安川 SGDH 系列伺服驱动器(搭配 Σ-II/Σ-V 系列伺服电机)出现马达不同步,核心表现为电机实际位置 / 速度偏离指令值、多轴联动时轨迹偏差、启停 / 加减速阶段滞后等,本质是指令传输异常、闭环控制参数失配、机械负载干扰或硬件故障导致。以下按「故障定位逻辑」「分场景排查」「参数优化」「硬件验证」四部分,给出安川 SGDH 针对性解决方案:
| 不同步现象 | 大概率原因 |
|---|
| 指令下发后电机无动作 / 偏置固定值 | 指令未送达、电子齿轮比错误、零位偏移 |
| 低速同步正常,高速偏差大 | 速度环增益不足、惯量匹配差、编码器信号丢脉冲 |
| 加减速阶段滞后 / 过冲 | 加减速时间不匹配、位置环参数过软 / 过硬 |
| 多轴联动时相对位置偏移 | 通讯延迟、轴间参数不一致、机械刚性差异 |
| 负载波动时同步失效 | 转矩限制、再生制动不足、机械背隙过大 |
SGDH 的同步指令来源通常为脉冲指令(位置模式)、模拟量(速度模式)、总线指令(如 MECHATROlink),先确认指令是否准确送达驱动器:
脉冲指令模式(最常用)
若指令脉冲数 = 0:排查上位机(PLC / 控制器)脉冲输出、接线(SGDH 的 CN1 端子 PUL+/PUL-、DIR+/DIR-),确认 A/B 相脉冲极性(Pn501=0/1 切换),检查脉冲线屏蔽层接地(单端接驱动器 PE);
若指令≠反馈且偏差固定:核对电子齿轮比(Pn200/Pn201),公式:电子齿轮比 = 电机编码器分辨率 × 机械减速比 / 指令脉冲当量例:电机编码器 17 位(131072 脉冲 / 转),减速比 10,要求 1000 脉冲转 1 圈 → 电子齿轮比 = 131072×10/1000=1310.72 → Pn200=131072,Pn201=1000(分子 / 分母形式)。
用 SGDH 面板或调试软件「SigmaWin+」监控「指令脉冲数」(参数 Pn000=0 时,监控 Pr002)和「反馈脉冲数」(Pr003):
模拟量速度模式
指令电压为 0 但电机转:检查模拟量偏置(Pn401,调 0);
指令电压正常但转速偏差:校准模拟量增益(Pn400,默认 10V 对应额定转速),检查 AI 端子(CN1 的 12/13 脚)是否受干扰(远离动力线)。
监控「指令电压」(Pr004)和「实际转速」(Pr005):
总线通讯模式(MECHATROlink)
SGDH 默认参数偏保守,需根据负载特性调整位置 / 速度环参数,重点优化:
| 参数组 | 参数号 | 功能说明 | 同步优化建议 |
|---|
| 位置环参数 | Pn100 | 位置环比例增益 | 低速同步差:逐步增大(默认 2000→3000),避免过冲 |
| 速度环参数 | Pn101 | 速度环比例增益 | 高速偏差:增大(默认 1000→1500),提升响应速度 |
| 速度环参数 | Pn102 | 速度环积分时间 | 负载波动时同步差:减小(默认 20→10),加快积分补偿 |
| 惯量匹配 | Pn103 | 负载惯量比(电机惯量倍数) | 惯量比>5 时,设为实际值(如负载惯量 = 10× 电机惯量→Pn103=10),启用自动惯量识别(Pn002=1) |
| 加减速时间 | Pn202 | 位置模式加减速时间 | 多轴同步:所有轴设为相同值(如 50ms),启用 S 形加减速(Pn203=1) |
⚠️ 调参原则:单次只改一个参数,幅度≤20%,避免参数过冲导致电机抖动;优先用 SigmaWin + 的 “自动调谐功能(Pn002=2)”,驱动器自动匹配负载特性。
即使参数正确,机械问题仍会导致同步失效:
背隙 / 刚性检查:手动盘动电机轴,感受传动链(联轴器、齿轮箱、丝杠)是否有间隙,背隙过大时:
负载转矩验证:监控「输出转矩(Pr006)」,若频繁达到转矩限制(Pn307,默认 150% 额定转矩):
再生制动检查:电机减速时同步差大,且 SGDH 报 “OV”(过压)/“RB”(再生制动不足):
若以上步骤无效,排查硬件损坏:
编码器故障:SigmaWin + 监控「编码器报警(ALM21/ALM22)」,或反馈脉冲数跳变:
驱动器故障:SGDH 报过载(ALM12)、过流(ALM13)、主电路故障(ALM32):
多轴同步额外检查:
统一所有轴的「位置环增益(Pn100)」「加减速时间(Pn202)」「电子齿轮比」;
启用 SGDH 的「主从同步功能」:将其中一轴设为主轴,从轴通过「转矩前馈 + 位置跟随」同步(Pn110=1,启用位置前馈);
机械上保证各轴负载惯量、传动刚性一致,避免单轴负载过重。
减小「速度环积分时间(Pn102)」,增大「位置环增益(Pn100)」;
关闭「低速平滑功能(Pn108=0)」,避免低速滤波导致滞后;
检查电机抱闸是否完全释放,导轨 / 丝杠润滑不足导致的摩擦力波动。
增大「位置环阻尼(Pn104)」,或启用「位置环积分(Pn105=1)」;
延长加减速时间(Pn202),或切换为 S 形加减速(Pn203=2);
检查电机额定转速是否满足高速需求,避免超频运行(Pn402 限制最大转速)。
SigmaWin + 软件:实时监控指令 / 反馈脉冲、转矩、转速,支持参数在线修改和故障日志查询;
SGDH 面板操作:长按「MODE」键切换到监控模式,查看 Pr002(指令)、Pr003(反馈)、Pr006(转矩),快速定位偏差;
替换法:将同步正常的轴的驱动器 / 电机替换到故障轴,快速区分是硬件还是参数问题。
禁止在未断电时插拔 CN1/CN2 端子,避免编码器 / 通讯接口损坏;
电子齿轮比设置后需重启驱动器生效;
多轴同步时,优先保证所有轴的「惯量比(Pn103)」准确,否则自动调谐效果差;
现场有变频器等干扰源时,伺服电缆需用屏蔽线,且与动力线分开敷设(间距≥30cm)。