FANUC高速、高精加工的參數(shù)調(diào)整

1、銑床、加工中心高速、高精加工的參數(shù)調(diào)整(北京發(fā)那科機電有限公司王玉琪) 使用銑床或加工中心機床加工高精度零件（如模具）時，應(yīng)根據(jù)實際機床的機械性能對CNC系統(tǒng)（包括伺服）進行調(diào)整。在FANUC的AC 電機的參數(shù)說明書中敘述了一般調(diào)整方法。本文是參數(shù)說明書中相關(guān)部分的翻譯稿，最后的“補充說明”敘述了一些實際調(diào)試經(jīng)驗和注意事項，僅供大家參考。 對于數(shù)控車床，可以參考此調(diào)整方法。但是車床CNC系統(tǒng)無G08和G05功能，故車床加工精度（如車螺紋等）不佳時，只能調(diào)整HRV參數(shù)和伺服參數(shù)。Cs控制時還可調(diào)整主軸的控制參數(shù)。 目錄 使用i電機P 2 使用電機P22 補充說明P24 1 使用i電機3

2、.4.1伺服HRV控制的調(diào)整步驟 概述 i系列CNC（15i/16i/18i）的伺服因為使用了HRV2和HRV3控制（21i為選擇功能），改善了電流回路的響應(yīng)，因此可使速度回路和位置回路設(shè)定較高而穩(wěn)定的增益值。 圖 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，可以改善伺服系統(tǒng)的響應(yīng)和剛性。因此可以減小機床的加工形狀誤差，提高定位速度。 由于這一效果，使得伺服調(diào)整簡化。HRV2控制可以改善整個系統(tǒng)的伺服性能。伺服用HRV2調(diào)整后，可以用HRV3改善高速電流控制，因此可進行高精度的機械加工。 若伺服HRV控制與CNC的預(yù)讀（Look-ahead）控制，AI輪廓控制，AI

3、納米輪廓控制和高精度輪廓控制相結(jié)合，會大大改善加工性能。關(guān)于這方面的詳細敘述，請見3.4.3節(jié)“高速、高精加工的伺服參數(shù)調(diào)整”。 圖 3.4.1(b) 伺服HRV控制的效果實例適用的伺服軟件系列號及版本號 90B0/A（01）及其以后的版本（用于15i，16i，18i和21i，但必須使用320C5410伺服卡）。 調(diào)整步驟概況 HRV2和HRV3控制的調(diào)整與設(shè)定大致用以下步驟： 設(shè)定電流回路的周期和電流回路的增益（圖3.4.3(c)中的*1 ） 電流回路的周期從以前的250s降為125s。電流響應(yīng)的改善是伺服性能改善的基礎(chǔ)。 速度回路增益的設(shè)定（圖3.4.3(c)中的*2 ） 進行速度回路增益

4、的調(diào)整時，對于速度回路的高速部分，應(yīng)該使用速度環(huán)比例項的高速處理功能。 電流環(huán)控制周期時間的降低使電流響應(yīng)得以改善，使用振蕩抑制濾波器使可消除機械的諧振，這樣可提高速度回路的振蕩極限。 消振濾波器的調(diào)整（圖3.4.3(c)中的*3） 機床可在某個頻率下產(chǎn)生諧振。此時，用消振濾波器消除某一頻率下的振蕩是非常有效的。 精細加/減速的設(shè)定（圖3.4.3(c)中的*4） 當(dāng)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)較高時，可能會出現(xiàn)加工的形狀誤差取決于CNC指令的擾動周期的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象可用精細加/減速功能消除。 速度環(huán)使用盡可能高的回路增益可以改善整個伺服系統(tǒng)的性能。 前饋系數(shù)的調(diào)整（圖3.4.3(c)中的*5） 使用預(yù)讀功能

