FANUC高速高精加工的參數(shù)調(diào)整

1、銃床、加工中心高速、高精加工的參數(shù)調(diào)整（北京發(fā)那科機(jī)電有限公司王玉琪）?使用銃床或加工中心機(jī)床加工高精度零件 （如模具） 時(shí)， 應(yīng)根據(jù)實(shí)際機(jī)床的機(jī)械性能 對(duì)CNC系統(tǒng) （包括伺服）進(jìn)行調(diào)整。在FANUC的AC電機(jī)的參數(shù)說(shuō)明書中敘述了一般調(diào) 整方法。本文是參數(shù)說(shuō)明書中相關(guān)部分的翻譯稿，最后的“補(bǔ)充說(shuō)明”敘述了一些實(shí)際調(diào) 試經(jīng)驗(yàn)和注意事項(xiàng)，僅供大家參考。對(duì)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(wú)G08和G05功能，故車床 加工精度（如車螺紋等）不佳時(shí)，只能調(diào)整HRV參數(shù)和伺服參數(shù)。Cs控制時(shí)還可調(diào)整主軸 的控制參數(shù)。目錄使用ai電機(jī)伺服HRV控制的調(diào)整步驟 概述i系列CNC（ 15i/

2、16i/18i）的伺服因?yàn)槭褂昧薍RV2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。EmptOMicril of riighpt?ed servo DSP4ZL Current loop悒spcd&e：improvaFneniHi-jher vriociry心口加CuttinQ figure improv rmcntHflh-apiwi poatlfXiingSimpiid tervo adjust rnnl圖 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(jī)床 的加工形

3、狀誤差，提高定位速度。由于這一效果，使得伺服調(diào)整簡(jiǎn)化。HRV2控制可以改善整個(gè)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(jìn)行高精度的機(jī)械加工。若伺服HRV空制與CNC的預(yù)讀(Look-ahead)控制，AI輪廓控制，AI納米輪廓控制和 高精度輪廓控制相結(jié)合，會(huì)大大改善加工性能。關(guān)于這方面的詳細(xì)敘述，請(qǐng)見(jiàn)節(jié)“高速、高精加工的伺服參數(shù)調(diào)整”。圖伺服HRV空制的效果實(shí)例適用的伺服軟件系列號(hào)及版本號(hào)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)。3調(diào)整步驟概況HRV2和HRV3空制的調(diào)整與設(shè)定大致用以下步驟

4、：1設(shè)定電流回路的周期和電流回路的增益（圖中的*1）電流回路的周期從以前的250口s降為125口s。電流響應(yīng)的改善是伺服性能改善的基礎(chǔ)。2速度回路增益的設(shè)定（圖中的*2）進(jìn)行速度回路增益的調(diào)整時(shí)，對(duì)于速度回路的高速部分，應(yīng)該使用速度環(huán)比例項(xiàng)的高 速處理功能。電流環(huán)控制周期時(shí)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(jī)械的諧 振，這樣可提高速度回路的振蕩極限。3消振濾波器的調(diào)整（圖中的*3）機(jī)床可在某個(gè)頻率下產(chǎn)生諧振。此時(shí)，用消振濾波器消除某一頻率下的振蕩是非常有 效的。4精細(xì)加/減速的設(shè)定（圖中的*4）當(dāng)伺服系統(tǒng)的響應(yīng)較高時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)加工的形狀誤差取決于CNC指令的擾動(dòng)周期的現(xiàn)象

5、。這種現(xiàn)象可用精細(xì)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(gè)伺服系統(tǒng)的性能。5前饋系數(shù)的調(diào)整（圖中的*5）使用預(yù)讀功能的前饋， 可以消除伺服的時(shí)滯， 從而可減小加工的形狀誤差。 一般， 前 饋系數(shù)為97%99%6位置增益的調(diào)整（圖中的*6）當(dāng)提高了速度回路的響應(yīng)時(shí)，可以設(shè)定較高的位置增益。較高的位置增益可減小加工7設(shè)定和調(diào)整HRV3空制（圖中的*7）若要求進(jìn)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。表 使用HRV2 3時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)伺服參數(shù)（剛性高的加工中心機(jī)床）功能標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)16i15i設(shè)定值切削/快 移可切 換 伺服 HRV2 空制No 2020No 1874設(shè)定

