刚性攻丝调试说明.docx
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刚性攻丝调试说明
目录
目录1
刚性攻丝2
（一）概述2
（二）相关信号和参数3
（三）调试规律6
（四）几种常见现象的调试实例7
（五）实验报告8
（六）调试记录10
刚性攻丝
（一）概述
在刚性攻丝时，主轴旋转一转所对应钻孔轴的进给量必须和攻丝的螺距相等，即必须满足如下的条件：
F=PS,
P：
攻丝的螺距（mm）
F：
钻孔轴的进给量（mm/min）
S：
主轴的速度（rpm）
在攻丝循环时G74/G84，主轴的旋转和Z轴的进给量是分别控制的，主轴和进给轴的加/减速也是独立处理的，所以不能够严格地满足以上的条件，特别是攻丝到达孔的底部时，主轴和进给轴减速到停止，之后又加速反向旋转过程时，满足以上的条件将更加困难。
所以，一般情况下，刚性攻丝是通过在刀套内安装柔性弹簧补偿进给轴的进给来改善攻丝的精度的。
而刚性攻丝循环时，主轴的旋转和进给轴的进给之间总是保持同步。
也就是说，在刚性攻丝时，主轴的旋转不仅要实现速度控制，而且要实行位置的控制。
主轴的旋转和钻孔轴的进给要实现直线插补，在孔底加工时的加/减速仍要满足以下的条件以提高刚性攻丝的精度。
P=F/S
攻丝的螺距可以直接指定。
（二）相关信号和参数
2.1信号
参数号
参数意义
F001.5
TAP攻丝信号
F001.6
DTAP刚性执行中信号
G003.1
RGTAP刚性攻丝信号
Y2.7
主轴位置/速度模式
2.2系统参数
位参:
参数号
参数意义
设定值
44.2
刚性攻丝中,主轴和位置编码器的齿轮比是否可任意
0
44.5
刚性攻丝退刀时,倍率是否有效
0
45.3
刚性攻丝进刀,退刀是否使用相同的时间常数
0
45.4
刚性攻丝退刀倍率（0:
1%,1:
10%）
0
46.2
刚性攻丝时主轴控制方式（0:
跟随,1:
伺服）
1
46.6
刚性攻丝开始时,主轴是否进行准停
1
数参:
参数号
参数意义
设定值
257
攻丝循环时主轴上限速度
2000
283
刚性攻丝退刀时的倍率值
1
294
刚性攻丝时主轴的最高转速（第1档齿轮）
500
295
刚性攻丝时主轴的最高转速（第2档齿轮）
1000
296
刚性攻丝时主轴的最高转速（第3档齿轮）
2000
298
主轴与攻丝轴的直线加减速时间常数（第1档齿轮）
200
299
主轴与攻丝轴的直线加减速时间常数（第2档齿轮）
200
300
主轴与攻丝轴的直线加减速时间常数（第3档齿轮）
200
302
退刀时主轴与攻丝轴的时间常数（第1档齿轮）
200
303
退刀时主轴与攻丝轴的时间常数（第2档齿轮）
200
304
退刀时主轴与攻丝轴的时间常数（第3档齿轮）
200
320
刚性攻丝主轴的间隙量（第1档齿轮）
0
321
刚性攻丝主轴的间隙量（第2档齿轮）
0
322
刚性攻丝主轴的间隙量（第3档齿轮）
0
2.3驱动器参数
DAP03参数：
参数号
参数意义
设定值
PA5
速度比例增益
1700
PA6
速度积分时间常数
2
PA8
速度检测低通滤波器
100
PA9
位置比例增益
45
Z轴驱动相关参数：
参数号
参数意义
设定值
PA5
速度比例增益
600
PA6
速度积分时间常数
10
PA8
速度检测低通滤波器
100
PA9
位置比例增益
35
驱动相关参数功能及调整：
PA5
速度比例增益
单位：
Hz
参数范围：
10～3000
出厂值500＃
PA6
速度积分时间常数
单位：
参数范围：
1～3000
出厂值1＃
✧✧PA5设定速度环调节器的比例增益，PA6设定速度环调节器的积分时间常数。
✧✧PA5设置值越大，增益越高，刚度越大，加减速时速度超调量越小，设置值过大易使电机振荡。