5、的前饋，可以消除伺服的時滯，從而可減小加工的形狀誤差。一般，前饋系數(shù)為97%99%。 位置增益的調(diào)整（圖3.4.3(c)中的*6） 當(dāng)提高了速度回路的響應(yīng)時，可以設(shè)定較高的位置增益。較高的位置增益可減小加工誤差。 3設(shè)定和調(diào)整HRV3控制（圖3.4.3(c)中的*7） 若要求進一步改善伺服性能，可使用HRV3，以此設(shè)定更高的速度回路增益。 圖 3.4.1(c) 伺服HRV控制的調(diào)整 表3.4.1 使用HRV2，3時的標準伺服參數(shù)（剛性高的加工中心機床） 功能標 準 參 數(shù)16i15i設(shè)定值切削/快移可切換 伺服HRV2控制（*1）No 2020No 1874設(shè)定電流周期為125s的電機型號 速

6、度環(huán)比例項高速處理功能No 2017 No 2021No 1959,#7No 18751(使該功能生效)近似1500-2000(伺服調(diào)整畫面速度增益:700%-900%) 消振濾波器No 2113 No 2177 No 1706 No 2620振蕩的中心頻率30(用于祛除200Hz或更高頻率的諧振,設(shè)定較高的速度環(huán)增益) 精細加/減速增益功能No 2007#6 No 2209#2 No 2109No 1951#6No 1749#2No 17021(使精細加/減速生效)1(線性精細加/減速)16(精細加/減速時間常數(shù))  預(yù)讀前饋No 2005#1 No 2092 No 2069 No

7、 1883#1No 1985No 19621(使前饋功能生效)9700-9900(前饋系數(shù))近似100(速度環(huán)前饋系數(shù)) 位置增益No 1825No 18258000-10000(初始設(shè)定約5000) 伺服HRV3控制No 2013#0 No 2202#1 No 2334 No 2335No 1707#0No 1742#1No 2747No 274811150100%-400%(只在高速HRV電流控制方式的切削進給時有效)表3.4.1中最后一攔中有標記的設(shè)定項，其值在切削進給和快速移動時可設(shè)定不同值。（見3.4.2節(jié)“切削進給/快速移動的切換功能”） 4（*1）當(dāng)只使用電流周期250s的電機時

8、，設(shè)定應(yīng)按以下修改： No 2004（16i），No 1809（15i）設(shè) 00000011（250s電流周期） No 2040（16i），No 1852（15i）設(shè)（標準值）×0.8 No 2041（16i），No 1853（15i）設(shè)（標準值）×1.6 詳細調(diào)整 電流環(huán)周期和電流環(huán)增益的設(shè)定 根據(jù)上述表3.4.1中“ 伺服HRV2控制”的設(shè)定內(nèi)容，設(shè)定電流控制環(huán)的的參數(shù)。對于使用同一個DSP的兩個軸要設(shè)相同的周期時間。 該設(shè)定使得電流回路的處理周期為125s，位置回路的周期為1ms。其結(jié)果使電流回路的響應(yīng)性能提高了1.6倍。 注 1 用一個DSP控制的兩個軸設(shè)定相同的周

9、期時間。 2 若電機停止時的聲響比比工作時的大，按下述方法修改電流環(huán)的增益： - 將No 2040（16i）或No 1852（15i）修改后的值乘以0.6。 - 將No 2041（16i）或No 1853（15i）修改后的值乘以0.6。 - No 2041（16i）或No 1853（15i）= 0。 速度回路增益的設(shè)定 根據(jù)3.3.1節(jié)“增益調(diào)整步驟”的敘述調(diào)整速度環(huán)的增益。 速度環(huán)的增益調(diào)整參數(shù) No 2017（16i）的第7位或No 1959（15i）的第7位： 設(shè)1（使速度環(huán)的比例項高速處理功能生效） 速度增益值（在伺服調(diào)整畫面上的增益）調(diào)整： 以初始值150%逐漸增加增益值，目標值約為

