本文来源：三菱电机自动化中国微信公众号

什么是伺服同期控制？

指定主动轴和从动轴，将主动轴的移动指令同时发送到从动轴，按照相同的移动指令对主动轴和从动轴进行控制。即：只用一个位置指令实现两个轴同时移动。本功能适用于需要用两台伺服电机（双电机双丝杆）驱动单个轴的大型机床。

图 1

注：1.作为同步基准轴的轴称作主动轴；跟随主动轴的轴称作从动轴。

2.系统中最多可以设置3组伺服同期控制；部分资料译作伺服同步控制。

伺服同期控制方式

伺服同期控制方式有3种：位置指令同期控制、速度指令同期控制、电流指令同期控制。每种伺服同期控制方式有自己的特点，请选择合适的同期控制方式。

01位置指令同期控制方式（位置串联）

◆对各轴补偿机械误差（螺距补偿、背隙补偿等），然后输出位置指令；

◆各轴独立执行位置控制，因此可高精度控制机床姿势；

◆根据轴间机械精度（直度、平行度），轴间易产生扭矩干涉；

◆使用2个直线光栅尺时，可以执行位置串联控制

图 2

02速度指令同期控制方式（速度串联）

◆轴间共用位置FB信号，在轴间执行同期速度指令；相比闭环的位置指令同期控制方式，可删减直线光栅尺数量；

◆通过各轴的速度FB信号控制进给速度；

◆不易受轴间机械精度影响，可执行稳定控制；

◆使用1个光栅尺时，可执行速度串联控制；

图 3

03电流指令同期控制方式

◆轴间公用位置、速度FB信号，在轴间执行同期电流指令控制；

◆从动轴不具备自身速度FB，因此易引起振动；

◆从动轴不受外乱影响，因此不适用于要求定位精度、插补精度的工作机械；

图 4

三种伺服同期控制方式比较

伺服同期控制应用推荐

01半闭环时

半闭环时建议使用位置指令同期控制方式

图 5

■可在CNC上对各轴设定丝杆螺距误差补偿、背隙补偿等；

■通过高相应伺服环对摩擦等随时变化的外部干扰进行补偿；

■监视各轴位置，因此可保持机床姿势固定；

■监视2轴的偏差，在偏差过大时输出报警。

01全闭环时

全闭环时建议使用速度指令同期控制方式

图 6

■速度控制FB分别使用各自的电机端检测器数据，因此可以实现稳定的控制；

■可将直线光栅尺作为2轴共用的位置检测器使用；（使用2台1轴驱动单元时，需要使用检测器FB的信号分配单元）

■由于共用1个位置的FB，因此2轴间不会碰撞；机床的角度依存于机床的刚性。

伺服同期控制设定方法

01相关参数

设定同期控制中的从动轴号。

轴号是除主轴、PLC轴之外的NC轴轴号。1个主动轴不能设定多个从动轴。不能对从动轴进行本参数的设定。在多系统情况下，不可以跨系统设定主动轴与从动轴的对应关系。

0：无从动轴

1～32：第1轴～第32轴

例如:设定第2轴和第3轴伺服同期，第2轴为主动轴，第3轴为从动轴，则参数设定：

图 7

Bit 3 ：同期控制动作设定

选择在同期控制对象轴从伺服OFF转为伺服ON时，是否自动将从动轴位置调整到与主动轴位置同步。

0：不调整。

1：调整。

Bit 6 ：同期控制中的外部机械坐标补偿、滚珠丝杆热膨胀补偿的补偿方式

选择在同期控制中进行外部机械坐标补偿、滚珠丝杆热膨胀补偿时的从动轴补偿方式。在通过同期控制运行方式选择信号选择了同期运行方式时有效。

0：分别对主动轴和从动轴单独进行补偿；

1：以主动轴的补偿量对从动轴进行补偿；

Bit 5 ：通电时同步偏置自动修正

在通电时，自动修正从动轴的位置，使其为上一次断电位置的同步偏置位置。

0：无效

1：有效

0：主动轴和从动轴分别进行原点确立操作。

1：通过主动轴的原点确立操作，确定主动轴、从动轴两轴的原点。

设定主动轴在同步误差检查时的最大允许同步误差。

设置为”0“时，不进行误差检查。

——设定范围——

0～99999.999（mm）

简易C轴同步控制时：0～99999.999（°）

02相关PLC信号

同期控制时，第1系统通过R2589寄存器、第2系统通过R2789寄存器指定同期控制。

a.指定同步运行方式

根据基本规格参数“#1068 slavno”，将对应存在主动轴·从动轴关系的轴的2个Bit位设置为1。

（例如）同步运行第2轴（主动轴），第3轴（从动轴）时

b.指定单独运行方式

将主动轴的指令下希望移动的轴的任意一方设置为1。

（例如）希望移动第3轴（从动轴）时

机械结构上，需要通电后始终同步状态时，请在梯形图通电第1次立设定R2589寄存器（第2系统开始的寄存器变号为R2789～）。

梯形图创建例：

同期控制功能示例

目标设置第一轴（X轴）和第2轴（U轴）同期

步骤一：设定参数

设定#1068确定主动轴和从动轴，如图；按需求设定#1281 bit3、bit6 ，#1282 bit5 ，#1493和#2024的值；

图 10

图 11

图 12

步骤二：PLC设定

此处为了方便大家观察轴移动现象，写3个M代码：

M16   接通时将H3赋值给R2589为即 00000011，指定第1轴和第2轴同期；

M17   接通后，将H2赋值给R2589，即 00000010，系统发出的主动轴移动指令后，第二轴移动（从动轴移动，主动轴不动）；

M18  接通后，将H0 赋值给R2589，取消同期控制；

图 13

运行如图所示程序，观察轴移动：

图 14

图 15

图 16

图 17

图 18

图 19

图 20

总结

伺服同期控制的优点

1.和单轴机械相比，导轨的晃动减少，机械端的定位精度提高；

2.由于机械两端同时驱动，机械端的振动降低，可以提高机械的定位精度和联轴节的使用寿命；

3.导轨之间的空间可以被有效利用；

4.使用电机的组合驱动，可以使用两个小容量电机取代单个大容量电机，可以应用于大型机械；

伺服同期控制的注意事项

1.系统中最多可以设置3组伺服同期控制；

2.轴取出功能不能应用在伺服同期控制的轴；

3.请不要设定同期轴在伺服关闭时的误差修正；

4.增量控制的系统中，需先回参考点，后指定伺服同期控制；

5.其他注意事项请参考伺服同期控制规格书；