安川变频器专营    

伺服绝对值全闭环系统是一种高精度运动控制方案，通过绝对值编码器获取电机轴位置，并结合外部反馈装置（如光栅尺、磁栅尺）直接检测负载（工作台 / 执行机构）的实际位置，形成双重闭环控制，彻底消除机械传动误差（如丝杆间隙、弹性形变）。以下是其核心构成、工作原理及优势：

一、系统构成与闭环逻辑

1. 核心组件

• 伺服驱动器：支持全闭环控制模式（如安川 Sigma-7、台达 ASDA-A3 系列）；

• 绝对值伺服电机：内置绝对值编码器（单圈 / 多圈），断电后仍能记忆电机轴位置；

• 外部反馈装置：光栅尺（高精度）、磁栅尺或旋转编码器，直接安装在负载上（如工作台）；

• 控制器：PLC 或运动控制器，发送目标位置指令。

2. 双重闭环控制逻辑

• 内环（速度环 / 电流环）：基于电机内置编码器，控制电机输出扭矩和转速，确保电机轴按指令运动；

• 外环（位置环）：基于外部反馈装置，实时比较负载实际位置与目标位置，计算偏差并修正，直接补偿机械传动误差。

plaintext

示意图：
[控制器] → 目标位置 → [伺服驱动器]
                          ↓
  外部反馈（负载位置）→ [位置比较器] → 偏差修正 → [速度环/电流环] → [伺服电机]
                          ↑                                   ↓
                    电机编码器反馈（电机轴位置）           [机械传动链] → [负载]
                                                              ↑
                                                          （光栅尺检测负载位置）

二、绝对值编码器的关键作用

1. 断电记忆功能：无需每次上电执行回原点操作，编码器内置电池（或非易失性存储）保存当前位置，适合频繁启停的场景；

2. 高精度定位：多圈绝对值编码器（如 23 位）可实现百万级脉冲分辨率，确保电机轴位置检测精度；

3. 快速故障诊断：通过比较电机轴位置与负载位置，可判断机械传动是否异常（如偏差超过阈值则报警）。

三、全闭环与半闭环的核心差异

四、系统调试关键要点

1. 参数配置：

• 在伺服驱动器中启用 “全闭环模式”，指定外部反馈类型（如光栅尺 A/B 相）；

• 设定外部反馈分辨率（如光栅尺 5μm / 脉冲）与机械减速比（如丝杆螺距 10mm / 转）；

• 示例：安川驱动器 Pn50A（反馈选择）设为 “2”（外部光栅尺），Pn50B 设为光栅尺分辨率。

2. 刚性与滤波平衡：

• 全闭环系统对机械振动更敏感，需降低位置环增益（相比半闭环），避免高频震荡；

• 启用外部反馈滤波（如低通滤波参数 Pn510），平滑光栅尺信号（尤其在高速运动时）。

3. 原点设置：

• 利用绝对值编码器特性，可将外部反馈的机械零点（如光栅尺原点）与电机绝对值原点关联，一次校准后永久生效；

• 避免原点偏移：定期检查外部反馈装置的安装紧固性（如光栅尺读数头是否松动）。

4. 误差补偿：

• 针对机械固有误差（如丝杆螺距误差），可在控制器中导入误差补偿表，与全闭环配合进一步提升精度。

五、典型应用场景

1. 半导体晶圆搬运：要求 μm 级定位精度，全闭环可补偿机械臂关节间隙；

2. 激光切割机：消除丝杆热变形导致的切割误差，确保复杂图形加工精度；

3. 精密测量仪器：负载（测量平台）的微小位移需实时反馈，避免测量偏差。

总结

伺服绝对值全闭环系统通过 “电机内置绝对值编码器 + 外部负载反馈” 的双重检测，实现了从 “电机轴到负载” 的全链路位置控制，是高精度运动控制的首选方案。其核心优势在于彻底克服机械传动误差，但需注意调试时的刚性匹配和信号滤波，以平衡精度与稳定性。