在一般的應用場(chǎng)合下，伺服電機已經(jīng)可以達到很高的定位精度，但是在一些特殊情況下，例如機械傳動(dòng)精度差，或者結構安裝偏差較大的情況下，會(huì )導致執行機構的實(shí)際定位精度達不到伺服電機的理論精度。在這種情況下，增加光柵尺與伺服電機構成全閉環(huán)系統，是一個(gè)非常簡(jiǎn)便與具性?xún)r(jià)比的改進(jìn)方案。

【項目描述】

PLC通過(guò)脈沖控制伺服點(diǎn)擊進(jìn)行定位，伺服電機外接光柵尺作為反饋信號，接入臺達伺服電機驅動(dòng)器的CN5端口，組成全閉環(huán)系統，進(jìn)行定位。

【硬件方案】

1. PLC：西門(mén)子s7-200 SMART

2. 伺服電機驅動(dòng)器：臺達ASD-A2系列

3. 光柵尺：AB相5V差分信號光柵尺，4倍頻后分辨率為0.005mm/pulse

【全閉環(huán)控制架構】

伺服電機按照常規的方式連接好后，將光柵尺信號接入驅動(dòng)器的CN5端口。注意，此處光柵尺信號需要選擇5V差分信號類(lèi)型，驅動(dòng)器CN5接線(xiàn)定義如下圖：

接線(xiàn)很簡(jiǎn)單，將光柵尺對應的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-及5V和GND線(xiàn)接入CN5口對應管腳即可。

【驅動(dòng)器參數設置】

線(xiàn)路接好后，需要對驅動(dòng)器參數進(jìn)行設置，才可使伺服電機工作在全閉環(huán)模式下,請按照如下步驟設置參數。

下面詳細講解一下參數如何設定：

1.全閉環(huán)功能參數，P1-74；

P1-74是設定全閉環(huán)控制功能的參數，有效控制位位4位，從右向左依次為第1~4位。

第1位：該位控制的是驅動(dòng)器是否使用全閉環(huán)功能，具體參數釋義如下圖；

我們要使用全閉環(huán)功能，所以這一位設置為1。

第2位：CN5端口信號來(lái)源選擇，具體參數釋義如下；

我們將光柵尺的信號接入了驅動(dòng)器CN5口作為全閉環(huán)反饋信號的來(lái)源，所以這一位設置為1。

第3位：光柵尺A/B相相位選擇，具體參數釋義如下；

根據光柵尺安裝的情況及機構的運行方式，光柵尺反饋信號可能是A超前B也可能是B超前A，該參數需要根據實(shí)際安裝情況設定。此處假設為0；

第4位：此位為光柵尺反饋信號濾波功能設置，此處設置為0.
根據上述的參數分析，我們把P1-74參數設置為：00011。

2.光柵尺分辨率參數，P1-72

此參數表示當電機轉一圈時(shí)，光柵尺返回的脈沖數（4倍頻后）是多少，單位是pulse/轉。在此案例中，我們的絲桿導程選擇的為10mm。也就是說(shuō)，伺服電機轉一圈時(shí)，絲桿行走距離為10mm。而我們選用的光柵尺分辨率為0.005mm/pulse，所以當絲桿行走10mm時(shí)，光柵尺返回脈沖數為（10÷0.005）=2000，即電機轉一圈，光柵尺返回脈沖數為2000個(gè)，所以P1-72設置為2000。

3.電子齒輪比設定，P1-44，P1-45

電子尺齒輪比的定義如下圖所示：

其中，f1為上位機發(fā)出的脈沖指令，f2為作用到伺服電機上的脈沖指令，N代表P1-44，M代表P1-45。

以轉1圈為例，假如我們希望伺服電機的行走精度為0.01mm/pulse，由于絲桿導程為10mm，所以電機轉一圈，上位機應該發(fā)出（10÷0.01）=1000個(gè)脈沖，即f1=1000。

由于電機只轉一圈，所以f2=光柵尺分辨率=2000。

f2/f1=N/M=P1-44/P1-45=2/1所以P1-44設置為2，P1-45設置為1。

此，一個(gè)基于臺達ASD-A2系列伺服電機的基礎全閉環(huán)系統搭建已經(jīng)完成，上位機通過(guò)脈沖控制伺服電機可以得到更高的控制精度了。