10、1000% 消振濾波器的調(diào)整 如圖3.4.1(d)所示，消振濾波器是消除轉(zhuǎn)矩指令中的特定頻率分量的衰減濾波器。如果機械系統(tǒng)中有超過200Hz的強烈諧振，為了消除諧振，使用高的速度增益，消振濾波器是非常有用的。因此，使用伺服HRV2控制時，要在“ 速度回路增益的設(shè)定”前調(diào)整消振濾波器。若諧振頻率為200Hz或低于200Hz，不要使用消振濾波器。 5諧振頻率的測量使用伺服調(diào)整軟件，具體請見“ 用伺服調(diào)整軟件測量諧振頻率的方法”。 圖 3.4.1(d) 消振濾波器（調(diào)整步驟） 以低速（F1000F10000）開動機床。 逐漸增加速度環(huán)的增益，直至進給時出現(xiàn)輕微振蕩。此時若設(shè)定大的速度環(huán)增益，機床有頻

11、率為200Hz以下的低頻振蕩，消除了先前出現(xiàn)的高頻振蕩。如果高頻振蕩不出現(xiàn)，則不要使用消振濾波器。 設(shè)定了產(chǎn)生輕微振蕩的速度環(huán)增益后，觀察TCMD，測量頻率。 在下述的參數(shù)中設(shè)定測量頻率： 設(shè)定消振濾波器的參數(shù) No 2113（16i），No 1706（15i） 衰減中心頻率Hz：設(shè)為機床的諧振頻率。 No 2117（16i），No 2620（15i） 衰減頻帶：30（當(dāng)中心頻率為600Hz或以上時設(shè)40）。 圖 3.4.1(e) 消振濾波器的效果(轉(zhuǎn)矩指令波形)精細加/減速功能的設(shè)定 使用伺服HRV2控制時，可以設(shè)定高的位置環(huán)增益和高的速度環(huán)增益。因此，當(dāng)指定較大的加/減速度時，會產(chǎn)生與擾動

12、周期相關(guān)的振蕩。為了避免這種振蕩，可以使用精細加/減速功能。但要確保精細加/減速的時間常數(shù)為8的倍數(shù)。 精細加/減速的參數(shù)設(shè)定 No 2007#6（16i），No 1951#6（15i）： 1（使精細加/減速功能生效） 6No 2209#2（16i），No 1749#2（15i）： 1（線性精細加/減速） No 2109（16i），No 1702（15i）： 16（精細加/減速的時間常數(shù)） （*1）對于切削進給和快速移動的精細加/減速可切換的參數(shù)，請見3.4.2節(jié)“切削進給/快速移動的切換功能”。 前饋系數(shù)調(diào)整 前饋用于補償伺服位置回路的時滯，而速度前饋用于補償速度回路的時滯。當(dāng)用加工R10/

13、F4000或R100/F10000的圓弧檢查加工半徑誤差時，在加工中調(diào)整前饋系數(shù)使實際加工軌跡與指令的軌跡盡量一致。調(diào)整時，設(shè)定速度前饋系數(shù)為100。詳細調(diào)整請見3.4.3節(jié)“高速/高精加工的伺服參數(shù)調(diào)整步驟”。 前饋參數(shù)的設(shè)定 No 2005#1（16i），No 1883#1（15i）： 1（使前饋功能生效） No 2092（16i），No 1985（15i）： 97009900（預(yù)讀前饋系數(shù)） No 2069（16i），No 1962（15i）： 近似100（速度前饋系數(shù)） 位置增益調(diào)整 指令的進給速度按下式計算： 指令速度 （位置增益）×（位置偏差）（前饋量） 因此，若指令值和

14、實際移動位置有偏差，增益大時會使誤差的修正作用大，從而使得加工的形狀誤差小。當(dāng)使用伺服HRV2時，由于速度環(huán)的響應(yīng)得到改善，可以設(shè)定比以前高的位置增益。對于中型加工中心機床，增益值可設(shè)80100 1/s。（大型機床或閉環(huán)控制的機床，如果反向間隙較大時，其增益值應(yīng)該設(shè)得小一些。） 快速移動機床，以最大切削速度進行加工，在加/減速時觀察TCMD波形，以確定位置增益的極限。當(dāng)TCMD的波形上在1030Hz期間出現(xiàn)急劇上升時，即為位置增益極限。然后，在極限值參數(shù)中設(shè)為其值的80%。 位置增益確定后，應(yīng)重新調(diào)整上面 中設(shè)定的位置前饋系數(shù)。 7位置增益參數(shù)的設(shè)定 No 1825（16i，15i）：5000

