固高伺服调试软件齿槽转矩补偿功能讲解

固高伺服调试软件

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在高端数控加工领域，高光机、雕铣机等设备普遍存在加工工件表面平整度不够、振纹显现、光洁度不达标等工艺缺陷，伺服电机推力波动是导致出现以上工艺缺陷的主要原因之一。电机推力波动通常是由电机齿槽转矩引起设备运动速度不稳定并呈现出周期性波动。固高科技伺服驱动器具备的智能齿槽转矩补偿功能，可以完美解决这些问题。此功能可以对齿槽转矩引起的电流波动进行实时补偿，降低设备速度波动和跟随误差，常用于大惯量伺服电机、有铁芯直线电机等场景。齿槽转矩补偿功能让伺服系统在不增强系统刚性的前提下，有效减少系统跟随误差，在不改变系统稳定裕度的同时，最大限度地减小振动和噪声的影响。

01、打开 Driverstudio 调试软件

打开Driverstudio调试软件，在非线性补偿页面点击齿槽力补偿工具。（注：该界面第一次识别结束需要启用齿槽转矩补偿→保存→复位。）

02、设置齿槽力补偿工具参数

• 速度：20mm/s，此为极距/s或转/s，使用直线电机极距为20mm时，速度为20mm/s；使用旋转电机时速度为60rpm，此数值大多数情况下无需修改。

• 行程：图中电机行程默认为10圈/7个极距，为了保证数据计算准确，最好满足10圈/7个极距。

• 速度环增益、速度环积分：打开齿槽力补偿工具之后可以看到速度环增益与速度环积分默认为10Hz和120ms。过强的速度环增益和速度环积分会抑制齿槽转矩带来的速度波动和跟随误差，掩盖电机齿槽力特性，所以需要减弱速度环增益和速度环积分。若此时仍无法计算成功，则可以继续尝试减弱速度环增益和速度环积分。

• 上限频率、下限频率：齿槽转矩波动对应频率的上下限值，超过“上限频率、下限频率”的频率不会出现在计算结果内。上限频率和下限频率默认数值为40Hz和2Hz，此项数值大多数情况下不建议修改。

• 速度阈值：用于判断电机是否达到匀速段，先进行使能→运动，然后观察速度波动范围，再根据速度波动范围调整速度阈值，最后观察速度波动处于速度阈值范围内即达到匀速段。

03、电机运行

先点击使能开关按钮，然后点击开始运动按钮，电机会按照设定好的速度与行程进行一段往复运动，完成一段往复运动后，运动会自动停止，此时点击计算按钮，即可自动生成齿槽力计算结果。

计算结束后，点击保存即可，然后观察计算结果可以看到图1补偿结果无效，图2补偿结果有效。

图1 补偿结果无效

图2 补偿结果有效

04、补偿效果对比

下图中Vel（测量速度）曲线代表电机运行速度，Perr（位置控制偏差）曲线代表位置偏差。

如图4可见，启用齿槽转矩补偿功能后，伺服系统匀速段Perr曲线波动有显著改善。

图3 未开启齿槽力补偿效果

图4 开启齿槽力补偿效果

05、特别说明

在关闭齿槽力补偿工具时，如果伺服处于上使能状态，系统会保持工具内使用的PI参数。如果想把PI参数恢复成使用补偿工具之前的状态，需要先下使能再关闭齿槽力补偿工具。

固高科技于1999年由香港科技大学的李泽湘、高秉强、吴宏三位机器人、微电子和运动控制领域的国际知名学者和专家所创办，是亚太地区首家拥有自主知识产权, 专业从事运动控制及智能制造核心技术研究与开发的高科技企业，是国内外全互联智能制造综合解决方案提供商之一。固高科技专注于运动控制、伺服驱动、多维感知、工业现场网络和工业软件五个方向的核心技术研究，通过深入的国内外合作、产学研相结合、积极培育系统集成商等创新的商业模式，将固高科技的运控技术及产品广泛应用于微电子、机器人、数控机床、电子加工、检测、印刷、包装及生产自动化等工业控制领域。

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