✧✧PA6设置值越大，积分速度越快，刚度越大，设置值取得合适会减小稳态误差。
✧✧PA5、PA6根据具体的伺服电机型号和负载情况确定。
一般情况下，负载惯量越大，设定值都应减小。
在系统不产生振荡的条件下，两参数值尽量设定的较大。
值都应减小。
在系统不产生振荡的条件下，两参数值尽量设定的较大。
PA8
速度检测低通滤波器
单位：
参数范围：
50～1000
出厂值100＃
✧✧数值越小，截止频率越低，滤波效果越明显，电机产生的噪音越小。
数值过小，造成响应变慢，速度波动增大，还可能会引起振荡，电机抖动厉害。
✧✧数值越大，截止频率越高，速度反馈响应越快。
如果需要较高的速度响应，可以适当增加设定值。
✧✧如果负载惯量很大，可以适当减小设定值。
PA9
位置比例增益
单位：
1/s
参数范围：
1～1000
出厂值40＃
✧✧设定位置环调节器的比例增益，在定位中也用到。
✧✧设置值越大，增益越高，刚度越大，相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量越小。
但数值太大可能会引起振荡或超调。
✧✧在相同条件下，数值太大在定位过程中电机会抖动或定位失败。
该值的设定应根据具体的伺服单元型号和负载情况确定。
（三）调试规律
先调整主轴DAP03速度比例增益值（1700）和Z轴驱动速度比例增益参数（600），然后开始攻丝，攻出的孔如果塞轨的通轨端拧不到底或要用很大力才可以拧到底，则说明攻丝时力太小（速度环偏软），主要调大Z轴速度比例增益参数，也可辅助调高DAP03的速度比例增益参数，一直到塞轨的通轨端能拧下去为止。
调整完成后可进行试攻丝，一般会出现孔整体偏大、上紧下松、上松下紧等现象。
根据多次上机床调试总结，都可以通过调整主轴驱动器DAP039号位置比例增益参数和Z轴DA01B9号位置比例增益参数解决。
通过实验总结，调整主轴驱动器DAP039号位置比例增益参数对孔的间隙有很大的影响，Z轴9号位置比例增益参数影响较小。
所以，在调试过程中需以主轴DAP039号参数为主，Z轴9号参数为辅，通过试攻丝，找到主轴驱动器DAP03与Z轴驱动匹配的位置比例增益，使攻丝轴与主轴同步。
一般在Z轴9号位置比例增益参数不变的情况下，调大主轴DAP039号位置比例增益参数刚孔的间隙变大，孔变松，但同时应注意在调高主轴DAP039号位置比例增益时，在相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量变小，对孔的间隙又有减小作用。
反之，调小主轴DAP039号位置比例增益参数刚孔的间隙变小，孔变紧。
但同时在调低主轴DAP039号位置比例增益时，在相同频率指令脉冲条件下，位置滞后量变大，对孔的间隙又有增大作用。
综上所述，可根据试攻丝，通过调整主轴DAP035号速度比例增益值和9号位置比例增益参数，Z轴驱动5号速度比例增益参数和9号位置比例增益参数，
使攻丝轴与主轴同步，达到最佳效果。
（四）几种常见现象的调试实例
4.1孔底部拧不进
此类现象一般是由于攻丝时力太小（速度环偏软），主要调大Z轴速度比例增益参数，也可辅助调高DAP03的速度比例增益参数，一直到塞轨的通轨端能拧下去为止。
参数调整记录见表1。
表1:
Z轴驱动DA01B
主轴DAP03
备注
PA5
PA6
PA8
PA9
PA5
PA6
PA8
PA9
初始
600
10
100
35
1700
2
100
45
孔底拧不进去
调整1
260
10
100
38
1400
2
100
28
比上次多攻进几个牙
调整2
430
10
100
38
1800
2
100
28
比上次多攻进几个牙
调整3
600
10
100
38
1800
2
100
28
符合标准
4.2断丝锥与乱牙
实例1：
主轴驱动器DAP039号位置比例增益参数设置值过大（120），主轴刚性太强，反转的时候会出现很大的振动，很容易断丝锥。
