飞阳FOM数控系统及XpoWer驱动调试探究

1、飞阳fom数控系统及xpower驱动调试探究【摘要】根据飞阳数控系统及xpower伺服驱动器的工作 原理及特点，阐述了 xpoweik驱动系统的电流环、速度环和 位置环的作用及相互关系，总结了伺服轴的调试优化方法。 实践证明该方法可以有效地提高机床的动态性能。【关键词】飞阳数控；xpoweik驱动系统；动态优化引 言飞阳数控系统fom是沈阳机床集团与意大利菲迪亚公司 合作研发的高品质、高性价比的数控系统。xpower交流伺服 驱系统是与飞阳数控系统相配套的伺服驱动器，是飞阳数控 的基本功能单元之一，作为控制系统中的功率部分，接受控 制系统发出的电机控制指令并驱动电机运转。本文主要针对 飞阳数控

2、系统fom,对伺服轴的优化流程及参数调节过程进 行了研究。1 xpower交流伺服驱动系统优化的原理xpower交流伺服驱动系统由电流环、速度环、位置环三 环组成，电流环、速度环的控制器均由比例积分调节器组成, 位置环则是一个比例调节器。由于电流环的响应较速度环 快，而速度环又比位置环响应快，因此遵循内环到外环的优 化顺序即'电流环速度环位置环”，其中内环性能的优劣 会影响到外环性能的发挥，因此速度环是优化的重点。伺服 优化的过程就是调节三环控制器的增益和积分时间常数，使 机床的动态性能得到提升。1.1电流环参数优化电流环控制器是一个比例积分调节器一般情况下，机 床出厂时会通过bruc

3、o软件（xpower驱动器优化软件）选择 响应型号的电机和驱动，同时利用bruco软件进行自动优化。 因此电流环通常不需要再优化，除非电机运行时，电机内部 出现异常的响声，则需要对电流环进行优化，次数需要适当 地减小增益kpi,同时增加积分时间常数tni。1.2速度环参数的优化速度环是参数优化的重点，速度环优化的参数有速度环 增益kpv、速度环积分时间常数tn。先用bruco软件进行自 动优化，在此基础上进行微调。先对增益和积分时间进行调 节，使机床在能够正常运行的情况下增益尽量大，积分时间 尽量小。增益越大，速度环频率特性越好，积分时间越小， 频率特性也得到提高。1.3位置环的优化在对位置环

4、参数进行优化时，只有位置环增益kv可以 通过圆测试来优化，当增大位置环增益时，圆的轮廓精度越 高。当位置环增益增加到一定程度时，圆轨迹震荡加大，同 时机床开始振动。适当的调节kv,使圆的轮廓精度尽可能高, 同时保证机床不振动。2 xpower交流伺服驱动系统优化的步骤2. 1调试软件简介xpower驱动系统相配套的软件是bruco,利用它可以修 改xpower驱动系统内的参数。另外，在飞阳数控系统中， 提供了几个用来测试机床动态特性的工具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

5、度环积分时间，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。当某个坐标轴性能很差时，经常利用erdi进行单轴调 试优化。erre用来优化加速度、速度环积分时间tm2. 2 xpower驱动系统优化步骤以%ic1051为例说明xpower驱动器的优化步骤：2. 2. 1利用bruco优化电流环，利用软件自动的电流环 优化功能优化即可。2. 2.2利用erci工具主要用来优化速度环比例增益kp 和位置环比例增益kv。首先，机床能够正常运行的情况下， 利用brueo工具对速度环进行自动优化。b

6、rueo优化完后， 利用erci和erre进行优化，通过观察erci的圆形轨迹的 反向峰值，增加kp,增加kp值时，使圆形轨迹上的反向峰 值不再明显减小，这即为机床kp的极限值，然后取该值的 70%80%作为kp值。下面以某台vmc1051立式加工中心为例, 优化y轴时，说明不同kp值，对机床的影响。可见随着kp值的增大，圆轨迹反向尖峰值不断的减小。 在优化的过程中，增益增大的同时，频率响应会在某些频率 处产生较大的峰尖，同时会发出剌耳的尖叫，利用sr5 v2. 500 软件可以采集到共振的频率，然后通过滤波器可以将这些峰 尖屏蔽掉。滤波器有三种类型lowpass filter > notch f订ter、 general filtero2. 2. 3利用erci优化位置环环逐渐增加位置环动态和静态的比例增益kvd-ikvs的值 直到利用erci检测的圆周误差发生明显变化，或者轴开始 振动。此时适当减小kv值，使机床处于稳定状态。2. 2. 4利用erre优化加速度和速度环积分时间tn。不断调整驱动器加速度和速度环积分时间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，最后取一个折中的值。如图 5所示，3结束语飞阳数控系统及