6、電流周期為 125 卩（*4）s 的電機(jī)型號(hào)No1959,#7No 18751（使該功能生效）速度環(huán)比例項(xiàng) 高速處理功能No 2017No 2021近似 1500-2000（伺服調(diào)整畫面速度增O益:700%-900%）振蕩的中心頻率No 2113No 1706 消振濾波器No 2177No 262030 （用于祛除200Hz或 更咼頻率的諧振，設(shè)定 較高的速度環(huán)增益）No 2007#6 No1951#61（使精細(xì)加/減速生效）?精細(xì)加/減速增 益功能No 2209#2 No1749#21（線性精細(xì)加/減速）No 2109No 170216（精細(xì)加/減速時(shí)間常數(shù)）ONo 2005#1 No188

7、3#11（使前饋功能生效） 預(yù)讀前饋No 2092No 19859700-9900（前饋系數(shù)）ONo 2069No 1962近似 100（速度環(huán)前饋 系數(shù)）O 位置增益No 1825No 18258000-10000(初始設(shè)定 約5000)frami phaNCFnaPDsit)an+High-vibralicnSflfwt HRV2 3acceleraLjaci3小【切pedWccxitr&i 1J L訂-K?weJoeit/上俺rf岔igpE)Gmn manti圖伺服HRV控制的調(diào)整 伺服 HRV3 空制 No 2013#0 No1707#0 1F列 4(anward：-5pNo

8、2202#1No 2334No 2335No1742#1No 2747No 27481150100%-400%只在高速HRV 電流控制方式的切削進(jìn)給時(shí)有效)表中最后一攔中有標(biāo)記O的設(shè)定項(xiàng)，其值在切削進(jìn)給和快速移動(dòng)時(shí)可設(shè)定不同值。(見(jiàn)節(jié) “切削進(jìn)給/快速移動(dòng)的切換功能”)4(*1)當(dāng)只使用電流周期250口s的電機(jī)時(shí)，設(shè)定應(yīng)按以下修改：No 2004(16i),No 1809(15i)設(shè)00000011(250口s電流周期)No 2040(16i),No 1852(15i)設(shè)(標(biāo)準(zhǔn)值)XNo 2041(16i),No 1853(15i)設(shè)(標(biāo)準(zhǔn)值)X詳細(xì)調(diào)整1電流環(huán)周期和電流環(huán)增益的設(shè)定根據(jù)上述表

9、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(duì)于使 用同一個(gè)DSP的兩個(gè)軸要設(shè)相同的周期時(shí)間。該設(shè)定使得電流回路的處理周期為125口s，位置回路的周期為1ms其結(jié)果使電流回路的響應(yīng)性能提高了倍。注1 用一個(gè) DSP 控制的兩個(gè)軸設(shè)定相同的周期時(shí)間。2 若電機(jī)停止時(shí)的聲響比比工作時(shí)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。-將 No 2041 (16i )或 No 1853 (15i )修改后的值乘以。-No 2041(16i)或No 1853(15i)= 0。2速度回路增益的設(shè)定根據(jù)節(jié)“增益調(diào)整步驟”的敘

10、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(xiàng)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(biāo)值約為1000%3消振濾波器的調(diào)整如圖所示，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(jī)械系 統(tǒng)中有超過(guò)200Hz的強(qiáng)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空制時(shí)，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。諧振頻率的測(cè)量使用伺服調(diào)整軟

