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1、铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整( 北京发那科机电有限公司王玉琪 )使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（如模具）时，应根据实际机床的机械性能对 CNC 系统（包括伺服）进行调整。在 FANUC 的 AC 电机的参数说明书中叙述了一般调整方法。本文是参数说明书中相关部分的翻译稿，最后的“补充说明”叙述了一些实际调试经验和注意事项，仅供大家参考。对于数控车床，可以参考此调整方法。但是车床CNC 系统无 G08 和 G05 功能，故车床加工精度（如车螺纹等）不佳时，只能调整HRV 参数和伺服参数。Cs 控制时还可调整主轴的控制参数。目录使用 i 电机 P 2使用电机 P22补充说明 P241
2、使 用 i电机概述i 系列 CNC（15i/16i/18i ）的伺服因为使用了HRV2 和 HRV3 控制（ 21i 为选择功能），改善了电流回路的响应，因此可使速度回路和位置回路设定较高而稳定的增益值。速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系统的响应和刚性。因此可以减小机床的加工形状误差，提高定位速度。由于这一效果，使得伺服调整简化。 HRV2 控制可以改善整个系统的伺服性能。伺服用 HRV2 调整后， 可以用 HRV3 改善高速电流控制，因此可进行高精度的机械加工。“高速、高精加工的伺服参数调整”。适用的伺服软件系列号及版本号90B0/A （01）及其以后的版本（用于15i，16i ，1
3、8i 和 21i ，但必须使用320C5410伺服卡）。调整步骤概况HRV2 和 HRV3 控制的调整与设定大致用以下步骤：电流回路的周期从以前的 250 s 降为 125 s。电流响应的改善是伺服性能改善的基础。进行速度回路增益的调整时，对于速度回路的高速部分，应该使用速度环比例项的高速处理功能。电流环控制周期时间的降低使电流响应得以改善，使用振荡抑制滤波器使可消除机械的谐振，这样可提高速度回路的振荡极限。机床可在某个频率下产生谐振。此时，用消振滤波器消除某一频率下的振荡是非常有效的。当伺服系统的响应较高时，可能会出现加工的形状误差取决于CNC 指令的扰动周期的现象。这种现象可用精细加/减速
4、功能消除。速度环使用尽可能高的回路增益可以改善整个伺服系统的性能。使用预读功能的前馈， 可以消除伺服的时滞， 从而可减小加工的形状误差。 一般，前馈系数为 97%99% 。 *6 ）当提高了速度回路的响应时，可以设定较高的位置增益。较高的位置增益可减小加工误差。3若要求进一步改善伺服性能，可使用HRV3 ，以此设定更高的速度回路增益。表 3.4.1 使用HRV2 ，3 时的标准伺服参数（刚性高的加工中心机床）功能标准参数切削16i15i设定值/ 快移可切换 伺服 HRV2 NoNo 1874设定电流周期为 125 s 的控制（ *1 ）2020电机型号 速度环比NoNo1( 使该功能生效 )
5、近似2017例项高速处理1959,#7 No1500-2000( 伺服调整画面No功能1875速度增益 :700%-900%)2021No振荡的中心频率 30( 用于 消振滤波2113No 1706 No 祛除 200Hz 或更高频率的器No2620谐振 , 设定较高的速度环增2177益)No2007#6 No1( 使精细加 / 减速生 精细加/减No1951#6 No效) 1( 线性精细加 / 减?速增益功能2209#21749#2 No速) 16( 精细加 / 减速时间No1702常数 )2109No2005#1 No1( 使前馈功能生 预读前馈No1883#1 No效) 9700-990
6、0( 前馈系20921985 No数) 近似 100( 速度环前馈No1962系数 )2069 位置增益NoNo 18258000-10000( 初始设定约18255000)No2013#0 NoNo1707#0 No1 1 150 100%-400%(只在高 伺服 HRV3 2202#1 1742#1 No速 HRV电流控制方式的切控制No2747 No削进给时有效 )23342748No2335“切削进给 /快速移动的切换功能”）4（ *1 ）当只使用电流周期250 s 的电机时，设定应按以下修改：No 2004（ 16i）， No 1809（ 15i ）设 00000011（250 s
