1 引言
數(shù)控機床主要由存儲介質、數(shù)控裝置、伺服系統(tǒng)、檢測反饋系統(tǒng)、機床本體等五大部分組成。作為數(shù)控機床最為核心的子系統(tǒng)一進給伺服系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)控機床的進給運動，即實現(xiàn)數(shù)控機床位置與速度控制功能。數(shù)控機床安裝后，需經機電聯(lián)調工作環(huán)節(jié)，進給伺服系統(tǒng)才能實現(xiàn)上述功能。本文以數(shù)控車床Z軸為例，介紹進給伺服軸的調試方法與過程。
2 數(shù)控機床進給伺服軸調試前的準備工作
根據(jù)數(shù)控機床的具體功能要求，需做以下調試前的準備工作：(1)明確數(shù)控裝置的配置型號，了解數(shù)控裝置的功能及參數(shù)。(2)熟悉機床采用的電氣元件清單，了解其功能及主要技術參數(shù)。(3)完成機床進給傳動系統(tǒng)的安裝。進給傳動系統(tǒng)的安裝主要包括以下內容：迸給電機與進給驅動器的電氣連接；進給驅動器與數(shù)控裝置的電氣連接；輔助電氣控制回路與數(shù)控裝置的連接；進給電機與機床進給絲杠的連接(調試前需斷開，防止調試過程發(fā)生意外)。(4)根據(jù)機床電氣原理圖及電氣安裝圖，檢查電氣線路，確保連接的準確性。
3 進給伺服軸的調試
數(shù)控機床進給伺服系統(tǒng)的調試主要包括兩部分：強電調試(數(shù)控系統(tǒng)外圍的電氣連接的調試)和弱電調試(數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)、標準PLC的調試)。
3.1 機床電氣控制調試
合上機床總電源開關前．斷開所有空氣開關，尤其防止不正確的電源進入造成數(shù)控系統(tǒng)的損壞。
3.1.1電源電壓的檢測
為保證人身和設備的安全。根據(jù)電氣原理圖．逐步合上空氣開關(先接通控制電源再接通強電電源)，確認各種電源電壓是否正常，如進線電源(380V)，伺服變壓器副邊電壓(220V、lIOV、28V)等，各電源電壓的偏差應控制在+10％-15％。
3.1.2 控制回路的調試
(1)數(shù)控裝置電源的啟動/停止啟動數(shù)控裝置電源前，最好拔下數(shù)控裝置電源插頭，測量2、4腳或1、5腳，電源電壓為DC24V，斷開空氣開關，插好電源插頭，啟動后，觀察LCD是否出現(xiàn)顯示。
(2)急�；芈�
數(shù)控裝置的操作面板和手持單元上均設有急停按鈕，用于數(shù)控機床出現(xiàn)緊急情況下，使機床立即停止運動或切斷伺服驅動裝置的主電源。數(shù)控機床的急停按鈕通常與各坐標軸的硬極限開關、超程解除開關串接．以避免由于伺服反饋系統(tǒng)發(fā)生故障而使機床移動超出軟件限位值損壞機床。急�；芈啡鐖D1所示。
(3)機床導軌潤滑、照明、指示燈控制網路根據(jù)電氣控制回路，查看機床導軌潤滑、照明燈及指示燈控制中1路。
3.2機床參數(shù)調試
數(shù)控裝置和進給伺服裝置通電后，經自檢進入機床主控制畫面．要想數(shù)控機床正常工作，需進行必要的參數(shù)設置。
3.2.1 CNC系統(tǒng)參數(shù)的檢查
根據(jù)機床現(xiàn)場硬件配置，檢查系統(tǒng)參數(shù)是否正確，正確設置系統(tǒng)參數(shù)是正常運行系統(tǒng)的前提條件，具體參數(shù)如下：