11、件，具體請(qǐng)見(jiàn)“用伺服調(diào)整軟件測(cè)量諧振頻率的方法”。圖消振濾波器（調(diào)整步驟）以低速（F1000F10000）開動(dòng)機(jī)床。逐漸增加速度環(huán)的增益，直至進(jìn)給時(shí)出現(xiàn)輕微振蕩。此時(shí)若設(shè)定大的速度環(huán)增益， 機(jī)床有頻率為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TCM D測(cè)量頻率。在下述的參數(shù)中設(shè)定測(cè)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(jī)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(shí)設(shè)40）圖消

12、振濾波器的效果（轉(zhuǎn)矩指令波形）4精細(xì)加/減速功能的設(shè)定使用伺服HRV2控制時(shí)，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(shí)，會(huì)產(chǎn)生與擾動(dòng)周期相關(guān)的振蕩。為了避免這種振蕩，可以使用精細(xì)加/減速功能。但要確保精細(xì)加/減速的時(shí)間常數(shù)為8的倍數(shù)。精細(xì)加/減速的參數(shù)設(shè)定No 2007#6（16i），No 1951#6（15i）：1（使精細(xì)加/減速功能生效）6No 2209#2（16i），No 1749#2（15i）：1（線性精細(xì)加/減速）No 2109（16i），No 1702（15i）:16（精細(xì)加/減速的時(shí)間常數(shù)）（*1）對(duì)于切削進(jìn)給和快速移動(dòng)的精細(xì)加/減速可切換的參數(shù)，請(qǐng)

13、見(jiàn)節(jié)“切削進(jìn)給/快速移動(dòng)的切換功能”。5前饋系數(shù)調(diào)整前饋用于補(bǔ)償伺服位置回路的時(shí)滯，而速度前饋用于補(bǔ)償速度回路的時(shí)滯。當(dāng)用加工R10/F4000或4Before a vibrationR100/F10000的圓弧檢查加工半徑誤差時(shí)，在加工中調(diào)整前饋系數(shù)使實(shí)際加工軌跡與指令的軌跡盡量一致。調(diào)整時(shí)，設(shè)定速度前饋系數(shù)為100。詳細(xì)調(diào)整請(qǐng)見(jiàn)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

14、）:近似100（速度前饋系數(shù)）6位置增益調(diào)整指令的進(jìn)給速度按下式計(jì)算：指令速度 =（位置增益）x（位置偏差）+ （前饋量）因此，若指令值和實(shí)際移動(dòng)位置有偏差，增益大時(shí)會(huì)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(shí)，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(duì)于中型加工中心機(jī)床，增益值可設(shè)80100 1/s。（大型機(jī)床或閉環(huán)控制的機(jī)床，如果反向間隙較大時(shí)，其增益值應(yīng)該設(shè)得小一些。）快速移動(dòng)機(jī)床，以最大切削速度進(jìn)行加工，在加/減速時(shí)觀察TCM或形，以確定位置增益的極限。當(dāng)TCMD勺波形上在1030Hz期間出現(xiàn)急劇上升時(shí)，即為位置增益極限。然 后，在極限值參數(shù)中設(shè)

15、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） :5000-100007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(jìn)給/快速移動(dòng)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(jìn)給時(shí)的速度環(huán)增益。 其值設(shè)定為 出現(xiàn)振蕩時(shí)的。伺服HRV3控制

16、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)增益比率)使用伺服調(diào)整軟件測(cè)量機(jī)床諧振頻率的方法使用下述方法測(cè)量機(jī)床的諧振。伺服軟件應(yīng)該用1998年8月的或其后的版本。1使用伺服調(diào)整軟件(SD的準(zhǔn)備。在調(diào)整2中設(shè)定測(cè)量數(shù)據(jù)的型式。(用模擬/數(shù)字一體的伺服檢查板時(shí)設(shè)6作為數(shù)據(jù)位 數(shù)。用數(shù)字檢查板時(shí)，將DIP開關(guān)設(shè)到12(奇數(shù)軸)或13(偶數(shù)軸)。2設(shè)定No 2206#7(16i)，No 1746#7(15i)為1。兩個(gè)伺服軸用同一個(gè)DSP控制時(shí) 設(shè)定這一位。3在這種狀態(tài)，在每一電流環(huán)控制周期輸出TCMDS形。4在SD的F9畫面上各通道的設(shè)定，

