使用铣床或加工中心机床加工高精度零件

1、本文格式为Word版，下载可任意编辑 使用铣床或加工中心机床加工高精度零件 下面是我为大家整理的使用铣床或加工中心机床加工高精度零件,供大家参考。 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表达了一般调整方法。本文是参数说明书中相关部分的翻译稿，最终的补充说明表达了一些实际调试经验和考前须知，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操纵时还可调整主轴的操纵参数。 目录 使用

2、醝电机P 2 使用岬缁璓22 补充说明P24 1 使用醝电机3.4.1伺服HRV操纵的调整步骤 概述 i系列CNC （15i/16i/18i）的伺服由于使用了HRV2和HRV3操纵（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操纵后的效果 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外形误差，提高定位速度。 由于这一效果，使得伺服调整简化。HRV2操纵可以改善整个系统的伺服性能。伺服用HRV2调整后，可以用HRV3改善高速电流操纵，因此可进行高精度的机械加工。 若伺服HRV

3、操纵与CNC的预读（Look-ahead）操纵，AI轮廓操纵，AI纳米轮廓操纵和高精度轮廓操纵相结合，会大大改善加工性能。关于这方面的详细表达，请见3.4.3节高速、高精加工的伺服参数调整。 图 3.4.1(b) 伺服HRV操纵的效果实例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，但必需使用320C5410伺服卡）。 调整步骤概况 HRV2和HRV3操纵的调整与设定大致用以下步骤： 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250靤降为125靤。电流响应的改善是伺服性能改善的基础。 速度回

4、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，应当使用速度环比例项的高速处理功能。 电流环操纵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。 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十分有效的。 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，可能会出现加工的外形误差取决于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。 速度环使用完可能高的回路增益可以改善整个伺服系统的性

5、能。 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，从而可减小加工的外形误差。一般，前馈系数为97%99%。 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 设定和调整HRV3操纵（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操纵的调整 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 伺服HRV2

6、操纵（*1） No 2022 No 1874 设定电流周期为125靤的电机型号 速度环比例项高速处理功能 No 2022 No 2021 No 1959,#7No 1875 1(使该功能生效)近似1500-2000(伺服调整画面速度增益:700%-900%) 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200Hz或更高频率的谐振,设定较高的速度环增益) 精细加/减速增益功能 No 2022#6 No 2209#2 No 2109 No 1951#6No 1749#2No 1702 1(使精细加/减速生效)1(线性精细加/减速)16(精

7、细加/减速时间常数) 预读前馈 No 2022#1 No 2092 No 2069 No 1883#1No 1985No 1962 1(使前馈功能生 效)9700-9900(前馈系数)近似100(速度环前馈系数) 位置增益 No 1825 No 1825 8000-10000(初始设定约5000) 伺服HRV3操纵 No 2022#0 No 2202#1 No 2334 No 2335 No 1707#0No 1742#1No 2747No 2748 11150100%-400%(只在高速HRV电流操纵方式的切削进给时有效) 表3.4.1中最终一拦中有标记的设定项，其值在切削进给和快速移动时可

8、设定不同值。（见3.4.2节切削进给/快速移动的切换功能） 4 （*1）当只使用电流周期250靤的电机时，设定应按以下修改： No 2022（16i），No 1809（15i）设 00000011（250靤电流周期） No 2040（16i），No 1852（15i）设（标准值）0.8 No 2041（16i），No 1853（15i）设（标准值）1.6 详细调整 电流环周期和电流环增益的设定 根据上述表3.4.1中 伺服HRV2操纵的设定内容，设定电流操纵环的的参数。对于使用同一个DSP的两个轴要设一致的周期时间。 该设定使得电流回路的处理周期为125靤，位置回路的周期为1ms。其结果使电流

9、回路的响应性能提高了1.6倍。 注 1 用一个DSP操纵的两个轴设定一致的周期时间。 2 若电机中止时的声响比比工作时的大，按下述方法修改电流环的增益： - 将No 2040（16i）或No 1852（15i）修改后的值乘以0.6。 - 将No 2041（16i）或No 1853（15i）修改后的值乘以0.6。 - No 2041（16i）或No 1853 （15i）= 0。 速度回路增益的设定 根据3.3.1节增益调整步骤的表达调整速度环的增益。 速度环的增益调整参数 No 2022 （16i）的第7位或No 1959 （15i）的第7位： 设1（使速度环的比例项高速处理功能生效） 速度增益

10、值（在伺服调整画面上的增益）调整： 以初始值150%渐渐增加增益值，目标值约为1000% 消振滤波器的调整 如图3.4.1(d)所示，消振滤波器是消除转矩指令中的特定频率分量的衰减滤波器。假如机械系统中有超过200Hz的猛烈谐振，为了消除谐振，使用高的速度增益，消振滤 波器是十分有用的。因此，使用伺服HRV2操纵时，要在 速度回路增益的设定前调整消振滤波器。若谐振频率为200Hz或低于200Hz，不要使用消振滤波器。 5 谐振频率的测量使用伺服调整软件，具体请见 用伺服调整软件测量谐振频率的方法。 图 3.4.1(d) 消振滤波器（调整步骤） 以低速（F1000F10000）开动机床。 渐渐增

11、加速度环的增益，直至进给时出现微弱振荡。此时若设定大的速度环增益，机床有频率为200Hz以下的低频振荡，消除了从前出现的高频振荡。假如高频振荡不出现，则不要使用消振滤波器。 设定了产生微弱振荡的速度环增益后，观测TCMD，测量频率。 在下述的参数中设定测量频率： 设定消振滤波器的参数 No 2113（16i），No 1706（15i） 衰减中心频率Hz：设为机床的谐振频率。 No 2117（16i），No 2620（15i） 衰减频带：30（当中心频率为600Hz或以上时设40）。 图 3.4.1(e) 消振滤波器的效果(转矩指令波形) 精细加/减速功能的设定 使用伺服HRV2操纵时，可以设定

