安川伺服调试的一点看法

安川伺服调试的一点看法

1、 安川伺服在低刚性（1～4）负载应用时，惯量比显得非常重要，以同步带结

构而论，刚性大约在1～2（甚至1以下），此时惯量比没有办法进行自动调谐，必须使伺服放大器置于不自动调谐状态；

2、 惯量比的范围在450～1600之间（具体视负载而定）

3、 此时的刚性在1～3之间，甚至可以设置到4；但是有时也有可能在1以下。 4、 刚性：电机转子抵抗负载惯性的能力，也就是电机转子的自锁能力，刚性越

低，电机转子越软弱无力，越容易引起低频振动，发生负载在到达制定位置后左右晃动；刚性和惯量比配合使用；如果刚性远远高于惯量比匹配的范围，那么电机将发生高频自激振荡，表现为电机发出高频刺耳的声响；这一切不良表现都是在伺服信号（SV-ON）ON并且连接负载的情况下。

5、 发生定位到位后越程，而后自动退回的现象的原因：位置环增益设置的过大，

主要在低刚性的负载时有此可能，。

6、 低刚性负载增益的调节：

A、将惯量比设置为600；

B、 将Pn110设置为0012；不进行自动调谐

C、 将Pn100和Pn102设置为最小；

D、 将Pn101和Pn401设置为刚性为1时的参数

E、然后进行JOG运行，速度从100～500；

F、 进入软件的SETUP中查看实际的惯量比；

G、 将看到的惯量比设置到Pn103中；

H、 并且自动设定刚性，通常此时会被设定为1；

I、 然后将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数值，然后重复E、F重新设定转动惯量比；重新设定刚性；注意此时刚性应该是1甚至1以下；

