摘要：本文基于对电子拉力试验机工作原理等的分析，介绍了欧信HD2系列伺服系统在电子拉力试验机中的应用，给出了伺服驱动器关键参数的设置。
1、引言
　　随着高科技的日新月异，很多原有的老产品已近渐渐地被新的更高级的产品所取代，在试验仪器这一块，以前很多都是采用步进电机的机型绝大部分已经被性价比更好的伺服系统所取代，尤其突出的是电子拉力机。电子式拉力试验机是电子技术和机械传动结合后的产品，拉力试验机充分发挥了机电各自特长而构成的大型精密测试仪器，可对各种材料进行拉伸、压缩、弯曲、剥离、剪切等多项性能试验，且有测量范围宽、精度高、响应快等特点。工作可靠，效率高，可对试验数据进行实时显示记录、打印。电子拉力试验机主要用于塑料板，管材，异型材，塑料薄膜及橡胶，电线电缆，防水卷材，金属丝等材料的拉伸压缩，弯曲试验，是工矿业，商检仲裁，科研单位，大专院校，工程质量监督站等部门理想检测设备。
2、电子拉力试验机设备组成
       电子拉力试验机设备系统部分有测量系统、单片机、伺服系统、减速机等组成。测量系统包括力值的测量、形变的测量、横梁位移的测量。此种设备控制上一般都是厂家用单片机自己开发的，拉力驱动部分采用交流伺服电机加减速机再配上同步带驱动拉力臂上下运动，控制上对电机的要求较高，正常工作时要求电机在极低的转速下运转，而且要保持的电机的扭矩的均衡，工作完成时就高速回到原点。拉力拉力试验机选用的是080STM02430电机配HD2-20A驱动器，电机配有 1：30的行星减速器，驱动器工作在位置模式，电子齿轮比为2500个脉冲一周，用到了分周脉冲输出为2500。欧信伺服不仅能够在低速的时候保持恒定的扭矩，而且还具备瞬时的3倍过载能力。电子拉力试验机外形图（如图一）：

3、电子拉力试验机工艺简介
　　通过变形测量装置来测量，它是用来测量试样在试验过程中产生的形变。该装置上有两个夹头，经过一系列传动机构与装在测量装置顶部的光电编码器连在一起，当两夹头间的距离发生变化时，带动光电编码器的轴旋转，光电编码器就会有脉冲信号输出。再由单片机对此信号进行处理，就可以得出试样的变形量。单片机系统，通过显示屏可以获知试验机的状态及各项试验参数，若该机带有电脑的话，也可以由电脑实现各项功能并进行数据处理分析、实时画出试验曲线，自动求出各试验参数及输出报表、试验结果打印。试验机同电脑之间的通信一般都是使用RS232串行通信方式。
　　伺服主要是用于试验机的横梁移动，其工作原理是由伺服系统控制电机，电机经过减速箱等一系列传动机构带动丝杆转动，从而达到控制横梁移动的目的。通过改变电机的转速，可以改变横梁的移动速度。位置控制的伺服主要靠脉冲来定位，基本上可以这样理解，伺服电机接收到1个脉冲，就会旋转1个脉冲对应的角度，从而实现位移，同时，伺服驱动器输出AB脉冲信号，伺服电机每旋转一个角度，都会发出对应数量的脉冲，这样，和伺服接收的脉冲形成了呼应，或者叫闭环，如此一来，系统就会知道发了多少脉冲给伺服电机，同时又收了多少脉冲回来，这样，就能够很精确的控制电机的转动，从而实现精确的定位，可以达到0.001mm。
 4、欧信伺服参数设置
　　调试期间主要问题是上位机对于伺服输出的脉冲数计数不准。分析和措施：拉力试验机拉力臂的实际位移是通过伺服的编码器输出的脉冲数折算出来的，上位机计数采用单脉冲计数，由于伺服电机从微观上讲始终在做动态的调整，微观上有微小的摆动现象，这样会引起计数的不准确，速度越低不准的现象越明显，标准的伺服很难保证计数的准确性，在了解客户的实际需求后，我们在驱动器脉冲输出的软件上做了相应的调整，保证了客户的要求。另外，由于伺服控制的原理决定了伺服对外存在的干扰问题，而此设备的控制部分是单片机系统，就需要在线路布局上尤其重点考虑如何解决干扰问题，需要加一些措施来一致干扰，例如电机的动力线的走线要远离单片机控制部分，设备要良好的接地，单片机的控制电源要加隔离变压器或者滤波器来抑制高频干扰信号的进入。
山东某电子拉力试验机上，以下是欧信伺服控制系统的参数设置说明。
  P-004=0（控制方式选择，0：位置控制）；
  P-009=40（位置环增益，范围10——500）；
  P-005=40（速度环增益，范围10—2000）；
  P-006=20（速度环积分时间常数，范围10—2000）；
  P-029=1(输入指令脉冲倍频分子)；
  P-030=1(输入指令脉冲倍频分母)；
注：电子齿轮比=P-029/P-030==Ppulse / P
其中Ppulse ：电机每转脉冲数，指电机旋转一圈电机反馈元件反馈的的脉冲数（脉冲/圈）。如2500线的增量式编码器，其反馈到驱动器的脉冲数为2500×4=10000；
P：指要使电机旋转一圈伺服所需接收的上位机指令脉冲数（脉冲/圈）；
 5、调试注意事项
　　为了保证伺服驱动器能够可靠、稳定、正确的运行，在伺服系统的安装、调试以及使用过程中，应注意以下事项：1）正确的接线：欧信伺服标配编码器线和电机动力线，不过接线时一定要正确连接伺服驱动器与控制器之间的信号线，否则伺服不会正常运行；2）正确的设置伺服控制模式：由于每种机器应用都有所不同，所以正确的设置伺服控制模式是保证伺服正确运行的前提；3）根据实际运行效果正确匹配增益参数，另外欧信伺服不要在伺服使能的情况下或电机运行的情况下设置电子位置环和齿轮比参数。4）确保电机良好的接地，驱动器与设备机壳连接。一方面避免干扰，另一方面避免漏电。5）信号线尽量选择屏蔽双绞线，屏蔽层一般接到端子外壳；6）注意干扰问题，避免编码器信号和控制信号受到干扰，编码器线、信号线不要与电机线、电源线绑扎在一起或者通过一个线槽， 尽量保持一定的距离。
6、结论
      此电子拉力试验机设备充分结合了欧信伺服HD2系列的响应快、定位精确、运行平稳等优点。此设备向客户充分展示了欧信伺服的优势，同时也提高电子拉力试验机设备在市场上的竞争力。目前已经广泛的应用在电子拉力机行业，同时在与客户的合作过程中，充分体现了欧信的雄厚的技术，能够根据客户的实际需要以及现场要求及时的进行一些产品的调整，大大方便了客户的使用，得到了客户的极大的认可，从而也能体现出我公司的质量理念：金杯银杯，不如用户的口碑!