CNC高精度调试介绍.ppt

1,高速高精度控制及参数调整,三菱电机自动化（上海）有限公司 cnc技术部 庞德强,2,模具加工特征 影响模具加工表面精度的因素 影响模具加工时间的因素 高速高精度相关功能介绍 高速高精度的规格及使用 参数讲解及调整方向 高速高精度调整举例,讲解内容,3,模具加工程序的特征： 由cam软件输出（大量的）微小线段 曲线 曲面,以微小线段作成的加工曲面,工件,模具加工,加工程序,4,一般而言，主要有以下三点： 1、机床静态精度（装配精度、热变形等）； 2、机床动态精度（运动引起的机械变形等）； 3、控制系统精度（cnc控制的延迟）。,(/bsw04020) g0x0y0 g0z15. g0x25.y-4.5 z1. g1z-0.25f3000. y9.9 x28.066 y10.183 x28.79 x29.048y10.3 x30.776,控制单元,放大器&伺服电机,加工程序,加工工件,数控机床,影响模具加工表面精度的因素（1）,5,相对于机床静态精度及动态精度，一般通过良好的机械设计，或调整可以得到改善。 对于控制系统精度（cnc控制的延迟）方面，,影响模具加工表面精度的因素（2）,当加工速度较快时，由于伺服的延迟而引起指令与实际的路径偏差，导致工件形状精度不高。,指令路径,实际路径,指令路径,实际路径,拐角变圆,圆弧变小,6,由于cam输出的相邻加工的微小线段的不规则，导致相邻加工路径的速度不均。 其结果是由于伺服的延迟效应而导致表面光泽度及刀痕的出现。,影响模具加工表面精度的因素（3）,微小段差、逆行、s字,不规格的转角处,路径长度或角度的不一致,7,现在的模具加工程序基本上通过cam软件做成，其自由曲面由大量的微小线段组成。由于一般模式下的cnc系统的处理能力为 最高8.4m/min(当线段为1mm时)。 所以，即使切削速度设定很高时，也无法缩短其加工时间。,影响模具加工的时间的因素,右图的加工程序的微小线段长为大约0.25mm，因而在一般模式下的加工速度最大仅能达到2.1m/min。,8,高速高精度相关功能介绍,9,高速高精度控制,针对控制系统（伺服系统）的延迟进行补正及控制,由cnc系统根据加工形状，恰当地调整切削速度，修正相邻加工路径的速度，以改善加工精度，提高加工面光泽 相关机能构成： 1）插补前加减速（线性加减速） 2）最适转角减速 3）向量精密插补 4）前馈进给机能 5）圆弧入口/出口速度控制 6）s型滤波器控制 2. 对在自由曲面上的近似微小直线，以普通模式数倍的加工速度，进行切削，以达到加工高速化的效果。,10,功能： 在高精度控制功能中，在插补前先进行加减速控制，弥补以前传统插补后进行加减速所产生的加工路径的误差（直角转角处变成圆弧状或在圆弧切削时半径减少）。如果使用恒斜率方式的加减速控制模式，相对于恒定时间常数的加减速控制模式而言，则加减速时间可以被减少。 相关参数： #1206 g1bf（最大速度） #1207 g1btl（时间常数） #2002 clamp（切削进给速度钳住机能）,1）插补前加减速（线性加减速）,11,高精度控制模式下的 加减速曲线图,普通切削模式下的 加减速曲线图,1）插补前加减速（线性加减速）,12,a）最适转角减速控制 功能： 事先计算出转角的角度，然后用最佳速度的加减速控制来实现转角加工的高精度。进入转角时，通过与下一个单节的角度来计算出该角度的最佳通过速度（最佳转角速度），预先减速至该速度，通过转角后，再次加速至指令所规定的速度。 相关参数： #8020 (转角减速角度) #8019 (精度系数),2）最适速度控制,13,b）圆弧插补速度恒速 功能： 在圆弧插补时，即使以恒速移动，由于前进方向不断变化，因此会产生加速度。