15、-10000 伺服HRV3的調(diào)整 需要設(shè)定以下參數(shù)： HRV3參數(shù)的設(shè)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（使速度環(huán)增益的切削進給/快速移動切換功能生效） No 2334（16i），No 2747（15i）： 150（高速HRV電流控制的電流環(huán)增益倍率） 下列參數(shù)用于調(diào)整使用高速HRV電流控制，在切削進給時的速度環(huán)增益。其值設(shè)定為出現(xiàn)振蕩時的0.7。 伺服HRV3控制參數(shù)的設(shè)定 No 2335（16i），No 2748（15i）： 100400（高速HRV電流控制的速度環(huán)增益

16、比率） 使用伺服調(diào)整軟件測量機床諧振頻率的方法 使用下述方法測量機床的諧振。伺服軟件應(yīng)該用1998年8月的或其后的版本。 使用伺服調(diào)整軟件（SD）的準備。 在調(diào)整2中設(shè)定測量數(shù)據(jù)的型式。（用模擬/數(shù)字一體的伺服檢查板時設(shè)6作為數(shù)據(jù)位數(shù)。用數(shù)字檢查板時，將DIP開關(guān)設(shè)到12（奇數(shù)軸）或13（偶數(shù)軸）。 設(shè)定No 2206#7（16i），No 1746#7（15i）為1。兩個伺服軸用同一個DSP控制時設(shè)定這一位。 在這種狀態(tài)，在每一電流環(huán)控制周期輸出TCMD波形。 在SD的F9畫面上各通道的設(shè)定，選擇TCMD測量。對于電流的設(shè)定，設(shè)為放大器的最大電流值。 8在這一狀態(tài)下，使電機加/減速，在伺服的波

17、形圖上檢查加/減速的正確輸出。 用SD，設(shè)定數(shù)據(jù)點數(shù)，實現(xiàn)0.1秒的數(shù)據(jù)采集. 對于HRV1: 400個數(shù)據(jù)項 對于HRV2: 800個數(shù)據(jù)項 對于HRV3: 1600個數(shù)據(jù)項 轉(zhuǎn)動電機，記下產(chǎn)生異常聲響時的數(shù)據(jù)。 調(diào)整SD的畫面，使每次只顯示第一軸或第二軸，（第一軸和第二軸的波形顯示或隱藏可用鍵SHIFT+1和SHIFT+2控制）。 此外，在F3菜單上的放大項上設(shè)定適當(dāng)值，以便清楚地觀察TCMD波形上的振蕩。 此時，按CTRL+F鍵，置于頻率分析方式。在尖波下的刻度值乘以10即為諧振頻率。 完成調(diào)整后，將No 2206#7（16i），No 1746#7（15i）復(fù)位為0。 圖3.4.1(f)

18、 諧振頻率例93.4.3實現(xiàn)高速、高精度加工的伺服參數(shù)的調(diào)整 (1)概述 本節(jié)敘述預(yù)讀控制，高精度輪廓控制和AI納米輪廓控制及按進給速度差值CNC進行加/減速時確定伺服參數(shù)的步驟。 (2)標準設(shè)定 開始實際調(diào)整之前，先設(shè)定表3.4.3(a)的默認參數(shù)。不用插補后的直線加/減速，而使用精細加/減速。但是，在高精度輪廓控制，AI輪廓控制和AI納米輪廓控制中不使用精細加/減速。在批量傳送程序數(shù)據(jù)（如使用RISC）時，要設(shè)定插補后的加/減速參數(shù)。 表3.4.3(a) 高速/高精度加工的標準參數(shù) *1 使用該功能時，可能出現(xiàn)高頻振蕩，取決于機械的諧振點。在這種情況下，不要使用這一功能。若高頻振蕩出現(xiàn)在高

