反向间隙加速功能调整方法

反向间隙加速功能调整

技术部技术支持课：徐少华、郭柯一、反向间隙加速功能的原理

在机床进给轴的传动过程中，由于反向间隙、摩擦等因素，造成电机在反向运转时产生滞后，电机的反转滞后造成加工的延时，此时，在加工圆弧象限过渡处将会留下象限凸起的条纹。

反向间隙加速功能的原理为：将人为设定的反向间隙加速补偿量补偿至速度环积分环节的VCMD，用以改善电机由于传动环节的影响造成的滞后，降低在反转时的位置误差。其原

理如下：

2071反向间隙

加速时间

2048反向间隙加速量

在分析机床进给轴反向运转产

生滞后的原因中，一方面，电机本

身摩擦引起的反转延时，另一方面，机床本身的传动摩擦引起的反转延时，为了更好的补偿上面两个因素导致的反转延时，二段反向间隙加速功能分别予以针对补偿。

第一段：补偿电机的反转摩擦扭距

二段反向间隙加速功能

第二段：补偿机床的摩擦扭距

说明：

实际机床调试时，是否使用二段反向间隙加速功能有以下几个注意点：

1、如果使用一段加速功能，且一段加速量设定很大值仍无补偿效果，尝试使用二段反向

间隙加速功能。

2、线轨机床导轨传动使用滑块结构，和轨道的接触面小，机床本身的传动摩擦小，往往

使用一段加速功能即可实现反向滞后的补偿。

3、硬轨(方轨)机床的导轨传动使用贴塑面整体接触，和导轨的接触面大，传动摩擦相应

的就会变大，在导轨掺刮不均匀的情况下，使用一段反向间隙补偿功能，往往达不到效果，此时，可以尝试使用2段反向间隙补偿功能。

二、一段反向间隙加速功能的调整

1、将机床进给轴的位置环和速度环增益调整至合理值

如果在进给轴的增益没有进行合理的调整之前，进行进给轴反向运转延时滞后调整，此时，反向间隙减速功能并不能很容易的补偿反转滞后，提高伺服轴的位置环和速度环增益，本身就是在提高伺服的响应和刚性，进而补偿反转滞后的延时影响。

故：在进行反向间隙加速补偿功能之前，务必将位置环和速度环调整至较高的稳定值，在此基础上再进行其他功能的补偿，将会很容易进行补偿。

如下图：图一为VG=150时测定的圆，图二为VG=300时测定的圆。

图一

图二

2、一段反向间隙补偿的参数

参数号

16i/18i/21i/0i 设定

值

说明

18511反向间隙补偿值，圆弧调试设定为1，调试完成后，恢复为实际值

2003#5 1反向间隙加速功能，设定为1时，开通该功能

2006#0 0反向间隙补偿功能是否有效，通常设定为0。

2009#7 1反向加速停止功能，通常设定为1

2009#6 1反向间隙加工功能仅切削有效(前馈)

2223#7 1反向间隙加工功能仅切削有效(G01)

2015#6 0二段反向间隙加速功能不使用

2082 5停止距离设定(如果检测单位为微米，设定为50)

2048 50一段反向间隙加速量

207120一段反向间隙加速有效时间

在进行调试时，根据实际凸起量，进行加速量(NO2048)和加速时间(NO2071)的配合调整，直至凸起消除。

图三

图四

3、进行不同方向的补偿

理论上，电机在从＋ → －和从－ → ＋，其反向延时滞后的量应该是一致的，但由于机械安装以及导轨摩擦等外界因素的影响，在实际测试圆弧时，可能会出现不一致

的情形，如下图五

图 五

从上图可以看出，X 轴在两个方向反转延时滞后，在相同补偿值下，其效果不一样，此时需要根据不同方向分别进行补偿。

X － → ＋ － ← ＋X

Y

＋

→

∣

＋ ←

∣Y

NO2048 NO2094

4、重力轴的特殊注意

通常的机械设计，重力轴都为配重铁块或氮气平衡气缸平衡主轴，但是如果配重铁块和主轴侧重量差异过大，则需要进行重力轴的扭距补偿。如下图六：

图六

进行扭距补偿的结果：需要保证Z轴上下反转时凸起量一致。在保证了上下两个方向凸起量一致的基础上，再使用一段反向间隙加速功能进行细致调整。

注：NO2087的设定值可设定正值（配重过轻）、负值（配重过重）。

NO2087

5、不同速度的补偿设定

伺服轴在不同速度下运行，反向滞后延时量也将不同，故：以不同速度下加工圆

弧时，其象限的凸起量将不一致。

理论上推测，象限补偿量和进给速度是线性关系，如下：

加速量

进给速度

建立加工速度范围内的线性关系的步骤：

1）在速度范围内选择最小速度进行测试，一边观察象限凸起，一边设定最佳反向间隙加速量，将设定值设定在NO2048中

2）选择在最大和最小速度之间的值，一边测试，一边增大倍率值(对应参数NO2114)，直至补偿量消除凸起。

3）将速度设定最大进行测试，观察圆弧凸起，设定对于最大速度凸起量的补偿值，将该值设定至NO2338中。

说明：

通常情况，考虑加工工艺，如：主轴转速、刀具磨损等因素，模具加工的速度一般在F3000/M 以下，故：简单的测试，可以以某一固定速度(通常F2000)进行反向间隙的补偿，无需上述细致的补偿。

当存在不同反向间隙补偿时，其对应的不同速度下的补偿参数如下：

三、二段反向间隙加速功能的调整

如果在一段反向间隙加速功能补偿值设定很大的情况下(如：NO2048：600，NO2071：80左右)，对于加工圆弧的象限凸起仍没有明显作用时，需要尝试使用二段反向间隙加速功能。

二段反向间隙加速功能，对于造成电机反向滞后的原因分别予以补偿，尤其针对机床本身的传动摩擦力。

二段反向间隙加速功能是在一段反向间隙加速功能之后发生作用的，他们之间的作用时机和配合关系如下：

N02039

N02167

N02082

N02089

涉及二段反向间隙加速功能的几个主要参数标注于上图中。

说明：

1、NO2082参数设定为二段反向间隙加速功能的开始位置，实际亦为一段反向间隙加速

功能的停止位置。

2、二段反向间隙加速开始位置NO2082和终点位置NO2089需要注意如下关系：

1)NO2089设定为0时，NO2082设定为正值，则：终点位置在起点的二倍处

如果NO2082设定值为负，则终点位置在起点的三倍处。

2)NO2089设定为非0值时，则终点位置为：NO2082×NO2089/10。

3、实际调整时，需要注意固定一端，即：在修改开始位置时，需要保持结束位置保持

不变，观察测试加工的效果；修改结束位置时，需要保持开始位置不变，观察测试

加工的效果。

4、需要使用二段反向间隙加速功能时，往往一段反向间隙加速补偿量设定很小。如果

设定过大，则：电机在一反转时即出现过切现象。

二段反向间隙加速功能的调整步骤如下：