17、選擇TCMDM量。對(duì)于電流的設(shè)定，設(shè)為放大器的 最大電流值。85在這一狀態(tài)下，使電機(jī)加/減速，在伺服的波形圖上檢查加/減速的正確輸出。6用SD,設(shè)定數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)，實(shí)現(xiàn)秒的數(shù)據(jù)采集.對(duì)于HRV1: 400個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)于HRV2: 800個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)對(duì)于HRV3: 1600個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)7轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)，記下產(chǎn)生異常聲響時(shí)的數(shù)據(jù)。8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(xiàng)上設(shè)定適當(dāng)值，以便清楚地觀察TCMD波形上的振蕩。9此時(shí)，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。10完成調(diào)整后

18、，將No 2206#7（16i），No 1746#7（15i）復(fù)位為0。圖諧振頻率例實(shí)現(xiàn)高速、高精度加工的伺服參數(shù)的調(diào)整 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(jìn)給速度差值CNC進(jìn)行加/減速時(shí)確定伺服參數(shù)的步驟。（2）標(biāo)準(zhǔn)設(shè)定開始實(shí)際調(diào)整之前，先設(shè)定表的默認(rèn)參數(shù)。不用插補(bǔ)后的直線加/減速，而使用精細(xì)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(xì)加/減速。 在批量傳送程序數(shù)據(jù)（如使用RISC）時(shí)，要設(shè)定插補(bǔ)后的加/減速參數(shù)。表高速/高精度加工的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)Senw i6r$taridrq settingVelOcrtf OOP RMEM1Foci)

19、forward亡FD粧200S611SS3B1Velocrty feediback acquisition 12Q0GS41SB4EMLookBhead fel-fQrwari209219fl&390CVc-iody找eftifi沖izoesisez50VcJQQiy loop trope恨佃nign- SpMdpcooessng Tuntbcrn 1)2Q17 BT1959 07IFine acce crawon/dece erion unaber凸2007 eisatM1Linear-ivpo ftn-e22VS82170 BZtF咖口ecuerati&r(mu?-3|2

20、他170212Qu ge macn*ies2Afor med rrvL2.ed machinies orsms3I mach ines*1使用該功能時(shí)，可能出現(xiàn)高頻振蕩，取決于機(jī)械的諧振點(diǎn)。在這種情況下，不要使 用這一功能。若高頻振蕩出現(xiàn)在高增益下，可使用轉(zhuǎn)矩指令濾波器。*2不使用精細(xì)加/減速，而使用CNC的插補(bǔ)后直線加/減速。在批量傳送程序數(shù)據(jù)時(shí)， 不要使用精細(xì)加/減速，而使用CNC軟件的插補(bǔ)后直線加/減速。*3對(duì)于快速移動(dòng)，用帶前饋的精細(xì)加/減速實(shí)現(xiàn)高速定位，需要的時(shí)間常數(shù)約為4064ms此時(shí)，可使用精細(xì)加/減速的切削進(jìn)給/快速移動(dòng)切換功能。10(3)速度增益的調(diào)整按節(jié)“增益調(diào)整步驟”調(diào)整

21、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(jìn)給加工時(shí)，只要不出現(xiàn)振蕩，高的速度環(huán)增益會(huì)改善表面精度和加工形狀精 度。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(xiàng)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。前饋系數(shù)的調(diào)整（加工圓弧R10/進(jìn)給F4000）調(diào)整目的在通常無(wú)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）x（位置環(huán)增益）。這就是說(shuō)， 只有在機(jī)床的指令位置和實(shí)際位置有誤