J、 在刚性设定到1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；

K、 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；

L、首先将定位的速度减少至200rpm以内进行调试

M、 并且在调试过程中不断减少Pn101参数的设定值；

N、 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Pn102参数的设

定值，调整至最佳定位状态；

O、 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的设定值，也可以增加Pn101的数值；

P、 说明：Pn100 速度环增益 Pn101 速度环积分时间

常数 Pn102 位置环增益 Pn103 旋转惯量比 Pn401 转距时间常数

7、 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

安川伺服调试的一点看法

定到2.5秒（指：0到最高速的时间）。

8、 电机每圈进给量的计算：

A、电机直接连接滚珠丝杆： 丝杆的节距

B、 电机通过减速装置（齿轮或减速机）和滚珠丝杆相连： 丝杆的节距×减速比（电机

侧齿轮齿数除以丝杆处齿轮齿数）

C、电机＋减速机通过齿轮和齿条连接： 齿条节距×齿轮齿数×减速比

D、电机＋减速机通过滚轮和滚轮连接： 滚轮（滚子）直径×π×减速比

E、 电机＋减速机通过齿轮和链条连接： 链条节距×齿轮齿数×减速比

F、 电机＋减速机通过同步轮和同步带连接： 同步带齿距×同步带带轮的齿数×（电机

侧同步轮的齿数/同步带侧带轮的齿数）×减速比； 共有3个同步轮，电机先由电机减速机出轴侧的同步轮传动至另外一个同步轮，再由同步轮传动到同步带直接连接的同步轮。

9、 负荷惯量：

A、电机轴侧的惯量需要在电机本身惯量的5～10倍内使用，如果电机轴侧的惯量超过

电机本身惯量很大，那么电机需要输出很大的转距，加减速过程时间变长，响应变慢；

B、 电机如果通过减速机和负载相连，如果减速比为1/n ，那么减速机出轴的惯量为原

电机轴侧惯量的（1/n）2

C、惯量比：m＝Jl /Jm 负载换算到电机轴侧的惯量比电机惯量；

D、Jl <（5～10）Jm

E、 当负载惯量大于10倍的电机惯量时，速度环和位置环增益由以下公式可以推算 Kv＝

40/（m＋1） 7<=Kp<=（Kv/3）

10、 一般调整（非低刚性负载）

A、一般采用自动调谐方式（可以选择常时调谐或上电调谐）

B、 如果采用手动调谐，可以在设置为不自动调谐后按照以下的步骤

C、将刚性设定为1，然后调整速度环增益，由小慢慢变大，直到电机开始发生振荡，

此时记录开始振荡的增益值，然后取50～80％作为使用值（具体视负载机械机构的刚性而论）

D、位置环增益一般保持初始设定值不变，也可以向速度环增益一样增加，但是在惯量

较大的负载时，一旦在停止时发生负载振动（负脉冲不能消除，偏差计数器不能清零）时，必须减少位置环增益；

E、 在减速、低速电机运行不匀时，将速度环积分时间慢慢变小，知道电机开始振动，

此时记录开始振动的数值，并且将该数据加上500～1000，作为正式使用的数据。 F、 伺服ON时电机出现目视可见的低频（4～6/S）左右方向振动时（此时惯量此设定

值很大），将位置环增益调整至10左右，并且按照C中所述进行重新调整；

11、 调整参数的含义和使用：

A、位置环增益： 决定偏差计数器中的滞留脉冲数量。数值越大，滞留脉冲数量越小，

停止时的调整时间越短，响应越快，可以进行快速定位，但是当设定过大时，偏差计数器中产生滞留脉冲，停止时会有振动的感觉； 惯量比较大时，只能在速度环增益调整好以后才能调整该增益，否则会产生振动；

B、 位置环增益和滞留脉冲的关系：e＝f / Kp 其中e是滞留脉冲数量；f是指令脉冲

频率；Kp是位置环增益； 由此可以看出Kp越小，滞留脉冲数量越多，高速运行时误差增大；Kp过高时，e很小，在定位中容易使偏差计数器产生负脉冲数，有振动；

安川伺服调试的一点看法

C、速度环增益： 当惯量比变大时，控制系统的速度响应会下降，变得不稳定。一般会

将速度环增益加大，但是当速度环增益过大时，在运行或停止时产生振动（电机发出异响），此时，必须将速度环增益设定在振动值的50～80％。

D、速度积分时间常数： 提高速度响应使用；提高速度积分时间常数可以减少加减速时的超调；减少速度积分时间常数可以改善旋转不稳定。

安川伺服问题点汇总(1)

2008-12-21 20:40

1. 伺服电机的特征是什么？

一般来说伺服电机和步进马达等相比，能从低速到高速保持一定的转矩输出，没有象普通步进点饥那样的振动、噪音、发热等问题的存在，没有拖控（不能控制的状态）现象，电机速度平滑。

2. 骏马系列和其他伺服电机的伺服器相比有何特征？

传统的伺服器各种功能和伺服增益的设定必须通过参数设定才能完成。但是本产品以设定两个旋转开关代替参数，基本上不需调整即可使用。是一种具有与步进电机一样的方便性，但又能高性能运转的伺服电机。

3. 什么是伺服ON？

是指接通电源后，打开输入，输出信号/S-ON， 给伺服电机通电。电机通电后，在没有指令的状态下，电机的转轴被固定，即使施加外力也无法运转，成为伺服锁定状态。

4. 伺服正面红LED灯亮后， 电机运转停止，该怎么办?