12、高的位置环增益和高的速度环增益。因此，当指定较大的加/减速度时，会产生与扰动周期相关的振荡。为了避免这种振荡，可以使用精细加/减速功能。但要确保精细加/减速的时间常数为8的倍数。 精细加/减速的参数设定 No 2022#6（16i），No 1951#6（15i）： 1（使精细加/减速功能生效） 6 No 2209#2（16i），No 1749#2（15i）： 1 （线性精细加/减速） No 2109（16i），No 1702（15i）： 16（精细加/减速的时间常数） （*1）对于切削进给和快速移动的精细加/减速可切换的参数，请见3.4.2节切削进给/快速移动的切换功能。 前馈系数调整 前馈用

13、于补偿伺服位置回路的时滞，而速度前馈用于补偿速度回路的时滞。当用加工R10/F4000或R100/F10000的圆弧检查加工半径误差时，在加工中调整前馈系数使实际加工轨迹与指令的轨迹尽量一致。调整时，设定速度前馈系数为100。详细调整请见3.4.3节高速/高 精加工的伺服参数调整步骤。 前馈参数的设定 No 2022#1（16i），No 1883#1（15i）： 1（使前馈功能生效） No 2092（16i），No 1985（15i）： 97009900（预读前馈系数） No 2069（16i），No 1962（15i）： 近似100（速度前馈系数） 位置增益调整 指令的进给速度按下式计算：

14、指令速度 （位置增益）（位置偏差）（前馈量） 因此，若指令值和实际移动位置有偏差，增益大时会使误差的修正作用大，从而使得加工的外形误差小。当使用伺服HRV2时，由于速度环的响应得到改善，可以设定比以前高的位置增益。对于中型加工中心机床，增益值可设80100 1/s。（大型机床或闭环操纵的机床，假如反向间隙较大时，其增益值应当设得小一些。） 快速移动机床，以最大切削速度进行加工，在加/减速时观测TCMD波形，以确定位置增益的极限。当TCMD的波形上在1030Hz期间出现急剧上升时，即为位置增益极限。然后，在极限值参数中设为其值的80%。 位置增益确定后，应重新调整上面 中设定的位置前馈系数。 7

15、 位置增益参数的设定 No 1825（16i，15i）：5000-10000 伺服HRV3的调整 需要设定以下参数： HRV3参数的设定 No 2022#0（16i），No 1707#0（15i）： 1（使HRV3功能生效） No 2202#1（16i），No 1742#1（15i）： 1（使速度环增益的切削进给/快速移动切换功能生效） No 2334（16i），No 2747（15i）： 150（高速HRV电流操纵的电流环增益倍率） 以下参数用于调整使用高速HRV电流操纵，在切削进给时的速度环增益。其值设定为出现振荡时的0.7。 伺服HRV3操纵参数的设定 No 2335（16i），No 2

16、748（15i）： 100400（高速HRV电流操纵的速度环增益比率） 使用伺服调整软件测量机床谐振频率的方法 使用下述方法测量机床的谐振。伺服软件应当用1998年8月的或其后的版本。 使用伺服调整软件（SD）的准备。 在调整2中设定测量数据的型式。 （用模拟/数字一体的伺服检查板时设6作为数据位数。用数字检查板时，将DIP开关设到12（奇数轴）或13（偶数轴）。 设定No 2206#7（16i），No 1746#7（15i）为1。两个伺服轴用同一个DSP操纵时设定这一位。 在这种状态，在每一电流环操纵周期输出TCMD波形。 在SD的F9画面上各通道的设定，选择TCMD测量。对于电流的设定，设

17、为放大器的最大电流值。 8 在这一状态下，使电机加/减速，在伺服的波形图上检查加/减速的正确输出。 用SD，设定数据点数，实现0.1秒的数据采集. 对于HRV1: 400个数据项 对于HRV2: 800个数据项 对于HRV3: 1600个数据项 转动电机，记录下来产生异常声响时的数据。 调整SD的画面，使每次只显示第一轴或其次轴，（第一轴和其次轴的波形显示或隐蔽可用键SHIFT+1和SHIFT+2操纵）。 此外，在F3菜单上的放大项上设定适当值，以便明了地观测TCMD波形上的振荡。 此时，按CTRL+F键，置于频率分析方式。在尖波下的刻度值乘以10即为谐振频率。 完成调整后，将No 2206#

18、7 （16i），No 1746#7（15i）复位为0。 图3.4.1(f) 谐振频率例93.4.3实现高速、高精度加工的伺服参数的调整 (1)概述 本节表达预读操纵，高精度轮廓操纵和AI纳米轮廓操纵及按进给速度差值CNC进行加/减速时确定伺服参数的步骤。 (2)标准设定 开始实际调整之前，先设定表3.4.3(a)的默认参数。不用插补后的直线加/减速，而使用精细加/减速。但是，在高精度轮廓操纵，AI轮廓操纵和AI纳米轮廓操纵中不使用精细加/减速。在批量传送程序数据（如使用RISC）时，要设定插补后的加/减速参数。 表3.4.3(a) 高速/高精度加工的标准参数 *1 使用该功能时，可能出现高频振荡，取决于机械的谐振点。在这种状况下，不要使用这一功能。若高频振荡出现在高增益下，可使用转矩指令滤波器。 *2 不使用精细加/减速，而使用CNC的插补后直线加/减速。