數(shù)控系統(tǒng)型號：HNC一21MF(本系統(tǒng)軟件所支持的硬件類型)；數(shù)控系統(tǒng)類型：1(系統(tǒng)軟件的類型：1銑床，2車床，3車銑復合)；最多允許的通道數(shù)：1；最多允許的軸數(shù)：4；最多允許的聯(lián)動軸數(shù)：3；插補周期：4ms；刀具壽命管理：0(0禁止，l啟用)；移動軸脈沖當量分母：1(用以確定移動軸內部脈沖當量，即內部運算的最小單位為1um/此值)；極坐標編程、旋轉變換、縮放、鏡像功能：1(1開通，0未開通)。
3.2.2 進給伺服軸的設定
進給伺服軸的沒定主要包括伺服軸所屬通道、軸號、軸名稱、軸類型，具體參數(shù)如下：
(1)通道設置參數(shù)
通道名稱：0(通道名稱用于區(qū)別不同的通道，字母或數(shù)字的組合，最多8位字符，通常選擇0通道)；通道使能：1(所選通道是否有效。0：無效，l：有效)；z軸軸號：2(分配到本通道邏輯軸7的實際軸軸號，0~15有效，-1無效)。
(2)坐標(伺服)軸參數(shù)
軸2：Z(此值與通道參數(shù)中軸號設為0的邏輯軸軸名相同)；所屬通道號：0(該實際軸指定的所屬通道號，與通道參數(shù)中設置相同)；軸類型：1(0：未安裝，1：移動軸，2：旋轉軸)；伺服驅動器部件號：2(軸2伺服驅動裝置的部件號一般設為2，對應外部軸控制接口XS32．其他軸類推)；定位允差：30um；最高快移速度：3800(mm/min)；最高加工速度：3000(mm/min)。
3.2.3坐標(伺服)軸硬件配置參數(shù)
3.2.3.1數(shù)控裝置
(1)部件2(軸2)
部件型號：5301(指定接口板卡的型號)；標識：45(脈沖指令的伺服驅動)；地址：0(指定外部設備占用的地址)；配置0：2；配置1：0。
配置0設置的具體方法：配置0由八位二進制數(shù)(D0一D8)表示，(DO—D3)指伺服軸號，fD4一DS)指數(shù)控裝置脈沖指令形式(oo：缺省單脈沖輸出；Ol：單脈沖輸出；10：正反向脈沖輸出；Il：正交脈沖輸出)，(D6一D7)指數(shù)控裝置接收反饋脈沖指令形式。
(2)部件20(機床操作面板)1
部件犁號：5301；標識：13；地址：0；配置O：O；配置l：0。
(3)部件21(外部基本YO信號)
部件型號：5301；標識：13；地址：0；配置0：1；配置1：0。
(4)部件24(手持單元)
部件型號：5301；標識：31；地址：O；配置0：5；配置1：0。
3.2.3.2伺服驅動器
P22位置指令脈沖輸入方式：1(脈沖+方向，單脈沖)；P23控制方式選擇：0(位置控制方式)；P24伺服電機磁極對數(shù)：3(根據(jù)所選電機設置)；P25編碼器分辨率：2500(根據(jù)實際情況設置)；P26編碼器零位偏移量：0(配置登奇電動機)。
3.2.4坐標(伺服)軸伺服參數(shù)
3.2.4.1基本參數(shù)
是否帶反饋：45；電機每轉脈沖數(shù)為2500；最大跟蹤誤差：12000um。
3.2.4.2坐標軸指令值與反饋值的匹配
要使數(shù)控機床坐標軸的指令值與反饋值相同，需調整數(shù)控裝置中反饋電子齒輪比(伺服內部參數(shù)[1]/1_司服內部參數(shù)[2])和伺服驅動器內部的指令倍頻數(shù)(位置指令脈沖分頻分子/位置指令脈沖分頻分母)，具體計算方法如下：
(1)伺服驅動器內部的指令倍頻數(shù)
G=NxCx4/P=1x2500x4/10000=1/1(N：電機旋轉圈數(shù)；C：光電編碼器線數(shù)；P：輸入指令的脈沖數(shù)；G：電子齒輪比=指令脈沖分頻分子/指令脈沖分頻分母)