此为报警信息。报警内容和处理方法可以根据LED显示灯的显示数来判别。

5. 为何伺服电机在运行中REF（绿色LED）会闪烁？

通过REF的闪烁表示『指令脉冲输入中（电机旋转中）』。此时即使在低速档，电机也在旋转中。请绝对不要触摸机械和电机轴。

6. 什么时候使用指令滤波器设定旋转开关（FIL）

FIL开关用于平滑输入于伺服单元的指令。通常可放在0位，如果有振动可在0-7之间加大以达到稳定运行。但是指令结束到电机停止的时间将会延长。

7. 电动机电缆线较长时 （100M以上）要注意什么？

变频机与电机的布线距离较长时，由于电缆线的电压降低，电机的力矩下降，因此要使用粗的电线配线，有时要调整V/F特性。还有，按照配线距离如下所示降低载波频率。

50M： 10KHZ以下

100M： 5KHZ以下

8. 变频器可以驱动带制动的电动机吗？

可以。要使用制动装置带独立电器的制动电机，制动装置电源接在变频器的输入端，制动回路原封不动地接在变频器地输出端，起动时由于电压较低，制动装置不能开放。

9. 什么时候需要制动选配件？

紧急减速时使用。电动机地频率下降时，需要比自由滑行停止更短的时间内减速，由于电机在所给的频率相应同期速度以上运转而成为感应发电机，其结果电机及负载的惯性能量，在变频器再生。这时变频器的主回路电容被充电，电压上升，再生能量变大，发生过电压而切断输出，为防止这种现象需要制动选配件。

10. 把现有电机使用变频器驱动时，漏电开关会发生误动作，如何处理？

推荐使用适合漏电开关的变频器再次谐波措施，使用现有的漏电开关，为防止误动作发生，感度电流应在200MA以上，变频器的载波频率在2.5KHZ以下使用。（但是电机的噪音增大）

11. 关于电子齿轮的设定

电子齿轮功能是指可将相当于指令控制器输入指令1脉冲的工件移动量设定为任意值的功能，分为电子齿轮（分子）Pn 202、电子齿轮（分母）Pn 203两部分参数。

安川伺服调试的一点看法

在无减速比条件下设定时，根据当前电机的编码器规格把相对应的编码器脉冲数

13位：2048P/R 16位：16384P/R 17位：32768P/R

乘以分频比4后，写入Pn 202。将负载轴旋转一圈的脉冲数写入Pn 203。

例如：电机的编码器规格为16位时，把16384*4=65535写入电子齿轮（分子）Pn 202

想要36000个脉冲转一圈的话，在电子齿轮（分母）Pn 203中写入36000

注：Pn 202/ Pn 203的值必须在[0.01，100]，并且当Pn 202或Pn 203内的值超过65535后，请进行约分

12. 关于外接再生电阻器时容量的设定

要将外接再生电阻器连接到伺服单元时，必须对再生电阻容量Pn 600进行设定.

设定值因外接再生电阻器的冷却状态而异.

l 自冷（自然对流冷却）方式时：请设定实际安装的再生电阻容量（W）20%以下的值。

l 强制风冷方式时：请设定实际安装的再生电阻容量（W）50%以下的值。 用户参数Pn 600的设定单位：10W。

例如：强制风冷方式的外接再生电阻器的容量为100W时

可处理的再生电力为：100W*50%=50W

再生电阻容量Pn 600的设定值为：50W/10W=5

注：外接再生电阻器时，为了增加再生电阻器的容量（W），而将多个小容量的再生电阻器组合起来使用。在选择方面请注意，包含电阻值的误差在内的值要大于下述表中的最小允许电阻值，否则流过再生电路的电流就会增大，有可能造成电路击穿。

*1、假定在自冷方式时的可处理再生电力（20%）.

*2、（）内所示的值表示专用选购件再生电阻单元JUSP-RA04的值。

*3、（）内所示的值表示专用选购件再生电阻单元JUSP-RA05的值。

13. 关于伺服电机[扭矩-转速特性]图的解释

通常从用户手册上可以查得每个电机都有一张[扭矩-转速特性]图，它体现了伺服电机扭矩特性与转速特性之间的关系，以SGMAH-A5B为例：

图中【A】为连续使用区域、【B】为反复使用区域

在【A】区域，伺服电机可以长时间不间断运行，因此从图中可以看出，即使在最高转速电机也可以长时间运行，只是当前的扭矩会有一定损失.

在【B】区域，伺服电机可以以过载的状态运行，但是由于伺服单元内置有保护功能，当伺服电机与伺服单元过载时可对其进行保护。因此，伺服单元的容许通电时间即允许在过载状态下运行的时间因内置的过载保护功能而受到下图所示的限制. 过载检测电平是在电机环境温度40℃以及热启动的条件下设定的. 注：上图中的A、B过载保护特性适用于与下述伺服电机配套的情况.