7、电流周期）No 2040（ 16i）， No 1852（ 15i ）设（标准值）0.8No 2041（ 16i）， No 1853（ 15i ）设（标准值）1.6详细调整电流环周期和电流环增益的设定“ 伺服 HRV2 控制”的设定内容， 设定电流控制环的的参数。 对于使用同一个 DSP 的两个轴要设相同的周期时间。该设定使得电流回路的处理周期为 125 s，位置回路的周期为 1ms。其结果使电流回路的响应性能提高了 1.6 倍。注1 用一个 DSP 控制的两个轴设定相同的周期时间。2 若电机停止时的声响比比工作时的大，按下述方法修改电流环的增益：- 将 No 2040（16i）或 No 185
8、2（15i）修改后的值乘以0.6。- 将 No 2041（16i）或 No 1853（15i）修改后的值乘以0.6。- No 2041 （ 16i ）或 No 1853（ 15i ） = 0 。速度回路增益的设定“增益调整步骤”的叙述调整速度环的增益。 速度环的增益调整参数No 2017（ 16i）的第 7 位或 No 1959（ 15i ）的第 7 位：设 1（使速度环的比例项高速处理功能生效）速度增益值（在伺服调整画面上的增益）调整：以初始值 150%逐渐增加增益值，目标值约为1000%消振滤波器的调整“ 速度回路增益的设定”前调整消振滤波器。若谐振频率为200Hz 或低于 200Hz ，
9、不要使用消振滤波器。5谐振频率的测量使用伺服调整软件， 具体请见 “ 用伺服调整软件测量谐振频率的方法”。（调整步骤）以低速（ F1000F10000）开动机床。逐渐增加速度环的增益，直至进给时出现轻微振荡。此时若设定大的速度环增益，机床有频率为 200Hz 以下的低频振荡，消除了先前出现的高频振荡。如果高频振荡不出现，则不要使用消振滤波器。设定了产生轻微振荡的速度环增益后，观察TCMD ，测量频率。在下述的参数中设定测量频率： 设定消振滤波器的参数No 2113（ 16i）， No 1706（ 15i ）衰减中心频率 Hz ：设为机床的谐振频率。No 2117（ 16i）， No 2620（
10、 15i ）衰减频带： 30（当中心频率为600Hz 或以上时设40）。精细加 /减速功能的设定使用伺服 HRV2 控制时，可以设定高的位置环增益和高的速度环增益。因此，当指定较大的加 /减速度时，会产生与扰动周期相关的振荡。为了避免这种振荡，可以使用精细加 /减速功能。但要确保精细加 /减速的时间常数为 8 的倍数。 精细加 /减速的参数设定 No 2007#6（16i ）， No 1951#6（ 15i）：1（使精细加 /减速功能生效）6No 2209#2（16i ）， No 1749#2（ 15i）：1（线性精细加 /减速）No 2109（ 16i）， No 1702（ 15i ）：16
11、（精细加 /减速的时间常数）“切削进给 /快速移动的切换功能”。前馈系数调整“高速 /高精加工的伺服参数调整步骤”。 前馈参数的设定 No 2005#1（16i ）， No 1883#1（ 15i）：1（使前馈功能生效）No 2092（ 16i）， No 1985（ 15i ）：9700 9900（预读前馈系数）No 2069（ 16i）， No 1962（ 15i ）：近似 100（速度前馈系数）位置增益调整指令的进给速度按下式计算：指令速度 （位置增益）（位置偏差）（前馈量）因此，若指令值和实际移动位置有偏差，增益大时会使误差的修正作用大，从而使得加工的形状误差小。当使用伺服HRV2 时，由于速度环的响应得到改善，可以设定比以前高的位置增益。对于中型加工中心机床，增益值可设 80100 1/s 。（大型机床或闭环控制的机床，如果反向间隙较大时，其增益值应该设得小一些。）快速移动机床，以最大切削速度进行加工，在加/减速时观察 TCMD 波形，以确定位置增益的极限。当TCMD 的波形上在10 30Hz 期间出现急剧上升时，即为位置增益极限。然后，在极限值参数中设为其值的80%。位置增益确定后，应重新调整上面 中设定的位置前馈系数。7 位置增益参数的设定No 1825（ 16i， 15i）： 5000-10000
