《高精加工的参数调整》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高精加工的参数调整（25页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
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ai电机P 2使用a电机P22补充说明P24使用a电机3.4.1伺服HRV
2、控制的调整步骤概述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。图3.4.1(a)使用伺服HRV控制后的效果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。若伺服HRV控制与CNC的预读(Look-ahead)控制，AI轮廓控制，AI纳米轮廓 控制和高精度轮廓
3、控制相结合，会大大改善加工性能。关于这方面的详细叙述，请见3.4.3 节“高速、高精加工的伺服参数调整”。Servo HRVi conUol(R100 hie. IQOOQ ee/eE. wiihoulprotrusion cgwcnsEitrcuni)Servo HRV2 con&alServo HRV3 cwibrol图3.4.1(b)伺服HRV控制的效果实例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, 18i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： 设定电流回路的周期和电流回
4、路的增益(图3.4.3(c)中的*1 )电流回路的周期从以前的250ps降为125*。电流响应的改善是伺服性能改善的基 础。 速度回路增益的设定(图3.4.3(c)中的*2)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。 消振滤波器的调整(图3.4.3(c)中的*3)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。 精细加/减速的设定(图3.4.3(c)中的*4)当伺服系统的响应较高时，可能会出现加工的形状
5、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。 前馈系数的调整(图3.4.3(c)中的*5)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%。 位置增益的调整(图3.4.3(c)中的*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 设定和调整HRV3控制(图3.4.3(c)中的*7)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。图3.4.1（c）伺服HRV控制的调整表3.4.1使用HRV2, 3时的
6、标准伺服参数（刚性高的加工中心机床）功能标准参数16i15i设定值切削/快移 可切换伺月艮HRV2控制（*1）No 2020No 1874设定电流周期为1253的电机 型号速度环比例项高速 处理功能No 2017No 2021No 1959,#7No 18751（使该功能生效）近似1500-2000（伺服调整画面 速度增益:700%-900%）。振荡的中心频率消振滤波器No 2113No 2177No 1706No 262030（用于祛除200Hz或更高频 率的谐振，设定较高的速度环 增益）精细加/减速增益功No 2007#6No 2209#2No 1951#6No 1749#21（使精细加/
7、减速生效）1（线性精细加/减速）能No 2109No 170216（精细加/减速时间常数）。No 2005#1No 1883#11（使前馈功能生效）预读前馈No 2092No 19859700-9900（前馈系数）。No 2069No 1962近似100 （速度环前馈系数）。位置增益No 1825No 18258000-10000（初始设定约 5000）1No 2013#0No 1707#01伺月艮HRV3控制No 2202#1No 2334No 1742#1No 2747150100%-400%（只在高速HRV电No 2335No 2748流控制方式的切削进给时有 效）表3.4.1中最后一拦
8、中有标记。的设定项，其值在切削进给和快速移动时可设定不同值。（见3.4.2节“切削进给/快速移动的切换功能”）(*1)当只使用电流周期250ps的电机时，设定应按以下修改:No 2004 (16i), No 1809 (15i)设 00000011 (250s 电流周期)No 2040(16i)，No 1852(15i)设(标准值)X0.8No 2041(16i)，No 1853(15i)设(标准值)x1.6详细调整 电流环周期和电流环增益的设定根据上述表3.4.1中“ 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
9、处理周期为125*，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X益:-将 No 2040 (16i)或 No 1852 (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根据3.3.1节“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
10、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% 消振滤波器的调整如图3.4.1(d)所示，消振滤波器是消除转矩指令中的特定频率分量的衰减滤波器。 如果机械系统中有超过200Hz的强烈谐振，为了消除谐振，使用高的速度增益，消振滤 波器是非常有用的。因此，使用伺服HRV2控制时，要在“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，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”。I Tor
11、que command vibralion suppressionSew HRV2filler control图3.4.1(d)消振滤波器(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)，
12、No 2620 (15i)衰减频带：30 (当中心频率为600Hz或以上时设40)。图3.4.1（e）消振滤波器的效果（转矩指令波形） 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 1
13、702（15i）：16 （精细加/减速的时间常数）（*1）对于切削进给和快速移动的精细加/减速可切换的参数，请见3.4.2节“切削进 给/快速移动的切换功能”。 前馈系数调整前馈用于补偿伺服位置回路的时滞，而速度前馈用于补偿速度回路的时滞。当用加 工R10/F4000或R100/F10000的圆弧检查加工半径误差时，在加工中调整前馈系数使实 际加工轨迹与指令的轨迹尽量一致。调整时，设定速度前馈系数为100。详细调整请见 3.4.3节“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)
14、, No 1985 (15i)：97009900 (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)x (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1030Hz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 伺服HRV3的调整需要设定以下参数：HRV3参数的设定No 2013#0 (16i), No 1707#0 (15i)：1 （使HRV3功能生效）No 2202#1 （16i）, No 1742#1 （15i）：1（使速度环增益的切削进给/快速移动切换功能生效）No 2334（16i），No 2
