FANUC数字伺服系统的调整

FANUC数字伺服系统的调整

通常情况下，数字伺服的调整应通过数控系统进行，数字伺服的调整可分为初始化与动态性能调整两部分。1．FANUC数字伺服的初始化当数控系统的伺服驱动更换，或因为更换电池等原因，使伺服参数出现错误时，必须对伺服系统进行初始化处理与重新调整。数字伺服的初始化步骤如下。(1)初始化的准备在初始化数字伺服前，应首先确认以下基本数据，以便进行初始化工作。1)数控系统的型号。2)伺服电动机的型号、规格、电动机代码。3)电动机内装的脉冲编码器的型号、规格。4)伺服系统是否使用外部位置检测器件，如使用，需要确认其规格型号。5)电动机每转对应的工作台移动距离。6)机床的检测单位。

7)数控系统的指令单位。(2)初始化的步骤数字伺服的初始化按以下步骤进行：1)使数控系统处在“紧停”状态。2)设定系统的参数写入为“允许”状态。3)操作系统，显示伺服参数画面。对于不同的系统，其操作方法有所区别，具体如下：对于FANUC 0C系统，操作步骤为：①将机床参数PRM389 bit0设定为“1”，使伺服参数页面可以在CRT上显示。

②关机，使PRM389 bit0的设定生效。③通过按系统操作面板上的“PARAM”(参数显示)键(按键可能需要数次，或直接通过系统显示的“软功能键”进行选择)，直到出现图5-18所示的页面显示。对于FANUC l5系列系统：按“SERVICE”键数次，直到出现图5-18所示的页面显示；对于FANUC l6/18/20/21系列系统，操作步骤为：①将机床参数PRM3111 bit0设定为“1”，使伺服参数页面可以在CRT上显示。②关机，使PRM3111 bit0的设定生效。

③按“SYSTEM”键，选择“系统”显示页面。④按次序依次操作“软功能键”〖SYSTEM〗→〖>〗→〖SV-PRM〗，使图5-18所示的页面显示。

图5-18 数字伺服初始化页面

4)根据系统的要求设定伺服系统的指令单位(INITIAL SET BITS的bit0)；设定初始化参数(INITIAL SET BITS的bitl)为初始化方式(见表5-17)。5)根据所使用的电动机，输入电动机代码参数“Motor ID No”。6)根据电动机的编码器输出脉冲数，设定编码器参数AMR，在通常情况下，使用串行口脉冲编码器时，AMR设定为00000000。7)根据机床的机械传动系统设计，设定指令脉冲倍乘比CMR。8)根据机床的机械传动系统设计与使用的编码器脉冲数，设定伺服系统的“电子齿轮比”参数“Feed gear”的N/M的值。9)设定电动机转向参数“DIRECTION Set”，正转时为111，反转时为-111。10)设定伺服系统的速度反馈脉冲数“Velocity Pulse No” 与位置反馈脉冲数“Position Pulse No”。在通常情况下，对于半闭环系统，可以按表5-17进行设定；当采用全闭环系统时，设定参数有所区别，可参见有关手册进行，在此从略。表5-17 速度/位置反馈脉冲数的设定表

指令单位设定INITIAL SET BITS bit 0=0 INITIAL SET BITS bit 0=1

初始化位INITIAL SET BITS bit l=0 INITIAL SET BITS bit l=1

V elocity Pulse NO 8192 819

P osition Pulse NO 12500 1250

11)根据编码器脉冲数、丝杠螺距、减速比等参数设定伺服系统的参考计数器容量“Ref counter”。12)关机，再次开机。2．FANUC数字伺服的参数调整与动态优化当数字伺服参数设定错误时，将发生数字伺服报警，这时必须调整参数。报警的内容与原因以及应调整的参数见表5-18。表5-18 数字伺服参数报警及调整上览表