22、差時(shí)機(jī)床才能移動(dòng)。 例如， 當(dāng)位置 增益為30 1/s,進(jìn)給速度為10 m/min時(shí)，其位置偏差為mm。對(duì)于直線插補(bǔ)，位置偏差 不會(huì)造成零件的形狀誤差。但在加工圓弧或拐角時(shí)，就會(huì)造成大的形狀誤差。消除位置偏差的有用功能是位置前饋。前饋功能是將CNC勺位置指令變?yōu)橛醒a(bǔ)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(jī)床出現(xiàn)沖擊。為避免這一情況，必須同時(shí)使用插補(bǔ)前的加/減速功能。11值的調(diào)整方法理論上，前饋系數(shù)100%寸的位置偏差為0,消除了形狀誤差。但是，實(shí)際上，有速度 環(huán)的響應(yīng)時(shí)滯。所以，稍小于100%勺值可加工出

23、指令的形狀。通常，最佳值為95%-99%（設(shè)9500-9900）。默認(rèn)值為9800。首先在加工圓弧時(shí)進(jìn)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(shí)際調(diào)整編制加工圓（R10/F4000）的下列程序，用調(diào)試軟件RD測(cè)量加工時(shí)的刀具運(yùn)動(dòng)軌跡。程序中的G08P1和P08P0是16系統(tǒng)的起動(dòng)和結(jié)束預(yù)讀控制的G代碼。實(shí)際加工使用的方式，可在表中選擇G91：G08P1;G17GO2I-1O.FODO.：I-W.;卜 m：G0&PD;G04X3；M99：表預(yù)讀控制方式的起動(dòng)與結(jié)束代碼StartndIfi,21 + Look-thMdcontrolG06P1G04POFS16 * H

24、igh-fsrecuian contaur coalralFS15Fine HPCCGO5F10000G0&PCFS16 + Al coniour control F 閃& + Al rtantbcontourcorm F515B * Loohahead cools 1FS2V 1-Al took*aheBtjDOTVolG05G05 10012在圖中，前饋系數(shù)不足，造成了徑向誤差約5口m（減?。?。而且速度增益低，造成形狀變形且有過(guò)象限突起。調(diào)整前饋系數(shù)后，如圖所示，徑向誤差可減小接近于0。上圖中，使用的速度環(huán)增益低。若使用高增益，如圖，變形和過(guò)象限的突起將減小。將速圖前饋調(diào)整

25、速度增益：100%速度增益：100%預(yù)讀前饋系數(shù)：95%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線性）預(yù)讀前饋系數(shù)：98%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線性）度增益增加到極限值的70%-80%，微調(diào)前饋系數(shù)，且使用過(guò)象限突起補(bǔ)償功能（反向間隙 的加速功能），以減小過(guò)象限的突起，從而改善正圓度（圖）。調(diào)整步驟前饋可減小位置偏差和加工形狀誤差。若速度環(huán)對(duì)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(yùn)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(lái)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(duì)轉(zhuǎn)矩指令 進(jìn)行補(bǔ)償。在速度環(huán)（PI控制），只

26、是在指令速度與實(shí)際速度不同時(shí)（有速度偏差）才有 補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩。另外，速度前饋是根據(jù)以前指定的加速度值進(jìn)行轉(zhuǎn)矩指令的補(bǔ)償。用速度前饋可以減小由于速度環(huán)的時(shí)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(shí)際調(diào)整中，開始時(shí)的速度前饋系數(shù)用100。（速度環(huán)的前饋系數(shù)）=100X（電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量十負(fù)載慣量）/電機(jī)的轉(zhuǎn)子慣量實(shí)際調(diào)整圖速度環(huán)增益的效果圖速度環(huán)增益的效果速度環(huán)增益：200%預(yù)讀前饋系數(shù)：98%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms速度環(huán)增益：300%預(yù)讀前饋系（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）用4角有圓弧（半徑5mm的方形工件進(jìn)行速度前饋系數(shù)的調(diào)整。調(diào)整時(shí)，應(yīng)使按圓弧 半徑箝

