M70銑床調(diào)試過(guò)程

1、2010年12月11號(hào)華特天臺(tái)M70銃床調(diào)試過(guò)程客戶(hù)反映主要加工問(wèn)題歸納有三類(lèi)：垂直側(cè)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(nèi)腔拐角光刀后異常紋路附加效果圖一張以上問(wèn)題的機(jī)床參數(shù)及PLC見(jiàn)“1號(hào)數(shù)據(jù)”.因客戶(hù)未保留加工程序，所以以上問(wèn)題的加工程序無(wú)法附上。我11號(hào)到客戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)后，對(duì)機(jī)床進(jìn)行了重新調(diào)試優(yōu)化，未動(dòng)機(jī)械部分，只是在機(jī)床參數(shù)及伺服優(yōu)化方面做調(diào)整，詳細(xì)過(guò)程如下：1, 備份機(jī)床參數(shù)及PLC即1號(hào)數(shù)據(jù)。2. 按機(jī)床上次的激光螺補(bǔ)數(shù)據(jù)設(shè)置2011和20121號(hào)數(shù)據(jù)中2011和2012均為0ZXY2011G002018252012G012216283.因伺服電

2、機(jī)運(yùn)行中仍然存在一定異響，決定重新調(diào)節(jié)伺服電機(jī)濾波。清除2238,2246,2237設(shè)定值。2205在1號(hào)數(shù)據(jù)里三軸均為90,未到達(dá)HF302標(biāo)準(zhǔn)速度環(huán)增益值140。將2205按標(biāo)準(zhǔn)值140設(shè)定。電機(jī)開(kāi)始嘯叫。根據(jù)驅(qū)動(dòng)器診斷監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)重新設(shè)置三軸2238值，濾波深度0,三軸速度環(huán)標(biāo)準(zhǔn)值下無(wú)異響，設(shè)定摩擦轉(zhuǎn)矩SV045,Z軸不平衡轉(zhuǎn)矩SV032后，在診斷畫(huà)面看不到負(fù)載慣雖，故沒(méi)有設(shè)定2237值。此時(shí)備份2號(hào)數(shù)據(jù)。4, 在標(biāo)準(zhǔn)值140基礎(chǔ)上繼續(xù)提高速度環(huán)2205值，各軸增加50,配合調(diào)節(jié)2246,最終發(fā)現(xiàn)三軸速度環(huán)提高到240較合適。此時(shí)備份3號(hào)數(shù)據(jù)。5, 利用A2版MS伺服優(yōu)化軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，

3、因參數(shù)2003修改為00FF后會(huì)出現(xiàn)Y510002直線加減速參數(shù)設(shè)定異常，故保持2003為0021設(shè)置的基礎(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化，具體優(yōu)化過(guò)程及優(yōu)化數(shù)據(jù)截圖見(jiàn)下：A. 加振信號(hào)測(cè)定，XYZ附加截圖三張速度環(huán)增益第一次調(diào)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(diào)整值2205相差大故未敢采用但2283,2287,2288調(diào)整值采用。B. 時(shí)間常數(shù)調(diào)整結(jié)果相關(guān)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(bào)警11號(hào)不知道怎么解決，故優(yōu)化失敗，附

4、加報(bào)警時(shí)截圖6張。最終放棄位置環(huán)優(yōu)化丟步調(diào)整附加三軸截圖三張。D. 丟步三調(diào)整，依次XY軸，YZ軸，XZ軸，然后再XY軸。附加截圖四張。E. 后感覺(jué)不應(yīng)該做丟步三，就將相關(guān)參數(shù)清除。第一次優(yōu)化后備份4號(hào)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(jìn)行第二次速度環(huán)優(yōu)化。清除上次優(yōu)化應(yīng)用的2283,2287,2288,第二次速度環(huán)優(yōu)化結(jié)果2205數(shù)值未變?nèi)S均仍為240,故采用第二次速度環(huán)優(yōu)化結(jié)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(cè)雖，XY軸，XZ軸，YZ軸附加截圖三張。機(jī)械補(bǔ)償：螺距補(bǔ)償41014150