报警内容报警原因应调整的参数

FANUC0C FANUC 15 FANUC16/18/20/21

POAl(观察器)溢出

POAI参数被设定

为0

8*47 1857 2047

N脉冲抑制电平溢出

N脉冲抑制参数设

定太大

8*03 1808 2003

前馈参数溢出前馈参数超过了

32767

8*68 1961 2068 位置增益溢出位置增益参数设定

太大

517 1825 1825

位置反馈脉冲数溢出

位置反馈脉冲数大

于13100

8*00 1804 2000

电动机代码不正确

电动机代码设定错

误

8*20 1874 2020

轴选择错误坐标轴设定错误269~274 1023 1023

其他报警位置反馈脉冲数≤0 8*24 1891 2024

速度反馈脉冲数≤

8*23 1876 2023

旋转方向=0 8*22 1879 2022

电子齿轮比设定

(N/M)≤0

8*84/8*85 1977/1978 2084/2085 电子齿轮比

(N/M)>1

8*84/8*85 1977/1978 2084/2085

(1)数字伺服的功能概述FANUC 数字伺服采用了部分新型的控制功能，它用于调整伺服系统的动态特性，这些功能包括：1)停止时的振荡抑制功能(N脉冲抑制功能)。N脉冲抑制功能的作用是消除停止时的振荡。由于伺服系统采用了闭环控制，当电动机不转时，当速度反馈出现很小的偏移时，经过速度环的放大，就可能引起电动机的振荡。使用N脉冲抑制功能，可能在电动机停止时，从速度环比例增益中消除速度反馈脉冲的偏移量，避免电动机停止时的振荡。2)机械谐振抑制功能。在FANUC数字伺服中，用于机械谐振抑制的功能

主要有：250µs加速反馈功能、机械速度反馈功能、观察器功能、转矩指令滤波功能、双位置反馈功能等。250µs加速反馈功能是利用电动机的速度反馈信号乘以加速反馈增益，实现对转矩的补偿，从而对速度环的振荡进行抑制的功能，它对由于弹性联轴器联结或负载惯量的原因引起的50～150Hz的振荡具有抑制作用。机械速度反馈功能可以在电动机与机床间连接刚性不足时，将机床本身的速度反馈加入速度环中，从而提高速度环的稳定性。观察器功能用于消除机械系统的高频谐振干扰，提高速度环的稳定性。在数字伺服系统中，控制系统的状态变量为速度与扰动转矩，观察器的功能是将预测的速度状态变量用于反馈。由于观察器预测的速度量中无实际速度的高频分量，因此，利用本功能可以消除速度环的高频振荡。转矩滤波器的作用是对转矩指令进行低通滤波，消除转矩指令中的高频分量，从而抑制机械系统的高频谐振。双位置反馈功能用于全闭环系统，它可以使全闭环系统获得与半闭环系统同样的稳定性。3)超调补偿功能。超调补偿功能是通过数字伺服系统的不完全积分器，使得系统的转矩指令满足起动转矩指令TCMDl>静摩擦转矩>动摩擦转矩>停止时的转矩指令TCMD2的关系式，从而消除了系统的超调。4)形状误差抑制功能。在FANUC 数字伺服中，用于抑制形状误差的功能主要有位置前馈、反向间隙加速两种功能。位置前馈是通过前馈控制，提高了系统的动态响应速度，从而减小系统的位置跟随误差，抑制加工的形状误差的功能。反向间隙加速是通过提高系统反向间隙补偿速度，减小了由于机械系统间隙引起的位置滞后，从而抑制加工的形状误差的功能。通过合理充分利用上述功能，选择合理的伺服参数，可以使伺服系统获得最佳的静、动态性能。(2)数字伺服的参数调

整当数字伺服参数设定不合适时，伺服系统的动态性能将变差，严重时甚至会使系统产生振荡与超调，这时必须进行参数的调整与优化。对于不同的故障，伺服系统参数的调整与优化步骤如下。1)停止时发生振荡。伺服系统停止时可能发生的振荡有高频振荡与低频振荡两种，对于停止时的振荡，参数调整的步骤与内容见表5-19。表5-19 数字伺服参数调整一览表1

现象处理应调整的参数