M70銑床調試過程

1、2010年12月11號華特天臺M70銃床調試過程客戶反映主要加工問題歸納有三類：垂直側面光刀后出現(xiàn)異常紋路附加工效果圖三張傾斜面光刀后出現(xiàn)異常紋路附加工效果圖四張內腔拐角光刀后異常紋路附加效果圖一張以上問題的機床參數(shù)及PLC見“1號數(shù)據(jù)”.因客戶未保留加工程序，所以以上問題的加工程序無法附上。我11號到客戶現(xiàn)場后，對機床進行了重新調試優(yōu)化，未動機械部分，只是在機床參數(shù)及伺服優(yōu)化方面做調整，詳細過程如下：1, 備份機床參數(shù)及PLC即1號數(shù)據(jù)。2. 按機床上次的激光螺補數(shù)據(jù)設置2011和20121號數(shù)據(jù)中2011和2012均為0ZXY2011G002018252012G012216283.因伺服電

2、機運行中仍然存在一定異響，決定重新調節(jié)伺服電機濾波。清除2238,2246,2237設定值。2205在1號數(shù)據(jù)里三軸均為90,未到達HF302標準速度環(huán)增益值140。將2205按標準值140設定。電機開始嘯叫。根據(jù)驅動器診斷監(jiān)控數(shù)據(jù)重新設置三軸2238值，濾波深度0,三軸速度環(huán)標準值下無異響，設定摩擦轉矩SV045,Z軸不平衡轉矩SV032后，在診斷畫面看不到負載慣雖，故沒有設定2237值。此時備份2號數(shù)據(jù)。4, 在標準值140基礎上繼續(xù)提高速度環(huán)2205值，各軸增加50,配合調節(jié)2246,最終發(fā)現(xiàn)三軸速度環(huán)提高到240較合適。此時備份3號數(shù)據(jù)。5, 利用A2版MS伺服優(yōu)化軟件對系統(tǒng)進行優(yōu)化，

3、因參數(shù)2003修改為00FF后會出現(xiàn)Y510002直線加減速參數(shù)設定異常，故保持2003為0021設置的基礎上進行了優(yōu)化，具體優(yōu)化過程及優(yōu)化數(shù)據(jù)截圖見下：A. 加振信號測定，XYZ附加截圖三張速度環(huán)增益第一次調整，附加截圖三張第一次優(yōu)化后速度環(huán)X:240到199Y:240到286Z:240到307XYZ2283000A00A8000A22871202000120228801200第一次速度環(huán)增益調整值2205相差大故未敢采用但2283,2287,2288調整值采用。B. 時間常數(shù)調整結果相關參數(shù)未變附加截圖一張。C. 位置環(huán)第一次優(yōu)化與第二次優(yōu)化均以相同報警11號不知道怎么解決，故優(yōu)化失敗，附

4、加報警時截圖6張。最終放棄位置環(huán)優(yōu)化丟步調整附加三軸截圖三張。D. 丟步三調整，依次XY軸，YZ軸，XZ軸，然后再XY軸。附加截圖四張。E. 后感覺不應該做丟步三，就將相關參數(shù)清除。第一次優(yōu)化后備份4號數(shù)據(jù)因第一次速度環(huán)優(yōu)化后數(shù)據(jù)未采用，故決定進行第二次速度環(huán)優(yōu)化。清除上次優(yōu)化應用的2283,2287,2288,第二次速度環(huán)優(yōu)化結果2205數(shù)值未變三軸均仍為240,故采用第二次速度環(huán)優(yōu)化結果，包括第二次優(yōu)化出的2283,2287,2288值。附加截圖三張。6, 第二次位置環(huán)依舊失敗，截圖六張。ARCSHAPERRO誤差測雖，XY軸，XZ軸，YZ軸附加截圖三張。機械補償：螺距補償41014150

