加工中心象限解决方法.doc

1、背间隙加减速反向间隙机械和伺服匹配的问题。如果经验很丰富，可以通过调整轴伺服参数如位置和速度增益、背隙加速等改善圆度，需要反复调整。一般最好用 BALL-BAR 做循圆调整，或者用 servo guide 调试famuc 0i-MD 铣圆时四象限处有明显痕迹：2003 第五位置 1 有效2048 凸出时调大反之调小2071 调整摩擦力5 线规10 硬规摩擦立加铣圆经常会遇到凹凸或象限点问题，我提供一份资料供大家参考。此资料中的 0M 系统比较稀有，没需要不用去理会，0I 以及以后的 FANUC 版本均按照资料中的 18M 进行参数修改。另外资料中的所提到的参数，以 2048、2071、2094

2、 三个参数结合背隙补正参数1851，调整铣圆问题效果相当明显，本人亲自测试。FANUC 0 系统伺服参数设定与调整：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。1FANUC 0 系统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

3、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 0TC,0MC,0TD,0MD 系统，操作步骤为：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。关机，使 PRM389 bit0 的设定生效。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

4、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 15 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 16/18/20/21 系列系统，操作步骤为：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。关机，使 PRM3111 bit0 的设定生效。按“SYSTEM”键，选择“系统”显示页面。按次序依次操作“软功能键 ”SYSTEMSV-PRM，使图 5-18 所示的页面显示。图 5-18 数字伺服初始化页面(附图) 。4)根据系统的要求设定伺服系统的指令单位(INI

5、TIAL 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

6、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：INITIAL SET BITS bit 0=0 INITIAL SET BITS bit 1=0 Velocity Pulse NO 8192 Position Pulse NO 12500 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 cou

7、nter”。12)关机，再次开机。2FANUC 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

8、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 269274 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0 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 FA

9、NUC 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：250s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。250s 加速反馈功能是利用电动

10、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50150Hz 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

11、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

12、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 FANUC 0C, FANUC 15 , FANUC 16/18/20/21 高频振荡 : 1降低速度环比

13、例增益(PK2V) 8*44 1856 2044 2降低负载惯量比 8*21 1875 2021 3使用 250s 加速功能 8*66 1894 2066 4使用 N 脉冲抑制功能 8*03 1808 2003 低频振荡 :5提高负载惯量比 8*21 1875 2021 6降低速度环积分增益 (PKlV) 8*43 1855 2043 7提高速度环比例增益 (PK2V) 8*44 1856 2044 2)移动时发生振荡。伺服系统移动时可能发生的振荡，亦有高频振荡与低频振荡两种，对于移动时的振荡，参数调整的步骤与内容见表 5-20。表 5-20 数字伺服参数调整一览表 2 ：现象 处 理 应调整

14、的参数 FANUC 0C , FANUC 15, FANUC16/18/20/21 高频振荡： 1降低速度环比例增益(PK2V) 8*44 1856 2044 2降低负载惯量比 8*21 1875 2021 3使用 250s 加速功能 8*66 1894 2066 低频振荡 ： 4提高负载惯量比 8*21 1875 2021 5降低速度环积分增益 (PKlV) 8*43 1855 2043 6提高速度环比例增益 (PK2V) 8*44 1856 2044 7调整 TCMD 波形 应使用调整板进行 3)超调。对于伺服系统移动时超调，参数调整的步骤与内容见表 5-21。表 5-21 数字伺服参数调

15、整一览表 3 ：现象 处 理 应调整的参数 FANUC 0C , FANUC 15 , FANUC16/18/20/21 超调 ： 1使 PI 控制生效(PIEN) 8*03 1808 2003 2提高负载惯量比 8*21 1875 2021 3使用超调抑制功能 8*03/8*45/8*77 1808/1875/1970 2003/2045/2077 4提高速度环不完全积分增益（PK3V ） 8*45 1875 2045 5调整 TCMD 波形 应使用调整板进行 4)出现圆弧插补象限过渡过冲现象。对于伺服系统圆弧插补象限过渡过冲现象，参数调整的步骤与内容见表 5-22。表 5-22 数字伺服参数调整一览表 4 ：现 象 处 理 应调整的参数 FANUC 0C , FANUC 15 , FANUC16/18/20/21 圆弧插补象限过渡过冲 ： 1使 PI 控制生效(PIEN) 8*03 1808 2003 2调整反向间隙值 535 1851 1851 3使用反向间隙加速功能 8*03 1808 2003 4使用两级反向间隙加速功能 1957 2015 5调整 VCMD 波形 应使用调整板进行