19、增益下，可使用轉(zhuǎn)矩指令濾波器。 *2 不使用精細加/減速，而使用CNC的插補后直線加/減速。在批量傳送程序數(shù)據(jù)時，不要使用精細加/減速，而使用CNC軟件的插補后直線加/減速。 *3 對于快速移動，用帶前饋的精細加/減速實現(xiàn)高速定位，需要的時間常數(shù)約為4064ms。此時，可使用精細加/減速的切削進給/快速移動切換功能。 10(3)速度增益的調(diào)整 按3.3.1節(jié)“增益調(diào)整步驟”調(diào)整速度環(huán)的增益。在可能的條件下使用伺服HRV2控制。 調(diào)整目的 使用盡可能高的速度環(huán)增益，可以獲得以下效果： 改善伺服的剛性 改善伺服的響應(yīng) 在正常進給加工時，只要不出現(xiàn)振蕩，高的速度環(huán)增益會改善表面精度和加工形狀精度。

20、高的速度環(huán)增益可改善高速、高精度加工以及高速定位的性能。 為了設(shè)定穩(wěn)定的速度環(huán)高增益，使用速度環(huán)的比例項高速處理功能是非常有用的。正如下面例中所述，高速、高精度加工的效果取決于允許的速度環(huán)最大增益值。 (4)前饋系數(shù)的調(diào)整（加工圓弧R10/進給F4000） 調(diào)整目的 在通常無前饋控制的位置控制回路中，按下式輸出速度指令： （位置偏差）×（位置環(huán)增益）。 這就是說，只有在機床的指令位置和實際位置有誤差時機床才能移動。例如，當(dāng)位置增益為301/s， 進給速度為10 m/min時，其位置偏差為5.56 mm。對于直線插補，位置偏差不會造成零件的形狀誤差。但在加工圓弧或拐角時，就會造成大的形

21、狀誤差。 消除位置偏差的有用功能是位置前饋。前饋功能是將CNC的位置指令變?yōu)橛醒a償功能的速度指令。前饋可減小位置偏差（理論上為0），因此，可使圓弧或拐角的形狀誤差大大減小。但是，伺服響應(yīng)性能的改善，有可能使機床出現(xiàn)沖擊。 為避免這一情況，必須同時使用插補前的加/減速功能。 11值的調(diào)整方法 理論上，前饋系數(shù)100%時的位置偏差為0，消除了形狀誤差。但是，實際上，有速度環(huán)的響應(yīng)時滯。所以，稍小于100%的值可加工出指令的形狀。通常，最佳值為95%-99%（設(shè)9500-9900）。默認值為9800。 首先在加工圓弧時進行觀察調(diào)整前饋系數(shù)（開始調(diào)整前先設(shè)定速度環(huán)的前饋系數(shù)為50%）。 實際調(diào)整 編制

22、加工圓（R10/F4000）的下列程序，用調(diào)試軟件RD測量加工時的刀具運動軌跡。程序中的G08P1和P08P0是16系統(tǒng)的起動和結(jié)束預(yù)讀控制的G代碼。 實際加工使用的方式，可在表3.4.3(b)中選擇。 表3.4.3(b) 預(yù)讀控制方式的起動與結(jié)束代碼12在圖3.4.3(a)中，前饋系數(shù)不足，造成了徑向誤差約5m（減?。６宜俣仍鲆娴?，造成形狀變形且有過象限突起。調(diào)整前饋系數(shù)后，如圖3.4.3(b)所示，徑向誤差可減小接近于0。 圖3.4.3(a) 前饋調(diào)整圖3.4.3(b) 前饋調(diào)整 速度增益：100%速度增益：100% 預(yù)讀前饋系數(shù)：95%預(yù)讀前饋系數(shù)：98% FAD時間常數(shù)：24ms（

