FANUC高速高精加工的参数调整

F A N U C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

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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，请见节“高速、高精加工的伺服参数调整”。

２

图伺服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。

图伺服HRV控制的调整

表使用HRV2，3时的标准伺服参数（刚性高的加工中心机床）

表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：

No 2004（16i），No 1809（15i）设 00000011（250μs电流周期）

No 2040（16i），No 1852（15i）设（标准值）×

No 2041（16i），No 1853（15i）设（标准值）×

⑷详细调整

①电流环周期和电流环增益的设定

根据上述表中“⑴伺服HRV2控制”的设定内容，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倍。

②速度回路增益的设定

根据节“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]

No 2017（16i）的第7位或No 1959（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。

5

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]

No 2113（16i），No 1706（15i）

衰减中心频率{Hz}：设为机床的谐振频率。

No 2117（16i），No 2620（15i）

衰减频带：30（当中心频率为600Hz或以上时设40）。