(2)反饋電子齒輪比
反饋電子齒輪比=X1*X2=1x1=1(X1：數(shù)控裝置細分數(shù)；X2：伺服驅動器內部電子齒輪比的倒數(shù))
3.2.4.3坐標軸程序指令與機床實際移動距離匹配
為適應機床絲杠螺距、傳動比的變化，使程序指令值與機床實際移動距離相同，需調整外部電子齒輪比，即軸參數(shù)中的外部脈沖當量分子/外部脈沖當量分母。具體計算方法如下：
外部電子齒輪比=LxJ/(M×B×X1×X2)=6000×1/2500×4x1x1=3/5(um)
L：絲柯=螺距所對應的內部脈沖當量；N：電機每轉一圈，所需的脈沖數(shù)；J：機床進給軸的機械傳動齒輪比；M：電機碼盤線數(shù)；B：數(shù)控裝置對伺服電機碼盤反饋的倍頻數(shù)；X1：數(shù)控裝置細分數(shù)；X2：伺服驅動器內部電子齒輪比的倒數(shù)。
3.2.5坐標(伺服)軸行程設置
行程的設置原則應保證其得到充分利用，使機床獲得最大的行程。數(shù)控機床的行程保護分兩級：一是軟件限位保護(數(shù)控裝置軸參數(shù)中正軟極限位置、負軟極限位置設置)，二是硬件限位保護(由機床各軸限位開關和急停按鈕組成的急�；芈穪韺崿F(xiàn))
3.2.6坐標(伺服)軸參考點設置
參考點是數(shù)控機床一個固定點，一般在各軸正向最大極限處。回參考點是為建立起機床坐標系、確立機床的基準點而進行的開機時的操作。目前大多數(shù)機床主要采用有擋塊回參考點方法(行程開關+機械擋塊)，對于配有華中數(shù)控裝置的數(shù)控機床主要采用雙向回參考點方式，即+一+方式。設置回參考點參數(shù)如下：
回參考點方式：2(雙向回參考點)；pI參考點方向：+；參考點位置：0(設置參考點在機床坐標系中的坐標位置，此時機床零點與機床參考點重合)；參考點開關偏差：0(回參考點時，坐標軸找到z脈沖后．并不作為參考點，而是繼續(xù)走過一個參考點開關偏差值。才將其坐標設置為參考點)參考點快移速度：3800；回參考點定位速度：200。
3.2.7坐標(伺服)軸伺服優(yōu)化參數(shù)
伺服優(yōu)化的主要目的是使數(shù)控系統(tǒng)的控制配合發(fā)揮出最佳動態(tài)效果，達到整個系統(tǒng)的最佳動態(tài)特性。伺服優(yōu)化的主要參數(shù)如下：
(1)數(shù)控裝置設置參數(shù)
快移加減速時間常數(shù)(ms)：32；快移加減速捷度時間常數(shù)(ms)：16；加工減速時間常數(shù)(ms)：32；加工加減速捷度時間常數(shù)(ms)：16。以上四個參數(shù)根據(jù)電機轉動慣量、負載轉動慣量、驅動器加速能力確定。
(2)伺服驅動器設置參數(shù)(HSV-16)
PO位置比例增益：3000；P2速度比例增益：4000；P3速度積分時間常數(shù)：16ms；P6加減速時間常數(shù)：200；P11定位完成范圍：100；P12位置超差范圍：32767。
3.2.8 PMC程序調試
為方便用戶的使用．華中數(shù)控裝置配有標準PLC界面，鑒于篇幅的限制，在此不詳細介紹。
4 結語
數(shù)控機床的凋試是一項十分復雜而具體的技術性工作，調試人員需核實檢查，尊重實際，隨時保持機床清潔與潤滑，調試后做好機床數(shù)據(jù)的備份工作，對于多臺相同設備的調試，利用數(shù)控裝置裝入參數(shù)功能采用備份數(shù)據(jù)實現(xiàn)批量調試。
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