23、線性）FAD時間常數(shù)：24ms（線性） 上圖中，使用的速度環(huán)增益低。若使用高增益，如圖3.4.3(c)，變形和過象限的突起將減小。將速度增益增加到極限值的 70%-80%，微調(diào)前饋系數(shù)，且使用過象限突起補償功能（反向間隙的加速功能），以減小過象限的突起，從而改善正圓度（圖3.4.3(d)）。 圖3.4.3(c) 速度環(huán)增益的效果圖3.4.3(d) 速度環(huán)增益的效果 速度環(huán)增益： 200%速度環(huán)增益： 300% 預(yù)讀前饋系數(shù)：98%預(yù)讀前饋系數(shù)：99% FAD時間常數(shù)：24msFAD時間常數(shù)：24ms (5)速度環(huán)前饋系數(shù)的調(diào)整（用4角有1/4圓弧的方形工件） 調(diào)整步驟 前饋可減小位置偏差和加工

24、形狀誤差。若速度環(huán)對速度指令的響應(yīng)低，速度控制就不能按指令速度所要求的大的加速度運行，因此造成了加工形狀誤差。速度環(huán)的響應(yīng)可用增加速度環(huán)增益和調(diào)整速度環(huán)前饋系數(shù)來改善。 13速度前饋是將速度指令的一部分（速度指令乘以適當(dāng)?shù)南禂?shù)）送給電流環(huán)對轉(zhuǎn)矩指令進行補償。在速度環(huán)（PI控制），只是在指令速度與實際速度不同時（有速度偏差）才有補償轉(zhuǎn)矩。另外，速度前饋是根據(jù)以前指定的加速度值進行轉(zhuǎn)矩指令的補償。 用速度前饋可以減小由于速度環(huán)的時滯造成的形狀誤差。 前饋系數(shù)值的調(diào)整方法 可用下列公式。但在實際調(diào)整中，開始時的速度前饋系數(shù)用100。 （速度環(huán)的前饋系數(shù)） 100×（電機的轉(zhuǎn)子慣量負載慣量）

25、 電機的轉(zhuǎn)子慣量 實際調(diào)整 用4角有圓?。ò霃?mm）的方形工件進行速度前饋系數(shù)的調(diào)整。調(diào)整時，應(yīng)使按圓弧半徑箝制進給速度的功能無效（該功能無效后，或如下例，要保證進給速度等于或高于可以指定的F4000）。 圖3.4.3(e) 程編形狀按大寫字符P鍵，以顯示基準形狀。執(zhí)行程序并測量實際運行軌跡。于是，在同一圖上畫出下面所示的實際軌跡和基準軌跡。 14圖3.4.3(f) 指令軌跡和實際軌跡當(dāng)預(yù)讀前饋無效時,在圖3.4.3(f)上有幾百m的形狀誤差，即使在XY方式也可以看到。但是，如果預(yù)讀前饋生效，形狀誤差即減小，除非將誤差放大很難在圖形上看到。 此時，使用形狀補償方式（輪廓方式），只是為了顯示而

26、將誤差放大（ctrl O）。 用F3（比例變化）設(shè)定誤差的放大倍數(shù)。在圖3.4.3(g)中顯示的放大倍數(shù)設(shè)為100。 圖3.4.3(g) 速度前饋系數(shù)圖3.4.3(h) 速度前饋系數(shù) 速度環(huán)增益： 200%速度環(huán)增益： 100% 預(yù)讀前饋系數(shù)：99%預(yù)讀前饋系數(shù)：99% FAD時間常數(shù)：24ms（線形）FAD時間常數(shù)：24ms（線形） 速度前饋系數(shù)：0%速度前饋系數(shù)：X100% 在圖3.4.3(g)中未指令速度前饋系數(shù)，所以，在加速度大的地方軸的運動就有時滯。其結(jié)果，在直線與圓弧的相交處有過象限突起；在圓弧與直線的相交處有缺口。在圖3.4.3(h)上，只在X軸設(shè)定了速度前饋系數(shù)，X軸的響應(yīng)得到