5、背隙球桿數(shù)據(jù)見參數(shù)2011與2012里涵蓋。2伺服驅動參數(shù)分析三菱伺服驅動控制原理如圖1所示。三菱伺服驅動系統(tǒng)采用圖1所示的三環(huán)控制方式。整個控制流程是通過位置環(huán)到速度環(huán)，再到電流環(huán)，最終到伺服電機。而伺服電機則將電流信號和速度信號分另U反饋給電流環(huán)和速度環(huán)、位置環(huán)，從而實現(xiàn)快速、準確的運動控制。2.1電流環(huán)電流環(huán)的作用是限制最大電流，使系統(tǒng)有足夠大的加速扭矩。電流環(huán)控制參數(shù)主要包含電流回路q軸進給補償#2209、電流回路d軸進給補償#2210、電流回路q軸增益#2211、電流回路d軸增益#2212,這些參數(shù)由伺服電機的電氣特性決定的，根據(jù)電機型號設定相對應的標準值。2.2速度環(huán)速度環(huán)的作用是

6、抑制速度波動，增強系統(tǒng)抗負載擾動的能力。速度環(huán)控制參數(shù)主要有：速度回路增益1#2205,簡稱：VGN1、速度回路增益2#2206,簡稱：VGN2、速度回路延遲補償#2207,簡稱：VIL、速度回路進給補償（#2208,簡稱：VIA）。速度回路增益1,是決定伺服控制響應性的重要參數(shù)，對機床的切削精度和切削循環(huán)時間有很大的影響，增大設定值則控制精度相應提高，但機械容易發(fā)生振動。使用濾波器參數(shù)抑制機械振動，盡可能提高速度環(huán)增益1設定值,是伺服調整之關鍵所在。速度環(huán)超前補償參數(shù)#2208主要決定速度環(huán)的低頻帶特性。標準值為1364,高速高精度控制時的設定為1900。對于慣雖較大的負載、有時標準值可能會

7、下降。對于高速輪廓切削通常F在1000mm/min以上，為保證精度，VIA必須保持高的設定值或標準值設定。對重視切削循環(huán)時間的機械而言，提高速度環(huán)超前補償值將改善相對位置指令的跟隨性，縮短位置滯后收縮至定位寬度的時間。在改善精度和循環(huán)時間方面，如果VGN1的設定值較大接近標準值，或使用與增加VGN1等效的干擾觀測器的功能，VIA的調整將會更加容易。2.3位置環(huán)位置環(huán)的作用是保證系統(tǒng)的動態(tài)跟蹤性能，使系統(tǒng)穩(wěn)定運行。位置環(huán)的控制參數(shù)主要有：位置回路增1#2203,簡稱：PGN1、位置回路增2#2204,簡稱：PGN2、SHG控制增益#2257,簡稱：SHGC。PGN1是決定對指令位置跟隨性的參數(shù)，

8、插補軸之間位置環(huán)增益應設定為相同值。增加PGN1設定值，可提高對指令位置的跟隨性，縮短定位時間。3伺服參數(shù)調整要領雖然三菱M700/M70數(shù)控系統(tǒng)推出了MSCONFIGURATOR伺服驅動參數(shù)自動調整軟件，但自動計算的數(shù)據(jù)適用于通用場合，對于一些要求較高的情況，部分參數(shù)還需要根據(jù)實際測雖結果進行手動調整。伺服驅動參數(shù)調整主要從兩個方面入手：一是抑制機械振動；二是調整加工精度。3.1抑制振動的調整提高速度環(huán)增益1設定值，機床控制精度相應地提高，但機械容易誘發(fā)振動。所以抑制振動的調整原則是使用濾波器抑制振動的同時盡雖提高速度環(huán)增益1設定值。相關參數(shù)說明如表1所小。1濾波器設定方法1）設定參數(shù)#22

9、33、#2283選擇濾波器1、2、4、5,設定為振動頻率；2）逐步提高濾波器深度補償值，調整為能夠消除共振的最正確值；3）不能消除振動時，使用于其頻率相同的其它濾波器。2電機因快速進給發(fā)生振動或發(fā)出噪音的情況下，可以通過減小電機高速運轉時的速度環(huán)增益使其改善。因為切削進給等使用的低速區(qū)域速度環(huán)增益仍可保持很高，所以可以在不降低加工精度情況下便可改善振動，#2206與#2229配合使用。3電機停止時的振動抑制如果電機停止時電機位置進入機械的反向間隙中、負載慣H將變得非常小。由于其對負載慣H設定了非常大的VGN1,有時會發(fā)生振動。抖動補償通過忽略速度反饋的反向間隙部分的反饋脈沖，可抑制電機停止時發(fā)