后经过调整9号位置比例增益参数（60），并辅助调大Z轴9号位置比例增益参数解决此问题。
实例2：
主轴驱动器DAP039号位置比例增益参数设置值过小（32），并与Z轴DA01B9号位置比例增益参数设置值（35）不匹配，使攻丝轴与主轴不同步，出现断丝锥现象。
同时经过塞规测试，孔顶部很紧，通规不能拧到孔底，出现乱牙现象。
参数设置见表2。
表2：
主轴DAP03
Z轴驱动DA01B
备注
PA5
PA6
PA8
PA9
PA5
PA6
PA8
PA9
1700
2
100
32
600
10
100
35
丝锥断，有乱牙现象
综上所述，出现断丝锥现象时一般也伴有孔乱牙现象。
此现象的主要原因如下：
1.主轴驱动器DAP03位置比例增益参数与Z轴DA01B9号位置比例增益参数不匹配，使攻丝轴与主轴不同步。
2.主轴驱动器DAP03位置比例增益参数设置值过大或过小。
4.3孔顶部松，底部紧
Z轴速度环增益小了，Z轴在同一速度下，孔底受力比孔顶受力大，速度响应变慢。
可通过调大Z轴驱动5号速度比例增益参数解决此问题。
4.4孔顶部紧，底部松
Z轴速度增益过大，孔底受力大就会引起速度振动。
可通过调小Z轴驱动5号速度比例增益参数解决此问题。
（五）实验报告
实验1:
实验人：
魏勇陈松圣
工件材料：
铝块
止规：
m121通规：
m121
丝锥：
m121长度：
30mm
孔深：
40mm攻深：
20mm重复次数：
5次
实验结果：
F600通规通，止规不通。
效果最好，间隙最小。
F800通规通，止规不通。
效果最好，间隙最小。
F1000通规通，止规不通。
效果较好，间隙较小。
F1200通规通，止规不通。
效果一般，间隙相对大一点。
实验2:
实验人：
魏勇陈松圣
工件材料：
铝块
止规：
m40.7通规：
m40.7丝锥：
m40.7
孔深：
20mm攻深：
15mm重复次数：
1次
实验结果：
F350S500通规通，止规不通。
通规可轻松拧到孔底，间隙很小，符合各项技术指标。
（六）调试记录
表3
主轴DAP03
Z轴驱动DA01B
备注
PA5
PA6
PA8
PA9
PA5
PA6
PA8
PA9
1次
1700
2
100
45
600
10
100
35
孔略松，有间隙
2次
1700
2
100
32
600
10
100
35
因为主轴刚性与Z轴不同步，丝锥，有乱牙，孔顶部很紧，拧不到底
3次
1700
2
100
40
600
10
100
30
同第1次
4次
1700
2
100
45
600
10
100
40
同第1次
5次
1700
2
100
45
600
10
100
45
孔略紧，间隙变小
6次
1700
2
100
45
600
10
100
50
同5次，孔底更紧
7次
1700
2
100
50
600
10
100
50
效果较佳，符合技术指标
8次
1700
2
100
55
600
10
100
50
同7次
9次
1700
2
100
60
600
10
100
50
孔变浅，上松下紧
10次
1700
2
100
65
600
10
100
50
孔整体变松，孔深度加长
11次
1700
2
100
70
600
10
100
50
比10次略松
12次
1700
2
100
50
600
10
100
45
比7次紧一点，孔变浅
13次
1700
2
100
50
600
10
100
40
同12次
14次
1700
2
100
50
600
10
100
35
同12次
15次
1700
2
100
50
600
10
100
30
孔底已乱牙，通轨只能进去很浅
松紧变化很小
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