当圆弧半径相对指令速度过大时，按指令速度进行控制。当圆弧半径较小时，为使所产生加速度不超过插补前加减速的容许加速度，就要设定速度恒速。 圆弧指令在高精度控制模式时，理论上是可以在一定的半径值内，减少误差来加工的。 相关参数： #1208 rck(弧半径误差补正系数),2）最适速度控制,14,当程序中有指定许多微小线段而且每个微小线段间的夹角又特别小时，(当未使用最适转角减速控制机能时)，使用向量精密插补可以将插补处理得更加平滑。,3）向量精密插补,15,功能： 使用此功能时，由伺服系统位置回路控制所产生的固定速度误差将大幅缩减，但是前馈进给控制值设定过大时，可能导致机械振动的现象，则此时必须逐步减少设定值，以降低机械振动。 相关参数： #2010 fwd_g（g1前馈进给增益） #2068 g0fwd_g(g0前馈进给增益) 注： 若有机械振动的时候，必须降低设定值或者伺服系统必须再调整。,4）前馈进给插补,16,4）前馈进给插补,17,功能： 当切削条件是直线接圆弧或圆弧接直线的时候，在接点处可能会发生速度跳动和机械振动的情况。若想改善此情况，可以利用以下参数来调整进入圆弧或离开时的减速速度。 相关参数： #1149 cireft（圆弧减速速度切换） #1209 cirdcc(圆弧减速速度),5）圆弧入口/出口速度控制,18,当未使用转角减速时,当使用转角减速时,5）圆弧入口/出口速度控制,19,功能： 在向量精密插补的时候，各轴成分所分配的微小线段在快速变化时，使用此s型滤波器控制功能将各轴的加减速平滑化，以减少高速加工时机械所产生的震动。配合使用前馈进给控制时所造成的变动也将会被减低，以此也可减少机械振动的发生。 相关参数： #1131 fldcc(前馈滤波器） #1150 fldc0(g00前馈滤波器),6）s型滤波器控制,20,6）s型滤波器控制,21,高速高精度的规格及使用,22,高速高精度控制规格,g61.1或g08p1的切换，可由#1267/bit0的设定决定。 高速高精度的模式可通过指令值画面确认。,23,高速高精度模式种类,24,如何确认正在执行的高速高精度指令模式,在monitor功能的指令值画面的第二页可以看到正在执行的高速高精度指令模式。,高速高精度指令模式,25,第1步 机床厂调整： 伺服调整：轴参数和伺服参数。 基本参数调整：基本参数。 第2步 针对客户加工的模具进行调整：加工参数。 说明： 第1项主要是与机械的刚性、惯量比等相关，当机床出厂时已由机械特性决定好的，而第2项是与最终客户的具体加工模具形状相关的，对于不同的客户需要做不同的设定。,如何使用高精度功能,26,高速高精度控制,1）,为保证工件转角尖锐精度，采用最适转角减速,为使曲面圆滑，采用圆弧入口/出口速度控制，向量精密插补,加工方向,为保证整个工件的加工面的光泽而无伤痕，相邻的加工线的速度变化也需保持一致，采用插补前加减速（线性加减速），前馈进给机能，s型滤波器控制,27,需要机械厂做调整的参数（一）,28,需要机械厂做调整的参数（二）,29,需要针对客户模具形状做调整的参数,#8026、#8027、#8028建议设为0。,30,高速高精度参数调整举例（一）,客户在切削如右图所示的工件的中间圆弧时，表面的光洁度不好，有明显的鱼鳞状。在进行伺服调整后，整个工件表面光洁度也没有什么改善。 相关的加工数据为； 主轴转速4000rpm 进给速度f2000,31,高速高精度参数调整举例（二）,按下列调整过程对参数进行了调整：,32,高速高精度参数调整举例