本文來源：三菱電機自動化中國微信公眾號

什么是伺服同期控制？

指定主動軸和從動軸，將主動軸的移動指令同時發送到從動軸，按照相同的移動指令對主動軸和從動軸進行控制。即：只用一個位置指令實現兩個軸同時移動。本功能適用于需要用兩臺伺服電機（雙電機雙絲桿）驅動單個軸的大型機床。

圖 1

注：1.作為同步基準軸的軸稱作主動軸；跟隨主動軸的軸稱作從動軸。

2.系統中最多可以設置3組伺服同期控制；部分資料譯作伺服同步控制。

伺服同期控制方式

伺服同期控制方式有3種：位置指令同期控制、速度指令同期控制、電流指令同期控制。每種伺服同期控制方式有自己的特點，請選擇合適的同期控制方式。

01位置指令同期控制方式（位置串聯）

◆對各軸補償機械誤差（螺距補償、背隙補償等），然后輸出位置指令；

◆各軸獨立執行位置控制，因此可高精度控制機床姿勢；

◆根據軸間機械精度（直度、平行度），軸間易產生扭矩干涉；

◆使用2個直線光柵尺時，可以執行位置串聯控制

圖 2

02速度指令同期控制方式（速度串聯）

◆軸間共用位置FB信號，在軸間執行同期速度指令；相比閉環的位置指令同期控制方式，可刪減直線光柵尺數量；

◆通過各軸的速度FB信號控制進給速度；

◆不易受軸間機械精度影響，可執行穩定控制；

◆使用1個光柵尺時，可執行速度串聯控制；

圖 3

03電流指令同期控制方式

◆軸間公用位置、速度FB信號，在軸間執行同期電流指令控制；

◆從動軸不具備自身速度FB，因此易引起振動；

◆從動軸不受外亂影響，因此不適用于要求定位精度、插補精度的工作機械；

圖 4

三種伺服同期控制方式比較

伺服同期控制應用推薦

01半閉環時

半閉環時建議使用位置指令同期控制方式

圖 5

■可在CNC上對各軸設定絲桿螺距誤差補償、背隙補償等；

■通過高相應伺服環對摩擦等隨時變化的外部干擾進行補償；

■監視各軸位置，因此可保持機床姿勢固定；

■監視2軸的偏差，在偏差過大時輸出報警。

01全閉環時

全閉環時建議使用速度指令同期控制方式

圖 6

■速度控制FB分別使用各自的電機端檢測器數據，因此可以實現穩定的控制；

■可將直線光柵尺作為2軸共用的位置檢測器使用；（使用2臺1軸驅動單元時，需要使用檢測器FB的信號分配單元）

■由于共用1個位置的FB，因此2軸間不會碰撞；機床的角度依存于機床的剛性。

伺服同期控制設定方法

01相關參數

設定同期控制中的從動軸號。

軸號是除主軸、PLC軸之外的NC軸軸號。1個主動軸不能設定多個從動軸。不能對從動軸進行本參數的設定。在多系統情況下，不可以跨系統設定主動軸與從動軸的對應關系。

0：無從動軸

1～32：第1軸～第32軸

例如:設定第2軸和第3軸伺服同期，第2軸為主動軸，第3軸為從動軸，則參數設定：

圖 7

Bit 3 ：同期控制動作設定

選擇在同期控制對象軸從伺服OFF轉為伺服ON時，是否自動將從動軸位置調整到與主動軸位置同步。

0：不調整。

1：調整。

Bit 6 ：同期控制中的外部機械坐標補償、滾珠絲桿熱膨脹補償的補償方式

選擇在同期控制中進行外部機械坐標補償、滾珠絲桿熱膨脹補償時的從動軸補償方式。在通過同期控制運行方式選擇信號選擇了同期運行方式時有效。

0：分別對主動軸和從動軸單獨進行補償；

1：以主動軸的補償量對從動軸進行補償；

Bit 5 ：通電時同步偏置自動修正

在通電時，自動修正從動軸的位置，使其為上一次斷電位置的同步偏置位置。

0：無效

1：有效

0：主動軸和從動軸分別進行原點確立操作。

1：通過主動軸的原點確立操作，確定主動軸、從動軸兩軸的原點。

設定主動軸在同步誤差檢查時的最大允許同步誤差。

設置為”0“時，不進行誤差檢查。

——設定范圍——

0～99999.999（mm）

簡易C軸同步控制時：0～99999.999（°）

02相關PLC信號

同期控制時，第1系統通過R2589寄存器、第2系統通過R2789寄存器指定同期控制。

a.指定同步運行方式

根據基本規格參數“#1068 slavno”，將對應存在主動軸·從動軸關系的軸的2個Bit位設置為1。

（例如）同步運行第2軸（主動軸），第3軸（從動軸）時

b.指定單獨運行方式

將主動軸的指令下希望移動的軸的任意一方設置為1。

（例如）希望移動第3軸（從動軸）時

機械結構上，需要通電后始終同步狀態時，請在梯形圖通電第1次立設定R2589寄存器（第2系統開始的寄存器變號為R2789～）。

梯形圖創建例：

同期控制功能示例

目標設置第一軸（X軸）和第2軸（U軸）同期

步驟一：設定參數

設定#1068確定主動軸和從動軸，如圖；按需求設定#1281 bit3、bit6 ，#1282 bit5 ，#1493和#2024的值；

圖 10

圖 11

圖 12

步驟二：PLC設定

此處為了方便大家觀察軸移動現象，寫3個M代碼：

M16   接通時將H3賦值給R2589為即 00000011，指定第1軸和第2軸同期；

M17   接通后，將H2賦值給R2589，即 00000010，系統發出的主動軸移動指令后，第二軸移動（從動軸移動，主動軸不動）；

M18  接通后，將H0 賦值給R2589，取消同期控制；

圖 13

運行如圖所示程序，觀察軸移動：

圖 14

圖 15

圖 16

圖 17

圖 18

圖 19

圖 20

總結

伺服同期控制的優點

1.和單軸機械相比，導軌的晃動減少，機械端的定位精度提高；

2.由于機械兩端同時驅動，機械端的振動降低，可以提高機械的定位精度和聯軸節的使用壽命；

3.導軌之間的空間可以被有效利用；

4.使用電機的組合驅動，可以使用兩個小容量電機取代單個大容量電機，可以應用于大型機械；

伺服同期控制的注意事項

1.系統中最多可以設置3組伺服同期控制；

2.軸取出功能不能應用在伺服同期控制的軸；

3.請不要設定同期軸在伺服關閉時的誤差修正；

4.增量控制的系統中，需先回參考點，后指定伺服同期控制；

5.其他注意事項請參考伺服同期控制規格書；