10、生的抖動。針對忽略脈沖數(shù)，可逐個增加，以設定能夠抑制振動的值。通過#2227的bit4、bit5設定忽略脈沖數(shù)。3.2調整加工精度及特性改善抑制機械振動的同時盡雖提高速度環(huán)設定值，然后可以進行高速高精度調整。為縮短調整時間和提高精度，使用提高位置增益的前饋進給控制，將容易誘發(fā)機械系統(tǒng)的振動。SHG控制通過更穩(wěn)定地補償伺服系統(tǒng)位置環(huán)的延遲，提高位置環(huán)的增益，縮短調整時間以及提高輪廓控制精度。SHG控制時，要求PGN1:PGN2:SHGC=1:(8/3):6。因此，即使PGN1的設定值相同，由于實際的位置環(huán)增益變大，故速度環(huán)需要足夠的響應。速度環(huán)的響應較低時，與正?？刂茣r一樣，在加減速時將會發(fā)生振

11、動和過沖。因發(fā)生機械共振而減少速度環(huán)增益時，請相應減少位置環(huán)增益。相關參數(shù)的設定見表2。1切削面精度或真圓度較差，可通過增大速度環(huán)增益VGN1、VIA或使用干擾觀測功能進行改善。提高切削外表精度的方法盡管有所不同，但都能提高速度環(huán)增益進行調整，此時重要的是如何抑制機械共振。速度環(huán)相關參數(shù)設定見表3。2使用干擾觀察功能干擾觀察是通過推斷干擾扭矩雖來進行補償，可減輕切削時的干擾和摩擦阻抗以及扭矩振動造成的影響，同時具有抑制因速度超前補償控制造成的振動的效果。干擾功能參數(shù)設定見表4。3使用丟步補償功能通過丟步補償功能來補償機械運行方向轉向時的響應延時、摩擦、扭轉、伸縮、反向間隙所產(chǎn)生的刀紋、刀痕。丟

12、步補償功能包含丟步補償1、丟步補償2、丟步補償3,通過參數(shù)#2227的bit8、bit9設定選擇丟步補償2有效，通過參數(shù)#2216LMC1及#2241LMC2設定補償雖；參數(shù)#2282的bit1為1時，則選擇丟步補償3有效。在LMC補償?shù)脑O定中，首先必須測雖機械的不平衡扭矩與摩擦扭矩。丟步補償前后圓切削軌跡如圖2所示。1測雖不平衡扭矩與摩擦扭矩在要測定的軸上進行往返運轉F為1000mm/min左右，在NC伺服監(jiān)視畫面上顯示進給時的負載電流。此時的不平衡扭矩與摩擦扭矩計算如下：不平衡扭矩（%）=（+進給負載電流%）+（一進給負載電流%）/2摩擦扭矩（%）=|（+進給負載電流%）一（一進給負載電流

13、%）|/22在扭矩偏置#2232中設定不平衡扭矩。3LMC補償類型2的設定與調整選擇伺服功能選擇1#2227的bit9設為1,啟動LMC補償類型2功能；在丟步補償1#2216中以兩倍的摩擦扭矩設定補償雖。#2241為0時，正負兩方向均以#2216的設定值進行補償；不同方向的突起雖存在差異時，使用丟步補償2進行調整。只進行單方向補償時，禁止補償方向上的參數(shù)（#2216或#2241）設定為-1。希望在補償方向變更補償雖時設定#2241。補償方向的設定如圖3所示，即按NC參數(shù)中的CW/CCW設定。只需進行單方面補償時，將不需補償，一側設定為-1。最終的調整應在實際切削的同時進行設定。補償雖不足時，按5%的增雖逐漸增大#2216或#2241。但如果設定過大，相反可能出現(xiàn)過切現(xiàn)象。4LMC補償類型3對應丟步補償2無法補償?shù)模蛞苿铀俣榷饳C械系統(tǒng)的扭