27、制進(jìn)給速度的功能無(wú)效（該功能無(wú)效后，或如下例，要保證進(jìn)給速度等于或高于可 以指定的F4000）。G91：G08P1.G4)1X1O.F4DOO &Q2X5九GOtYOG2X-& Y 5冋5 G0TX-Z0 GO2X-5Y5.R5. GdtY20；GO5XS Y5.R5.； GO1X1O,;GW0, HMX3圖程編形狀按大寫字符P鍵，以顯示基準(zhǔn)形狀。執(zhí)行程序并測(cè)量實(shí)際運(yùn)行軌跡。于是，在同一圖上畫 出下面所示的實(shí)際軌跡和基準(zhǔn)軌跡。14圖指令軌跡和實(shí)際軌跡當(dāng)預(yù)讀前饋無(wú)效時(shí)，在圖上有幾百口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

28、難在圖形上看到。此時(shí)，使用形狀補(bǔ)償方式（輪廓方式），只是為了顯示而將誤差放大（用F3（比例變化）設(shè)定誤差的放大倍數(shù)。在圖中顯示的放大倍數(shù)設(shè)為100在圖中未指令速度前饋系數(shù)，所以，在加速度大的地方軸的運(yùn)動(dòng)就有時(shí)滯。其結(jié)果， 在直線與圓弧的相交處有過(guò)象限突起；在圓弧與直線的相交處有缺口。在圖上，只在X軸設(shè)定了速度前饋系數(shù)，X軸的響應(yīng)得到了改善?？梢钥吹?，沿X軸加速度變化大的地方加工 形狀得到了改善。15圖中指定了過(guò)大的速度前饋系數(shù)，因此，圖中的突起變?yōu)槿笨?；缺口變?yōu)橥黄稹＿@就 是說(shuō)，的確存在最佳的速度前饋系數(shù)，其值小于圖的設(shè)定值。圖表示了設(shè)定最佳值的實(shí)際 結(jié)果。圖是為了顯示目的而將誤差放大后的圖形

29、。Ctrl O)圖速度前饋系數(shù)速度環(huán)增益：200%預(yù)讀前饋系數(shù)：99%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線形）速度前饋系數(shù)：0%圖速度前饋系數(shù)速度環(huán)增益：100%預(yù)讀前饋系數(shù)：99%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線形）速度前饋系數(shù)：X100%在放大后的圖形上可以看到，機(jī)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(jìn)給速度功能的圓弧部分的進(jìn)給速度，如節(jié)中所述。圖速度前饋的調(diào)整圓弧區(qū)域的變形可以用增加速度增益值使其變?。▓D）。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(xì)調(diào)速度的

30、前饋 系數(shù)或使用按圓弧半徑箝制進(jìn)給速度功能（節(jié)中敘述）進(jìn)一步減小。16kflilf|rfTff| r.Jlj_1盯 H11IJ/ LIJiu3l*du4t圖前饋調(diào)整速度增益：100%預(yù)讀前饋系數(shù)：99%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線性）速度增益系數(shù)：X200% Y200%圖前饋調(diào)整速度增益：100%預(yù)讀前饋系數(shù)：99%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線性）速度增益系數(shù)：X120% Y180%f fwa 5f allHH.I丄ALkul 3LJX；1JL:L-2%占r/耳bJhe fthe asurerror iidispGay is!in ini mm陽(yáng)訂F-7-A9ZQ-.15- LI-5-aiA1

31、5邁17圖速度前饋的調(diào)整速度增益：300%預(yù)讀前饋系數(shù)：99%FAD時(shí)間常數(shù)：24ms（線性）速度增益系數(shù)：X120% Y180%（6）按圓弧半徑的進(jìn)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(shí)，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(jī)床的剛性低，機(jī)床可能由于加速度的變化而振動(dòng)。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(biāo)方向的指令進(jìn)給速度。加工時(shí) （預(yù)讀控制），按圓弧半徑箝制進(jìn)給速度的功能可實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)給速度的控制（減?。?。對(duì)該 功能的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以找到機(jī)床允許的垂直方向的加速度值。如下所