5、背隙球桿數(shù)據(jù)見(jiàn)參數(shù)2011與2012里涵蓋。2伺服驅(qū)動(dòng)參數(shù)分析三菱伺服驅(qū)動(dòng)控制原理如圖1所示。三菱伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用圖1所示的三環(huán)控制方式。整個(gè)控制流程是通過(guò)位置環(huán)到速度環(huán)，再到電流環(huán)，最終到伺服電機(jī)。而伺服電機(jī)則將電流信號(hào)和速度信號(hào)分另U反饋給電流環(huán)和速度環(huán)、位置環(huán)，從而實(shí)現(xiàn)快速、準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)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(jìn)給補(bǔ)償#2209、電流回路d軸進(jìn)給補(bǔ)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(jī)的電氣特性決定的，根據(jù)電機(jī)型號(hào)設(shè)定相對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)值。2.2速度環(huán)速度環(huán)的作用是

6、抑制速度波動(dòng)，增強(qiáng)系統(tǒng)抗負(fù)載擾動(dòng)的能力。速度環(huán)控制參數(shù)主要有：速度回路增益1#2205,簡(jiǎn)稱(chēng)：VGN1、速度回路增益2#2206,簡(jiǎn)稱(chēng)：VGN2、速度回路延遲補(bǔ)償#2207,簡(jiǎn)稱(chēng)：VIL、速度回路進(jìn)給補(bǔ)償（#2208,簡(jiǎn)稱(chēng)：VIA）。速度回路增益1,是決定伺服控制響應(yīng)性的重要參數(shù)，對(duì)機(jī)床的切削精度和切削循環(huán)時(shí)間有很大的影響，增大設(shè)定值則控制精度相應(yīng)提高，但機(jī)械容易發(fā)生振動(dòng)。使用濾波器參數(shù)抑制機(jī)械振動(dòng)，盡可能提高速度環(huán)增益1設(shè)定值,是伺服調(diào)整之關(guān)鍵所在。速度環(huán)超前補(bǔ)償參數(shù)#2208主要決定速度環(huán)的低頻帶特性。標(biāo)準(zhǔn)值為1364,高速高精度控制時(shí)的設(shè)定為1900。對(duì)于慣雖較大的負(fù)載、有時(shí)標(biāo)準(zhǔn)值可能會(huì)

7、下降。對(duì)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(shè)定值或標(biāo)準(zhǔn)值設(shè)定。對(duì)重視切削循環(huán)時(shí)間的機(jī)械而言，提高速度環(huán)超前補(bǔ)償值將改善相對(duì)位置指令的跟隨性，縮短位置滯后收縮至定位寬度的時(shí)間。在改善精度和循環(huán)時(shí)間方面，如果VGN1的設(shè)定值較大接近標(biāo)準(zhǔn)值，或使用與增加VGN1等效的干擾觀測(cè)器的功能，VIA的調(diào)整將會(huì)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(dòng)態(tài)跟蹤性能，使系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。位置環(huán)的控制參數(shù)主要有：位置回路增1#2203,簡(jiǎn)稱(chēng)：PGN1、位置回路增2#2204,簡(jiǎn)稱(chēng)：PGN2、SHG控制增益#2257,簡(jiǎn)稱(chēng)：SHGC。PGN1是決定對(duì)指令位置跟隨性的參數(shù)，

