1. 课程导入与安全准备

伺服调试的第一课，往往不是“怎么调”，而是“调什么、用什么调、在什么条件下才允许调”。Yaskawa Sigma 系列伺服（Sigma-7、Sigma-5 等）出厂时已具备可用的默认增益，但在实际设备中，负载惯量、机械刚性、传动间隙、摩擦特性各不相同，默认参数常常无法兼顾响应速度与稳定性。自动调谐（Auto-Tuning）与手动增益整定，正是为了解决“参数与机械匹配”这一核心问题。

本课程的学习目标可以概括为三条主线：第一，理解 Sigma 伺服增益体系中的关键参数——速度环增益、速度环积分时间常数、位置环增益、以及惯量比（Jn），知道它们各自影响什么；第二，掌握 SigmaWin+ 工具中自动调谐功能的操作流程与适用边界，能够根据机械特性选择合适的调谐模式；第三，具备在调谐结果不理想时进行手动微调与判断的能力，例如通过波形观察过冲、振荡、响应迟滞等现象并定位到具体参数。

适用机型与工具确认

本课程以 Sigma-7（SGD7S 系列伺服单元）为主要对象，同时兼顾 Sigma-5（SGDV 系列）。两者在自动调谐的菜单结构和参数编号上高度相似，但 Sigma-7 支持更高速的通信周期与更精细的调谐算法，部分参数默认值和可调范围存在差异。使用前必须确认伺服单元型号、电机型号与编码器规格，因为惯量比、最高转速、编码器分辨率等基础数据直接决定调谐参数的计算基准。

软件工具为 SigmaWin+（当前常用版本为 Ver.7.x）。它通过 USB 或以太网与伺服单元连接，提供参数编辑、波形跟踪、自动调谐向导和报警监视功能。连接前需确认通信电缆完好、PC 端驱动已安装、伺服单元 CN7 或 CN6 接口对应正确。若使用 Sigma-5，需注意部分旧版 SigmaWin+ 对新型号支持有限，应优先使用与伺服单元固件匹配的版本。

安全操作规范

伺服系统上电前，必须完成以下安全确认，任何一项不满足都不得通电：

• 机械部分已可靠固定，运动部件周围无人员、无工具、无临时接线；
• 伺服电机与负载已正确连接，联轴器、皮带、丝杠等传动件紧固到位；
• 伺服单元主回路电源（三相 AC200V 或单相 AC200V，视型号而定）与控制电源（DC24V）接线正确，接地可靠；
• 急停回路、限位开关、抱闸（如有）功能正常，且已接入伺服单元对应端子；
• 参数已备份或记录初始值，避免调谐过程中误改后无法恢复。

上电检查流程

上电检查不是简单“看灯亮不亮”，而是按顺序确认电源、显示、通信和状态四个环节。下面给出一个可直接执行的检查顺序，配合本节 SVG 中的信号与状态关系图理解。

1. 控制电源上电：接通 DC24V 控制电源，观察伺服单元面板数码管是否点亮。正常应显示“bb”或当前状态代码，而非无显示或闪烁异常。
2. 主回路上电：确认控制电源正常后，再接通主回路电源。此时面板应显示“bb”（基极封锁状态），表示主回路已充电但伺服未使能。
3. 通信连接：用 SigmaWin+ 连接伺服单元，确认在线状态。若无法连接，检查 USB 驱动、通信速率（默认 9600 或 115200bps）和站号设置。
4. 参数读取：在线后先读取 Pn 系列参数，重点确认 Pn000（旋转方向）、Pn00B（编码器类型）、Pn010（电机代码）等基础参数是否与实际硬件一致。
5. 报警确认：查看当前报警和历史报警。若有 A.710（过载）、A.720（过流）等历史报警，需先排查原因再进入调谐。
6. 使能测试：在确认机械安全的前提下，通过 SigmaWin+ 或外部信号使能伺服，观察电机是否出现异常抖动、异响或飞车。若异常，立即断使能并检查接线与参数。

上述流程中，最容易忽略的是第 4 步“参数读取”。很多调谐失败案例的根源并非调谐算法本身，而是电机代码或编码器类型设置错误，导致惯量比计算基准偏差，自动调谐结果自然不可用。因此，在进入自动调谐之前，务必确认 Pn010 与电机铭牌一致，Pn00B 与编码器规格一致。

本节核心关系图

下图将上电检查中的电源、状态、通信与使能条件组织为一张状态与信号关系图，帮助理解“什么条件下允许进入调谐”这一判断逻辑。

图中把“电源正常—参数正确—无报警—使能测试通过”作为进入自动调谐的前置条件链。任何一环不满足，都应回到对应环节排查，而不是强行调谐。尤其要注意：使能测试中若电机出现轻微高频啸叫，可能是增益过高或机械共振，此时不应继续加大增益，而应先降低速度环增益或启用陷波滤波器。

调谐前的参数备份与初始值记录

在正式进入自动调谐之前，建议用 SigmaWin+ 导出当前参数文件，或至少记录以下关键参数的初始值：Pn100（速度环增益）、Pn101（速度环积分时间常数）、Pn102（位置环增益）、Pn103（惯量比）、Pn140~Pn149（陷波滤波器相关）。这些参数是后续手动微调的起点，也是调谐失败时恢复的依据。

示例：Sigma-7 初始参数记录（示例值，非实测）
Pn100 = 40.0 Hz    速度环增益
Pn101 = 20.0 ms    速度环积分时间常数
Pn102 = 40.0 Hz    位置环增益
Pn103 = 100 %      惯量比
Pn140 = 0           陷波滤波器1 频率
Pn141 = 0           陷波滤波器1 宽度
Pn142 = 0           陷波滤波器2 频率
Pn143 = 0           陷波滤波器2 宽度

记录完成后，再进入自动调谐向导。SigmaWin+ 的自动调谐通常提供“标准模式”“定位模式”“高速定位模式”等选项，不同模式对应不同的刚性等级和加减速条件。选择时应根据实际机械的允许加速度和负载特性决定，而不是一味追求高刚性。对于皮带传动、长丝杠等柔性较大的机构，建议从较低刚性等级开始，逐步提升。