备的工作。以上就是数控中心的控制框架。
2 安川驱动的自动谐调
机床上电检查后进行伺服参数配置，通过RS232数据线将驱动器与PC机连接，打开SIGMWIN+软件，选择在线调试，连接成功后首先进行基本参数的配置，其中PN300设置900，有别于其他数控系统的控制策略，设置为9V电压控制最高转速是为了防止在电机在最高转速时出现电流的溢出。在配置完基本参数后打开自动谐调插件。进行自动谐调的步骤如下。
（1）将SV－ON至于ON，如果没有振荡的声音，此时进行JOG运行，并且观察是否电机产生振荡；如果有振荡，必须减少Pn100（速度环增益）数值，然后重复然后进行JOG运行，速度从100～500。
（2）在刚性设定到4时没有振荡的情况下，逐步加快JOG速度，并且适当减少Pn305、Pn306（加减速时间）的设定值。
（3）在多次800rpm以上的JOG运行中没有振荡情况下进入定位控制调试。
（4）首先将定位的速度减少至200rpm以内进行调试。
（5）并且在调试过程中不断减少Pn101（速度环积分时间常数）参数的设定值。
（6）如果调试中发生到达位置后负载出现低频振荡现象，此时适当减少Pn102（位置环增益）参数的设定值，调整至最佳定位状态。
（7）再将速度以100～180rpm的速度提高，同时观察伺服电机是否有振动现象，如果发生负载低频振荡，则适当减少Pn102（位置环增益）的设定值，如果电机发生高频振荡（声音较尖锐）此时适当减少Pn100（速度环增益）的设定值，也可以增加Pn101（速度环积分时间常数）的数值。
（8）再定位控制中，为了使低刚性结构的负载能够减少机械损伤，因此可以在定位控制的两头加入一定的加减速时间，尤其是加速时间；通常视最高速度的高低，可以从0.5秒设定到2.5秒。
完成以上调试伺服特性已经达到了正常使用的配置，但如果还需要更高的动态特性就需要进行动态调整的优化工作。
3 飞阳数控系统的动态优化调试
飞阳数控系统自带动态测试软件ERCI、ERDI、ERRE。ERCI主要用来同时优化两个轴的速度环比例增益Kp和位置环比例增益Kv；ERDI可以用来优化单轴的速度环比例增益Kp和速度环积分时间；ERRE用速度环积分时间Tn。
（1）首先对系统参数进行基本配置，调试相关参数做如下设置。
Kv:（位置环增益）1.0（或者更小）AXVKVD,AXVKVS。
Acceleration:（加速度）0.2（或者更小）AXVACCE。
Sramptime:100（或者更大）SRAMPTIME。
Vcurv:1000（或者更小）LAHPAR VCURV。
Kp:（速度环）从比较小的值开始。开始值主要取决于电机和轴的机械装置是否运动。
Tn: （速度环）从标准值开始。一般为5、8、10、12。
（2）速度环增益的优化调节。
逐渐增加Kp的值，通过ERCI观测所测试圆。直到四个象限点（0°、90°、180°、270°）的尖峰值随着Kp的增加不再减小。当增加Kp后，ERCI所得的圆的轨迹反向尖峰不再减小时，取该值的70%-80%，作为此轴的Kp值。逐渐增大Kv，观察动态圆，如果通过ERCI测试的圆，存在毛刺和振荡。可以通过减小Kv值来消除。图1为优化前后的效果图对比。
（3）ERDI测试调整。
这个工具常用于检测单轴动态特性。因为在优化好单轴后还需要使用ERCI进行多轴的优化，这样就浪费了很多时间和精力,所以实际优化时往往不采用ERDI进行优化而直接采用ERCI进行优化。
（4）ERRE测试调整。
调整驱动器Tn的值，通过减小其值观察其在ERRE四个区域开始两段和结束两段。使所优化的两个轴同步性更好。如图2。
通过上述优化测试方法可以是数控机床达到普通客户对数控机床的要求，飞阳数控系统自带的调试软件使得在机床动态调整上有一个质的提高。
参考文献
［1］郭庆鼎,王成元.交流伺服系统［M］.北京：机械工业出版社，1998.
［2］罗慧,尹泉等.基于PC机的交流传动控制算法开发平台设计［J］.电气自动化,2001,（4）:19.
［3］董谦，谢剑英.运动控制系统中PID调节器设计［J］.电气自动化，2001,（6）:23.
［4］李宏胜.数控机床用伺服系统性能测试装置的研究［J］.组合机床与自动化加工技术,2001,（7）:31-33.
［5］王子才.控制系统设计手册［M］.北京:国防工业出版社.
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”