1．引言
近年來，交流伺服驅(qū)動系統(tǒng)的應(yīng)用越來越廣泛。交流伺服系統(tǒng)的性能日漸提高，價格日趨合理。得益于伺服技術(shù)的應(yīng)用，彈簧制造機械（以下簡稱彈簧機）由過去的步進驅(qū)動系統(tǒng)改進為伺服驅(qū)動系統(tǒng)，生產(chǎn)速度得到提高，制造出來的彈簧性能有很大的改善。而且設(shè)備安裝維護極為方便。
2．彈簧機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
彈簧機系統(tǒng)由上位機、伺服驅(qū)動器和伺服電機、機械結(jié)構(gòu)部件四部分組成。上位機提供操作界面以讓用戶根據(jù)所需要生產(chǎn)的彈簧要求設(shè)置的工藝過程參數(shù)，再根據(jù)這些參數(shù)以脈沖的形式向伺服驅(qū)動器發(fā)出運動控制指令，伺服電機在伺服驅(qū)動器的控制驅(qū)動下帶動負載開始工作。彈簧是在伺服驅(qū)動和機械部件的共同作用下成形的，電氣部分由凸輪軸、送線軸、卷芯軸三部分組成，凸輪軸負責切斷刀具的移動，送線軸負責彈簧鋼絲的移動。主要機械部件圖(卷心軸沒裝上)如圖1所示。
彈簧成形工藝基本過程描述如下：運行前凸輪軸先歸零，凸輪軸在機械凸輪的作用下帶動刀具提刀，凸輪軸在單步設(shè)置的起始角度至結(jié)束角度這段時間內(nèi)，送線軸根據(jù)設(shè)置的單步送線值送線，彈簧鋼絲在送線壓輪的擠壓和其中一刀具頂端細溝槽的導引及另一刀具頂端斜披面導引的共同作用下，鋼絲向前卷曲成形，送線長度達到設(shè)定值后凸輪軸在機械凸輪的作用下帶動刀具落刀切斷鋼絲便生產(chǎn)出了一個彈簧，接著再進行下一個循環(huán)工作周期，這樣錐形彈簧便一個接一個生產(chǎn)出來。
生產(chǎn)工藝要求：批量生產(chǎn)時，彈簧長度誤差≤0.1mm，彈簧間距誤差≤0.05mm，且能連續(xù)生產(chǎn)，中途不能出現(xiàn)丟步現(xiàn)象等。這就對伺服的定位精度，響應(yīng)時間有較高的要求，同時也要求送線軸伺服啟停要迅速，停止時不能有抖動。
3．應(yīng)用及調(diào)試
惠州某機械廠生產(chǎn)數(shù)字彈簧機設(shè)備，為了提高設(shè)備的生產(chǎn)速度，與我司合作，采用艾威圖交流伺服驅(qū)動器及其伺服電機。彈簧機充分結(jié)合了艾威圖伺服驅(qū)動器的響應(yīng)快、定位精確，運行平穩(wěn)及電機運行聲音小等優(yōu)點，從而很好滿足客戶對彈簧機的要求，使客戶達到最大滿意度。
根據(jù)彈簧機所需的轉(zhuǎn)距和速度，專業(yè)技術(shù)人員為其選用了兩臺型號90SD02430E的伺服電機和兩臺型號EVD-WS08HB的伺服驅(qū)動器。按說明書正確接線，并設(shè)置好電機所對應(yīng)的驅(qū)動代碼。為了測試連線是否存在故障，首先進入測試模式運行。艾威圖伺服驅(qū)動器提供了試運行模式。經(jīng)過短暫的試運行后，確認機械連接和電氣連接正常。接著下一步將連接上位機運行。
當以120工件/分鐘的速度運行時，彈簧機運行正常。繼續(xù)增加加工速度，當加工速度達到370工件/分鐘時，出現(xiàn)倒線的現(xiàn)象，即轉(zhuǎn)子位置超過了停止位置，然后向后退回，這是由于驅(qū)動器剛性不夠，需要調(diào)節(jié)送線軸伺服驅(qū)動器參數(shù)，改善性能。對系統(tǒng)性能影響較大的幾個參數(shù)為位置比例增益、速度積分時間常數(shù)、位置比例增益。
（1）[速度比例增益]（參數(shù)PA5）的設(shè)定值，在不發(fā)生振蕩的條件下，盡量設(shè)定得較大。設(shè)定值越大，剛性越強，但是設(shè)定過大，可能會產(chǎn)生振蕩。一般情況下，負載慣量越大，[速度比例增益]的設(shè)定值應(yīng)越大。
（2）[速度積分時間常數(shù)]（參數(shù)PA6）的設(shè)定值，根據(jù)給定的條件，盡量設(shè)置得較大。[速度積分時間常數(shù)]設(shè)定的太大時，響應(yīng)速度將會提高，但是容易產(chǎn)生振蕩。所以在不發(fā)生振蕩的條件下，盡量設(shè)置的較大。[速度積分時間常數(shù)]設(shè)定的太大時，在負載變動的時候，速度將變動較大。一般情況下，負載慣量越大，[速度積分時間常數(shù)]的設(shè)定值應(yīng)越小。
（3）[位置比例增益]（參數(shù)PA9）的設(shè)定值，在穩(wěn)定范圍內(nèi)，盡量設(shè)置得較大。[位置比例增益]設(shè)置得太大時，位置指令的跟蹤特性好，滯后誤差小，但是在停止定位時，容易產(chǎn)生振蕩。
（4）如果要求位置跟蹤特性特別高時，可以增加[位置前饋增益]（參數(shù)PA10）設(shè)定值。但如果太大，會引起超調(diào)。
根據(jù)以上調(diào)節(jié)規(guī)律，將速度比例增益從40增大到80，問題解決，一直到500工件/分鐘的加工速度，沒有出現(xiàn)倒線的現(xiàn)象。
4、結(jié)語
艾威圖伺服驅(qū)動器及配套電機應(yīng)用于彈簧機上，設(shè)備所生產(chǎn)出來的彈簧完全符合要求，生產(chǎn)速度最快可達500個/分鐘，且已經(jīng)連續(xù)無故障運行了3個月，深得用戶肯定。之前該廠家采用的是日本某知名品牌伺服，但成本較高，如今國產(chǎn)伺服品牌正在悄然興起，我司伺服驅(qū)動器應(yīng)用于彈簧機上性能已達到日本品牌水準，處于國內(nèi)領(lǐng)先水平。
：鞏經(jīng)理
：13915946763
：南京塞姆泵業(yè)有限公司
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