FANUC高速高精加工的参数调整Word格式.docx
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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。
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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)
No2020
No1874
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
No2017
No2021
No1959,#7
No1875
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
No2113
No2177
No1706
No2620
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)
⑷精细加/减速增益功能
No2007#6
No2209#2
No2109
No1951#6
No1749#2
No1702
1(使精细加/减速生效)
1(线性精细加/减速)
16(精细加/减速时间常数)
⑸预读前馈
No2005#1
No2092
No2069
No1883#1
No1985
No1962
1(使前馈功能生效)
9700-9900(前馈系数)
近似100(速度环前馈系数)
⑹位置增益
No1825
8000-10000(初始设定约5000)
⑺伺服HRV3控制
No2013#0
No2202#1
No2334
No2335
No1707#0
No1742#1
No2747
No2748
150
100%-400%(只在高速HRV电流控制方式的切削进给时有效)
表3.4.1中最后一拦中有标记○的设定项,其值在切削进给和快速移动时可设定不同值。
(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250μs的电机时,设定应按以下修改:
No2004(16i),No1809(15i)设00000011(250μs电流周期)
No2040(16i),No1852(15i)设(标准值)×
0.8
No2041(16i),No1853(15i)设(标准值)×
1.6
⑷详细调整
①电流环周期和电流环增益的设定
根据上述表3.4.1中“⑴伺服HRV2控制”的设定容,设定电流控制环的的参数。
对于使用同一个DSP的两个轴要设相同的周期时间。
该设定使得电流回路的处理周期为125μs,位置回路的周期为1ms。
其结果使电流回路的响应性能提高了1.6倍。
注
1用一个DSP控制的两个轴设定相同的周期时间。
2若电机停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No2040(16i)或No1852(15i)修改后的值乘以0.6。
--将No2041(16i)或No1853(15i)修改后的值乘以0.6。
--No2041(16i)或No1853(15i)=0。
②速度回路增益的设定
根据3.3.1节“增益调整步骤”的叙述调整速度环的增益。
[速度环的增益调整参数]
No2017(16i)的第7位或No1959(15i)的第7位:
设1(使速度环的比例项高速处理功能生效)
速度增益值(在伺服调整画面上的增益)调整:
以初始值150%逐渐增加增益值,目标值约为1000%
③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。
如果机械系统中有超过200Hz的强烈谐振,为了消除谐振,使用高的速度增益,消振滤波器是非常有用的。
因此,使用伺服HRV2控制时,要在“②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。
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谐振频率的测量使用伺服调整软件,具体请见“⑸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(F1000—F10000)开动机床。
●逐渐增加速度环的增益,直至进给时出现轻微振荡。
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,消除了先前出现的高频振荡。
如果高频振荡不出现,则不要使用消振滤波器。
●设定了产生轻微振荡的速度环增益后,观察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]
No2113(16i),No1706(15i)
衰减中心频率{Hz}:
设为机床的谐振频率。
No2117(16i),No2620(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)
④精细加/减速功能的设定
使用伺服HRV2控制时,可以设定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]
No2007#6(16i),No1951#6(15i):
1(使精细加/减速功能生效)
6
No2209#2(16i),No1749#2(15i):
1(线性精细加/减速)
No2109(16i),No1702(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”。
⑤前馈系数调整
前馈用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]
No2005#1(16i),No1883#1(15i):
1(使前馈功能生效)
No2092(16i),No1985(15i):
9700—9900(预读前馈系数)
No2069(16i),No1962(15i):
近似100(速度前馈系数)
⑥位置增益调整
指令的进给速度按下式计算:
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,从而使得加工的形状误差小。
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80—100[1/s]。
(大型机床或闭环控制的机床,如果反向间隙较大时,其增益值应该设得小一些。
)
快速移动机床,以最大切削速度进行加工,在加/减速时观察TCMD波形,以确定位置增益的极限。
当TCMD的波形上在10—30Hz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⑤中设定的位置前馈系数。
7
[位置增益参数的设定]
No1825(16i,15i):
5000--10000