8、插補(bǔ)軸之間位置環(huán)增益應(yīng)設(shè)定為相同值。增加PGN1設(shè)定值，可提高對(duì)指令位置的跟隨性，縮短定位時(shí)間。3伺服參數(shù)調(diào)整要領(lǐng)雖然三菱M700/M70數(shù)控系統(tǒng)推出了MSCONFIGURATOR伺服驅(qū)動(dòng)參數(shù)自動(dòng)調(diào)整軟件，但自動(dòng)計(jì)算的數(shù)據(jù)適用于通用場(chǎng)合，對(duì)于一些要求較高的情況，部分參數(shù)還需要根據(jù)實(shí)際測(cè)雖結(jié)果進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整。伺服驅(qū)動(dòng)參數(shù)調(diào)整主要從兩個(gè)方面入手：一是抑制機(jī)械振動(dòng)；二是調(diào)整加工精度。3.1抑制振動(dòng)的調(diào)整提高速度環(huán)增益1設(shè)定值，機(jī)床控制精度相應(yīng)地提高，但機(jī)械容易誘發(fā)振動(dòng)。所以抑制振動(dòng)的調(diào)整原則是使用濾波器抑制振動(dòng)的同時(shí)盡雖提高速度環(huán)增益1設(shè)定值。相關(guān)參數(shù)說(shuō)明如表1所小。1濾波器設(shè)定方法1）設(shè)定參數(shù)#22

9、33、#2283選擇濾波器1、2、4、5,設(shè)定為振動(dòng)頻率；2）逐步提高濾波器深度補(bǔ)償值，調(diào)整為能夠消除共振的最正確值；3）不能消除振動(dòng)時(shí)，使用于其頻率相同的其它濾波器。2電機(jī)因快速進(jìn)給發(fā)生振動(dòng)或發(fā)出噪音的情況下，可以通過(guò)減小電機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的速度環(huán)增益使其改善。因?yàn)榍邢鬟M(jìn)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(dòng)，#2206與#2229配合使用。3電機(jī)停止時(shí)的振動(dòng)抑制如果電機(jī)停止時(shí)電機(jī)位置進(jìn)入機(jī)械的反向間隙中、負(fù)載慣H將變得非常小。由于其對(duì)負(fù)載慣H設(shè)定了非常大的VGN1,有時(shí)會(huì)發(fā)生振動(dòng)。抖動(dòng)補(bǔ)償通過(guò)忽略速度反饋的反向間隙部分的反饋脈沖，可抑制電機(jī)停止時(shí)發(fā)

10、生的抖動(dòng)。針對(duì)忽略脈沖數(shù)，可逐個(gè)增加，以設(shè)定能夠抑制振動(dòng)的值。通過(guò)#2227的bit4、bit5設(shè)定忽略脈沖數(shù)。3.2調(diào)整加工精度及特性改善抑制機(jī)械振動(dòng)的同時(shí)盡雖提高速度環(huán)設(shè)定值，然后可以進(jìn)行高速高精度調(diào)整。為縮短調(diào)整時(shí)間和提高精度，使用提高位置增益的前饋進(jìn)給控制，將容易誘發(fā)機(jī)械系統(tǒng)的振動(dòng)。SHG控制通過(guò)更穩(wěn)定地補(bǔ)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(diào)整時(shí)間以及提高輪廓控制精度。SHG控制時(shí)，要求PGN1:PGN2:SHGC=1:(8/3):6。因此，即使PGN1的設(shè)定值相同，由于實(shí)際的位置環(huán)增益變大，故速度環(huán)需要足夠的響應(yīng)。速度環(huán)的響應(yīng)較低時(shí)，與正?？刂茣r(shí)一樣，在加減速時(shí)將會(huì)發(fā)生振