27、了改善。可以看到，沿X軸加速度變化大的地方加工形狀得到了改善。 15圖3.4.3(i)中指定了過大的速度前饋系數(shù)，因此，圖3.4.3(g)中的突起變?yōu)槿笨?；缺口變?yōu)橥黄?。這就是說，的確存在最佳的速度前饋系數(shù)，其值小于圖3.4.3(i)的設(shè)定值。圖3.4.3(j)表示了設(shè)定最佳值的實際結(jié)果。圖3.4.3(k)是為了顯示目的而將誤差放大后的圖形。 圖3.4.3(i) 前饋調(diào)整圖3.4.3(j) 前饋調(diào)整 速度增益：100%速度增益：100% 預(yù)讀前饋系數(shù)：99%預(yù)讀前饋系數(shù)：99% FAD時間常數(shù)：24ms（線性）FAD時間常數(shù)：24ms（線性） 速度增益系數(shù)：X200%，Y200%速度增益系數(shù)：

28、X120%，Y180% 在放大后的圖形上可以看到，機床在圓弧部分有振蕩。為了減小這種振蕩，可以使用兩種方法。一種是增加速度環(huán)的增益（此方法不能用在速度增益已加大到振蕩極限的增益）；另一方法是減小按圓弧半徑箝制進給速度功能的圓弧部分的進給速度，如3.4.3(6)節(jié)中所述。 圖3.4.3(k) 速度前饋的調(diào)整圓弧區(qū)域的變形可以用增加速度增益值使其變?。▓D3.4.3(l)）。 但是，在直線與圓弧相交處的形狀誤差不能完全消除。變形還可以用細調(diào)速度的前饋系數(shù)或使用按圓弧半徑箝制進給速度功能（3.4.3(6)節(jié)中敘述）進一步減小。 16圖3.4.3(l) 速度前饋的調(diào)整 速度增益： 300% 預(yù)讀前饋系數(shù)

29、：99% FAD時間常數(shù)：24ms（線性） 速度增益系數(shù)：X120%，Y180% (6)按圓弧半徑的進給速度箝制參數(shù)的調(diào)整 調(diào)整目的 如前所述，速度環(huán)前饋系數(shù)的調(diào)整可以改善速度環(huán)的響應(yīng)延時，從而減小了加速度變化大的區(qū)域的形狀誤差。但是，只靠速度前饋不能完全消除加工的形狀誤差。而且，如果機床的剛性低，機床可能由于加速度的變化而振動。 為了減小加速度大的區(qū)域的加速度的變化，應(yīng)減小目標方向的指令進給速度。加工時（預(yù)讀控制），按圓弧半徑箝制進給速度的功能可實現(xiàn)對進給速度的控制（減?。υ摴δ艿膮?shù)進行調(diào)整，可以找到機床允許的垂直方向的加速度值。如下所述，該值可用于設(shè)定高精度輪廓控制（連續(xù)小程序段）中

30、“根據(jù)加速度降低進給速度”的參數(shù)的基準。 17上圖中，R是圓弧半徑，F(xiàn)是進給速度。則垂直方向（徑向）的加速度為F2/R。按半徑箝制進給速度功能指定R和F做為確保徑向方向的加速度不超過指令值的參數(shù)。 例如，指令R=5mm，F(xiàn)=4000 mm/min作為按圓弧半徑箝制進給速度功能的參數(shù)，則圓弧的徑向加速度為： F2/R = (4000/60)2 / 5 = 889mm/sec2 當(dāng)用高精度輪廓控制時，要設(shè)定同樣的加速度值作為小程序段按加速度限制進給速度功能的參數(shù)。上例中，若切削的進給速度為F4000（mm/min），則要求達到這一速度的時間計算如下： 4000/60/889*1000 = 75 m

