在一般的應用場合下，伺服電機已經(jīng)可以達到很高的定位精度，但是在一些特殊情況下，例如機械傳動精度差，或者結(jié)構(gòu)安裝偏差較大的情況下，會導致執(zhí)行機構(gòu)的實際定位精度達不到伺服電機的理論精度。在這種情況下，增加光柵尺與伺服電機構(gòu)成全閉環(huán)系統(tǒng)，是一個非常簡便與極具性價比的改進方案。
【項目描述】
PLC通過脈沖控制伺服點擊進行定位，伺服電機外接光柵尺作為反饋信號，接入臺達伺服電機驅(qū)動器的CN5端口，組成全閉環(huán)系統(tǒng)，進行精確定位。
【硬件方案】
PLC：西門子s7-200 SMART
伺服電機驅(qū)動器：臺達ASD-A2系列
光柵尺：AB相5V差分信號光柵尺，4倍頻后分辨率為0.005mm/pulse
【全閉環(huán)控制架構(gòu)】
伺服電機按照常規(guī)的方式連接好后，將光柵尺信號接入驅(qū)動器的CN5端口。注意，此處光柵尺信號需要選擇5V差分信號類型，驅(qū)動器CN5接線定義如下圖：
接線很簡單，將光柵尺對應的A+、A-、B+、B-、Z+、Z-及5V和GND線接入CN5口對應管腳即可。
【驅(qū)動器參數(shù)設置】
線路接好后，需要對驅(qū)動器參數(shù)進行設置，才可使伺服電機工作在全閉環(huán)模式下,請按照如下步驟設置參數(shù)。
下面詳細講解一下參數(shù)如何設定：
1.全閉環(huán)功能參數(shù)，P1-74；
P1-74是設定全閉環(huán)控制功能的參數(shù)，有效控制位位4位，從右向左依次為第1~4位。
第1位：該位控制的是驅(qū)動器是否使用全閉環(huán)功能，具體參數(shù)釋義如下圖；
我們要使用全閉環(huán)功能，所以這一位設置為1。
第2位：CN5端口信號來源選擇，具體參數(shù)釋義如下；
我們將光柵尺的信號接入了驅(qū)動器CN5口作為全閉環(huán)反饋信號的來源，所以這一位設置為1。
第3位：光柵尺A/B相相位選擇，具體參數(shù)釋義如下；
根據(jù)光柵尺安裝的情況及機構(gòu)的運行方式，光柵尺反饋信號可能是A超前B也可能是B超前A，該參數(shù)需要根據(jù)實際安裝情況設定。此處假設為0；
第4位：此位為光柵尺反饋信號濾波功能設置，此處設置為0.
根據(jù)上述的參數(shù)分析，我們把P1-74參數(shù)設置為：00011。
2.光柵尺分辨率參數(shù)，P1-72
此參數(shù)表示當電機轉(zhuǎn)一圈時，光柵尺返回的脈沖數(shù)（4倍頻后）是多少，單位是pulse/轉(zhuǎn)。在此案例中，我們的絲桿導程選擇的為10mm。也就是說，伺服電機轉(zhuǎn)一圈時，絲桿行走距離為10mm。而我們選用的光柵尺分辨率為0.005mm/pulse，所以當絲桿行走10mm時，光柵尺返回脈沖數(shù)為（10÷0.005）=2000，即電機轉(zhuǎn)一圈，光柵尺返回脈沖數(shù)為2000個，所以P1-72設置為2000。
3.電子齒輪比設定，P1-44，P1-45
電子尺齒輪比的定義如下圖所示：
其中，f1為上位機發(fā)出的脈沖指令，f2為作用到伺服電機上的脈沖指令，N代表P1-44，M代表P1-45。
以轉(zhuǎn)1圈為例，假如我們希望伺服電機的行走精度為0.01mm/pulse，由于絲桿導程為10mm，所以電機轉(zhuǎn)一圈，上位機應該發(fā)出（10÷0.01）=1000個脈沖，即f1=1000。
由于電機只轉(zhuǎn)一圈，所以f2=光柵尺分辨率=2000。
f2/f1=N/M=P1-44/P1-45=2/1所以P1-44設置為2，P1-45設置為1。
至此，一個基于臺達ASD-A2系列伺服電機的基礎全閉環(huán)系統(tǒng)搭建已經(jīng)完成，上位機通過脈沖控制伺服電機可以得到更高的控制精度了。