32、述，該值可用于 設(shè)定高精度輪廓控制（連續(xù)小程序段）中“根據(jù)加速度降低進(jìn)給速度”的參數(shù)的基準(zhǔn)。n r .JyI儀K/耳 L/I-vrn-iX7J -J 11f * .Jrr I J-r3 3-9上圖中，R是圓弧半徑，F(xiàn)是進(jìn)給速度。則垂直方向（徑向）的加速度為F2/R。按半徑箝制進(jìn)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(guò)指令值的參數(shù)。例如，指令R=5mm F=4000 mm/min作為按圓弧半徑箝制進(jìn)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(shí)，要設(shè)定同樣的加速度值作為小程序段按加速度限制進(jìn)給速度 功能

33、的參數(shù)。上例中，若切削的進(jìn)給速度為F4000（mm/min），則要求達(dá)到這一速度的時(shí)間計(jì)算如下：4000/60/889*1000 = 75 msec當(dāng)用圓弧半徑箝制進(jìn)給速度功能減小了沿圓弧的進(jìn)給速度時(shí)，加工的形狀精度就可以 得到改善。但是此時(shí)的負(fù)面效果是：要求的加工時(shí)間較長(zhǎng)。圖表示了不用圓弧半徑箝制進(jìn)給速度功能，經(jīng)（5）的調(diào)整后的切線進(jìn)給速度及處理時(shí)間。圖中的切線速度為F4000。圖表示了在拐角R5mn處用圓弧半徑箝制進(jìn)給速度功能將進(jìn)給速度降到了F3000,從該圖中可以看到，加工時(shí)間增加了200ms速度功能時(shí)圖不用圓弧半徑箝制進(jìn)給圖用圓弧半徑箝制進(jìn)給速度功能時(shí)2018調(diào)整值的設(shè)定建議經(jīng)驗(yàn)上，設(shè)

34、定下列值是適當(dāng)?shù)摹?shù)號(hào)請(qǐng)見(jiàn)響應(yīng)CNC的參數(shù)說(shuō)明書。高剛性小型機(jī)床：拐角圓弧R5時(shí)，設(shè)F4000(889mm/sec2)剛性相對(duì)高的中型和小型加工中心機(jī)床：拐角圓弧R5時(shí)，設(shè)F3000(500mm/sec2)大型機(jī)床：拐角圓弧R5時(shí)，設(shè)F2500(347mm/sec2)高剛性的大型機(jī)床：拐角圓弧R5時(shí)，設(shè)F2000(222mm/sec2)實(shí)際調(diào)整圖使用了按圓弧半徑箝制進(jìn)給速度功能后，R5和F3000時(shí)，實(shí)際調(diào)整結(jié)果示于圖。由圖看出，加工的形狀誤差，特別是在拐角處大大降低。圖用圓弧半徑速度箝制功能加工形伏誤差減小了(7)用進(jìn)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)整目的圖的程序中，在各程序

35、段的交接處各軸的進(jìn)給速度變化非常大。高速高精度的CNC系統(tǒng)，加工時(shí)CNC對(duì)編程形狀進(jìn)行預(yù)讀。若在程序段的交接處進(jìn)給速度變化，為了減小機(jī)械20沖擊和加工的形狀誤差，CNC可以降低進(jìn)給速度使其不超過(guò)用參數(shù)設(shè)定的允許值。加/減速根據(jù)插補(bǔ)前的加/減速時(shí)間常數(shù)進(jìn)行。拐角時(shí)進(jìn)給速度減小的越多， 所需的加工時(shí)間就越長(zhǎng)。 根據(jù)要求的形狀誤差，設(shè)定盡可能高的進(jìn)給速度允許值。19設(shè)定建議具體的參數(shù)號(hào)，請(qǐng)見(jiàn)相應(yīng)的CNC說(shuō)明書。高剛性的小型機(jī)床：F400相對(duì)高剛性的中型和小型加工中心：F300大型機(jī)床：F200實(shí)際調(diào)整執(zhí)行下列程序，測(cè)量刀具的實(shí)際軌跡。G9RG06P1： G01X10LF4000;jQ1Y-20,；G

