在印刷机械的套准单元,汇川AM600 PLC通过CANopen总线驱动MS1H4伺服,实施电子齿轮比在线切换(速比从1:1切换至1:3)。切换瞬间,机械轴出现明显振荡,套准精度超差0.5mm。
初步怀疑是伺服增益不足,但增大位置环增益后振荡加剧。深入分析发现,电子齿轮比切换本质是位置指令的阶跃变化,此时伺服的速度前馈未同步更新,导致瞬间的'速度缺口'。同时,机械传动链的同步带存在30弧分的背隙,加剧了振荡。
解决分两步:第一步,在AM600的程序中,利用MC_ChangeGearRatio功能块的'缓冲模式'——选择'连续且保持绝对位置',使切换指令在运动周期边界执行,而非立即生效,减少了指令跳变。第二步,联合调整伺服参数:将速度前馈增益从0%提升至70%,并将位置环增益从30Hz降至22Hz,同时增加'背隙补偿'(在伺服驱动中设定为0.1mm)。
此案例给汇川用户的启示:电子齿轮切换不能仅关注PLC程序,需与伺服驱动参数协同优化。建议在调试阶段使用AM600的'示波器'功能,同时采集位置指令与实际反馈曲线,若发现切换点存在'尖峰',即说明前馈不足。另外,机械背隙是振荡的放大器,可考虑在传动链增加预紧装置。