31、sec 當(dāng)用圓弧半徑箝制進給速度功能減小了沿圓弧的進給速度時，加工的形狀精度就可以得到改善。但是此時的負面效果是：要求的加工時間較長。圖3.4.3(l) 表示了不用圓弧半徑箝制進給速度功能，經(jīng)（5）的調(diào)整后的切線進給速度及處理時間。圖3.4.3(m)中的切線速度為F4000。圖3.4.3(n)表示了在拐角R5mm處用圓弧半徑箝制進給速度功能將進給速度降到了F3000，從該圖中可以看到，加工時間增加了200ms。 圖3.4.3(m) 不用圓弧半徑箝制進給圖3.4.3(n) 用圓弧半徑箝制進給 速度功能時速度功能時18調(diào)整值的設(shè)定建議 經(jīng)驗上，設(shè)定下列值是適當(dāng)?shù)摹?shù)號請見響應(yīng)CNC的參數(shù)說明書。

32、 高剛性小型機床： 拐角圓弧R5時，設(shè) F4000（889mm/sec2） 剛性相對高的中型和小型加工中心機床： 拐角圓弧R5時，設(shè) F3000（500mm/sec2） 大型機床： 拐角圓弧R5時，設(shè) F2500（347mm/sec2） 高剛性的大型機床： 拐角圓弧R5時，設(shè) F2000（222mm/sec2） 實際調(diào)整 圖3.4.3(k)使用了按圓弧半徑箝制進給速度功能后，R5和F3000時，實際調(diào)整結(jié)果示于圖3.4.3(o)。由圖看出，加工的形狀誤差，特別是在拐角處大大降低。 圖3.4.3(o) 用圓弧半徑速度箝制功能(7)用進給速度差限制拐角加速度功能的允許速度差的調(diào)整 調(diào)整目的 圖3.

33、4.3(p)的程序中，在各程序段的交接處各軸的進給速度變化非常大。高速高精度的CNC系統(tǒng)，加工時CNC對編程形狀進行預(yù)讀。若在程序段的交接處進給速度變化，為了減小機械沖擊和加工的形狀誤差，CNC可以降低進給速度使其不超過用參數(shù)設(shè)定的允許值。加/減速根據(jù)插補前的加/減速時間常數(shù)進行。拐角時進給速度減小的越多，所需的加工時間就越長。根據(jù)要求的形狀誤差，設(shè)定盡可能高的進給速度允許值。 19設(shè)定建議 具體的參數(shù)號，請見相應(yīng)的CNC說明書。 高剛性的小型機床：F400 相對高剛性的中型和小型加工中心：F300 大型機床：F200 實際調(diào)整 執(zhí)行下列程序，測量刀具的實際軌跡。 計算機用XY方式（ctrl-

34、X）繪圖。為了在圖上觀察一個軸停止時的過沖，須將該軸向放大。圖3.4.3(p)中的拐角1和拐角3在X軸向被放大；拐角2和拐角4在Y軸向被放大。下例中的拐角1，X向用0.01mm/格的分辨率顯示；Y向用0.1mm/格的分辨率顯示。圖3.4.3(q)中，拐角處的進給速度設(shè)為F1000，可以看到其過沖量為10m以上。而在圖3.4.3(r)中降低為3m（進給速度為F300）。 若即使拐角處的進給速度降到接近于0也不能去掉過沖，其原因可能是插補前的加/減速度太大。此時，須設(shè)定大的插補前加/減速的時間常數(shù)。（此時，加工時間就相當(dāng)長。） 圖3.4.3(s)繪出了使用拐角降速功能沿X和Y的（拐角1）進給速度。 20圖3.4.3(q) 拐角的進給速度為F1000圖3.4.3(q) 拐角的進給速度為F300圖3.4.3(s) 拐角的進給速度為F1000時，時間常數(shù)和進給速度的關(guān)系21 使用電機上面的敘述是使用i系列電動機（16i-B，18 i-B，15i-B，0i-B等）的情況。使用電動機時（16i-A，18i-A，15i-A，16，18，0i-A等），調(diào)整方法與之基本相同，但參數(shù)號稍有不同。 此時，適用的軟件版本：90A0/E（05）及其以后的版本。 使用的伺服卡：320C543