铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整
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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
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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”。
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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
16i15i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No 2007#6
No 2209#2
No 2109
No 1951#6
No 1749#2
No 1702
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No 2005#1
No 2092
No 2069
No 1883#1
No 1985
No 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)
○
○
⑹位置增益No 1825 No 1825 8000-10000(初始设定约5000)
⑺伺服HRV3控制No 2013#0
No 2202#1
No 2334
No 2335
No 1707#0
No 1742#1
No 2747
No 2748
1
1
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”)
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