11、動(dòng)和過(guò)沖。因發(fā)生機(jī)械共振而減少速度環(huán)增益時(shí)，請(qǐng)相應(yīng)減少位置環(huán)增益。相關(guān)參數(shù)的設(shè)定見(jiàn)表2。1切削面精度或真圓度較差，可通過(guò)增大速度環(huán)增益VGN1、VIA或使用干擾觀測(cè)功能進(jìn)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(jìn)行調(diào)整，此時(shí)重要的是如何抑制機(jī)械共振。速度環(huán)相關(guān)參數(shù)設(shè)定見(jiàn)表3。2使用干擾觀察功能干擾觀察是通過(guò)推斷干擾扭矩雖來(lái)進(jìn)行補(bǔ)償，可減輕切削時(shí)的干擾和摩擦阻抗以及扭矩振動(dòng)造成的影響，同時(shí)具有抑制因速度超前補(bǔ)償控制造成的振動(dòng)的效果。干擾功能參數(shù)設(shè)定見(jiàn)表4。3使用丟步補(bǔ)償功能通過(guò)丟步補(bǔ)償功能來(lái)補(bǔ)償機(jī)械運(yùn)行方向轉(zhuǎn)向時(shí)的響應(yīng)延時(shí)、摩擦、扭轉(zhuǎn)、伸縮、反向間隙所產(chǎn)生的刀紋、刀痕。丟

12、步補(bǔ)償功能包含丟步補(bǔ)償1、丟步補(bǔ)償2、丟步補(bǔ)償3,通過(guò)參數(shù)#2227的bit8、bit9設(shè)定選擇丟步補(bǔ)償2有效，通過(guò)參數(shù)#2216LMC1及#2241LMC2設(shè)定補(bǔ)償雖；參數(shù)#2282的bit1為1時(shí)，則選擇丟步補(bǔ)償3有效。在LMC補(bǔ)償?shù)脑O(shè)定中，首先必須測(cè)雖機(jī)械的不平衡扭矩與摩擦扭矩。丟步補(bǔ)償前后圓切削軌跡如圖2所示。1測(cè)雖不平衡扭矩與摩擦扭矩在要測(cè)定的軸上進(jìn)行往返運(yùn)轉(zhuǎn)F為1000mm/min左右，在NC伺服監(jiān)視畫(huà)面上顯示進(jìn)給時(shí)的負(fù)載電流。此時(shí)的不平衡扭矩與摩擦扭矩計(jì)算如下：不平衡扭矩（%）=（+進(jìn)給負(fù)載電流%）+（一進(jìn)給負(fù)載電流%）/2摩擦扭矩（%）=|（+進(jìn)給負(fù)載電流%）一（一進(jìn)給負(fù)載電流

13、%）|/22在扭矩偏置#2232中設(shè)定不平衡扭矩。3LMC補(bǔ)償類(lèi)型2的設(shè)定與調(diào)整選擇伺服功能選擇1#2227的bit9設(shè)為1,啟動(dòng)LMC補(bǔ)償類(lèi)型2功能；在丟步補(bǔ)償1#2216中以?xún)杀兜哪Σ僚ぞ卦O(shè)定補(bǔ)償雖。#2241為0時(shí)，正負(fù)兩方向均以#2216的設(shè)定值進(jìn)行補(bǔ)償；不同方向的突起雖存在差異時(shí)，使用丟步補(bǔ)償2進(jìn)行調(diào)整。只進(jìn)行單方向補(bǔ)償時(shí)，禁止補(bǔ)償方向上的參數(shù)（#2216或#2241）設(shè)定為-1。希望在補(bǔ)償方向變更補(bǔ)償雖時(shí)設(shè)定#2241。補(bǔ)償方向的設(shè)定如圖3所示，即按NC參數(shù)中的CW/CCW設(shè)定。只需進(jìn)行單方面補(bǔ)償時(shí)，將不需補(bǔ)償，一側(cè)設(shè)定為-1。最終的調(diào)整應(yīng)在實(shí)際切削的同時(shí)進(jìn)行設(shè)定。補(bǔ)償雖不足時(shí)，按5%的增雖逐漸增大#2216或#2241。但如果設(shè)定過(guò)大，相反可能出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象。4LMC補(bǔ)償類(lèi)型3對(duì)應(yīng)丟步補(bǔ)償2無(wú)法補(bǔ)償?shù)?，因移?dòng)速度而引起機(jī)械系統(tǒng)的扭