A：容量为400W以下的SGMAH型与SGMPH型伺服电机时.

B：其他的SGMAH、SGMPH型伺服电机以及SGMGH、SGMSH、SGMDH型伺服电机时.

14. 位置控制时，指令控制器发出脉冲指令后电机不转动

请对一下几点进行检查（前提条件：伺服点动测试运行正常）。

1. 检查伺服LED显示是否已经S-ON（省略符号：RUN）?

2. 位置控制时，检查用户参数Pn000的第1位，是否为1（显示内容：Pn000=XX1X）?

3. 根据Q2检查位置指令输入电路的接线。

4. 检查用户参数Pn200的第0位，核对伺服单元侧的脉冲指令输入形态是否与指令控制器的规格 相匹配?

5. 检查伺服LED显示确认指令控制器脉冲输出无误.

位数据⑤：正在输入指令脉冲时点亮、未输入指令脉冲时熄灭.

6. 通过电子齿轮和指令控制器的脉冲发生频率，计算得出电机实际的速度，检查是否

转速过低.

安川伺服调试的一点看法

7. 以上确认无误后，电机仍然无法转动的话，请联系安川上海运动控制部.

15. 关于位置指令输入电路的接线

下面就CN1连接器的7-8（指令脉冲输入）、11-12（指令符号输入）、15-14（清除输入）端子进行说明。

指令控制器侧的指令脉冲、偏移脉冲清除信号的输出电路，可以从总线驱动器输出、集电极开路输出（2种）的3种中任意选择。分类表示如下：

注：如果使用集电极开路输出（客户准备的电源规格）必须根据电源容量配接相应电阻，否则可能会导致接口电路损坏或动作不良等情况.

16. 接口电路

伺服单元的输入输出信号以及其与指令控制器的连接实例如下所示

l 输入电路

模拟量输入电路

CN1连接器的5-6（速度指令输入）、9-10（扭矩指令输入）端子。

模拟量信号是速度指令或者扭矩指令信号。输入阻抗:

速度指令输入：约14KΩ

扭矩指令输入：约14KΩ

输入信号的最大允许电压为±12V。

顺控输入电路

CN1连接器的40-47端子。

通过继电器或者集电极开路的晶体管电路进行连接。使用继电器连接时，请选定微小电流用继电器，否则会造成接触不良。

注：外部电源（DC24V）必须具有50mA以上的容量。

l 输出电路

总线驱动器输出电路

CN1连接器的33-34（A相信号）、35-36（B相信号）、19-20（C相信号）端子。

对编码器的串行数据进行2相（A相、B相）转换的输出信号（PAO，/PAO，PBO，/PBO）与原点脉冲信号（PCO，/PCO）以及S相旋转量信号（PSO，/PSO）由总线驱动器输出电路进行输出。通常，当伺服单元通过速度控制在指令控制器侧构成位置控制系统时使用。在指令控制器侧，请使用总线接收器电路接收。

集电极开路输出电路

CN1连接器的37-39（警报代码输出）端子。

警报代码输出信号（AL01、AL02、AL03）是集电极开路的晶体管输出电路。请使用光电耦合器电路、继电器电路或者总线接收器电路接收。

注：集电极开路输出电路的最大容许电压、电流容量如下所示：

最大电压：DC30V

最大电流：DC20mA

17. 关于在400V电源电压环境中使用时

SGDM型伺服单元包括电源电压为单相AC100V用、单相AC200V用、三相AC200V用3种类型。 SGDH型伺服单元包括电源电压为单相AC100V用、单相AC200V用、三相AC200V用与三相AC400V用4种类型。

其中100V用或者200V用伺服单元使用三相AC400V级（380V~480V）电源时，请准备下述变压器（单相用或三相用）。

请参考下表，选定变压器的容量。

SGDM型伺服单元：

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SGDH型伺服单元：

* 额定负载时的净值。