铣床加工中心高速高精加工的参数调整..doc

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αi电机…………………………………………………P 2 使用α电机……………………………………………………P22 补充说明………………………………………………………P24 　 　 　 　 　 1 　 使用αi电机 3.4.1伺服HRV控制的调整步骤 ⑴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”。 ２ 图 3.4.1(b) 伺服HRV控制的效果实例 ⑵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）。 ⑶调整步骤概况 　　HRV2和HRV3控制的调整与设定大致用以下步骤： 　　①设定电流回路的周期和电流回路的增益（图3.4.3(c)中的*1 ） 　　电流回路的周期从以前的250μs降为125μs。电流响应的改善是伺服性能改善的基础。 　　②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。 　　③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。 　　④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。 　　⑤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%。 　　⑥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 　　⑦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时的标准伺服参数（刚性高的加工中心机床） 功能 标 准 参 数 　 16i 15i 设定值 切削/快移可切换 ⑴ 伺服HRV2控制（*1） No 2020 No 1874 设定电流周期为125μs的电机型号 　 ⑵ 速度环比例项高速处理功能 No 2017 No 2021 No 1959,#7 No 1875 1(使该功能生效) 近似1500-2000(伺服调整画面速度增益:700%-900%) ○ ⑶ 消振滤波器 No 2113 No 2177 No 1706 No 2620 振荡的中心频率 30(用于祛除200