36、01X-20: G01Y20.;GO 1X10;GOBPO： 504X3,;哪;計(jì)算機(jī)用XY方式（ctrl-X）繪圖。為了在圖上觀察一個(gè)軸停止時(shí)的過(guò)沖，須將該軸向 放大。圖中的拐角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向用格的分辨率顯示；Y向用格的分辨率顯示。圖中，拐角處的進(jìn)給速度設(shè)為F1000,可以看到其過(guò)沖量為10口m以上。而在圖中降低為3口m（進(jìn)給速度為F300）。若即使拐角處的進(jìn)給速度降到接近于0也不能去掉過(guò)沖，其原因可能是插補(bǔ)前的加/減速度太大。此時(shí)，須設(shè)定大的插補(bǔ)前加/減速的時(shí)間常數(shù)。（此時(shí)，加工時(shí)間就相當(dāng)長(zhǎng)。）圖繪出了使用拐角降速功能沿X和Y

37、的（拐角1）進(jìn)給速度。圖 拐角的進(jìn)給速度為F1000時(shí)，時(shí)間常數(shù)和進(jìn)給速度的關(guān)系21使用a電機(jī)上面的敘述是使用ai系列電動(dòng)機(jī)(16i-B，18 i-B，15i-B，Oi-B等)的情況。 使用a電動(dòng)機(jī)時(shí)(16i-A,18i-A,15i-A,16,18,Oi-A等)，調(diào)整方法與之基本相同，但參 數(shù)號(hào)稍有不同。此時(shí)，適用的軟件版本：90A0/E(05)及其以后的版本。使用的伺服卡：320C543 HRV 控制的參數(shù)圖 拐角的進(jìn)給速度為F1000圖拐角的進(jìn)給速度為F300before imhrpok tunaedrate mlcngthgA.UUC L Jkit.L -.uiR&Uuced c

38、opfler fedratri-1-4- 1Accl4ar. 100No, 1B&3Nr- IBS J(X)DOO11 (oirenl toop: 12 Mil iil.ird luch 0 8 iSiantjqrd vahef ”1 6/itxn-mn supf-rts! iplilfer1No即3No21 r7NLV1?0GN- 2620L-enter fretfunc-. ol vitwnl- jnX |HOTE; VitXtllM adjustEenl reqdrei raldlwlykxig bo捲Without Ihs fitst. Iwl-up HRV aontfolCi

39、ti tesome ode nt3) Veki ity kw praporilonalhlfu notionNw. 2O17.EJ7No. MlN, 1?B7No. 10751 (Ebutk lflT 1unctiQn.i鮎pf ox 16W bo 20M fSonmacfudim terve葉曲ctygah：7WWb9M簡(jiǎn)04) Fino Kocierahon/ doc血協(xié)oc lunction加2007.BoNo 2205.32Nd 2109No. 1S51. B6NTN. 17021 (Enlec Hno3G(ie*BtkM/卡丄創(chuàng)啊CllHlH1i lrn- nn- .i-.Ji.f

40、T.iiiri|-i1-kT,i：n d. IIITTconstinl is Inejir t/pe il (Flm aG(fleiatiD(YdeGete(3lion tirais J1ril.riF05? felv.srwe-j伸leed-JonwrdHo 2006 B1No 20S2ND. 2W9N 1%21(ntilrh I，i/tihrnvuind.i3700 k ?900i Alva need pf&MW femj-門畀陽(yáng)Etretl iGientiApproM 1Q0 (Vk T.ity fee4lt3TW8Mu .ifffii mrni0061 Ptjsibori gainNDN. 182；90M to t ) Set abacjl 5000 at lr 1高速高精度加工參數(shù)表高速/高精度