使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（完整）
下面是小编为大家整理的使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（完整）,供大家参考。
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 使用醝电机…………………………………………………P 2 使用岬缁璓22 补充说明………………………………………………………P24
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使用醝电机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”。
２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250靤降为125靤。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。
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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
16i
15i
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125靤的电机型号
⑵ 速度环比例项高速处理功能
No 2017 No 2021
No 1959,#7No 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#6No 1749#2No 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#1No 1985No 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#0No 1742#1No 2747No 2748
11150100%-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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（*1）当只使用电流周期250靤的电机时，设定应按以下修改：
No 2004（16i），No 1809（15i）设 00000011（250靤电流周期）
No 2040（16i），No 1852（15i）设（标准值）×0.8
No 2041（16i），No 1853（15i）设（标准值）×1.6 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3.4.1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125靤，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1.6倍。
注
1 用一个DSP控制的两个轴设定相同的周期时间。
2 若电机停止时的声响比比工作时的大，按下述方法修改电流环的增益：
-- 将No 2040（16i）或No 1852（15i）修改后的值乘以0.6。
-- 将No 2041（16i）或No 1853（15i）修改后的值乘以0.6。
-- No 2041（16i）或No 1853 （15i）= 0。
②速度回路增益的设定
根据3.3.1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3.4.1(d)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。
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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 3.4.1(d) 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）。
图 3.4.1(e) 消振滤波器的效果(转矩指令波形)
④精细加/减速功能的设定
使用伺服HRV2控制时，可以设定高的位置环增益和高的速度环增益。因此，当指定较大的加/减速度时，会产生与扰动周期相关的振荡。为了避免这种振荡，可以使用精细加/减速功能。但要确保精细加/减速的时间常数为8的倍数。
[精细加/减速的参数设定]
No 2007#6（16i），No 1951#6（15i）：
1（使精细加/减速功能生效）
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No 2209#2（16i），No 1749#2（15i）：
1 （线性精细加/减速）
No 2109（16i），No 1702（15i）：
16（精细加/减速的时间常数）
（*1）对于切削进给和快速移动的精细加/减速可切换的参数，请见3.4.2节“切削进给/快速移动的切换功能”。
⑤前馈系数调整
前馈用于补偿伺服位置回路的时滞，而速度前馈用于补偿速度回路的时滞。当用加工R10/F4000或R100/F10000的圆弧检查加工半径误差时，在加工中调整前馈系数使实际加工轨迹与指令的轨迹尽量一致。调整时，设定速度前馈系数为100。详细调整请见3.4.3节“高速/高
精加工的伺服参数调整步骤”。
[前馈参数的设定]
No 2005#1（16i），No 1883#1（15i）：
1（使前馈功能生效）
No 2092（16i），No 1985（15i）：
9700—9900（预读前馈系数）
No 2069（16i），No 1962（15i）：
近似100（速度前馈系数）
⑥位置增益调整
指令的进给速度按下式计算：
指令速度 ＝ （位置增益）×（位置偏差）＋（前馈量）
因此，若指令值和实际移动位置有偏差，增益大时会使误差的修正作用大，从而使得加工的形状误差小。当使用伺服HRV2时，由于速度环的响应得到改善，可以设定比以前高的位置增益。对于中型加工中心机床，增益值可设80—100 [1/s]。（大型机床或闭环控制的机床，如果反向间隙较大时，其增益值应该设得小一些。）
快速移动机床，以最大切削速度进行加工，在加/减速时观察TCMD波形，以确定位置增益的极限。当TCMD的波形上在10—30Hz期间出现急剧上升时，即为位置增益极限。然后，在极限值参数中设为其值的80%。
位置增益确定后，应重新调整上面 ⑤ 中设定的位置前馈系数。
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[位置增益参数的设定]
No 1825（16i，15i）：5000--10000
⑦伺服HRV3的调整
需要设定以下参数：
[HRV3参数的设定]
No 2013#0（16i），No 1707#0（15i）：
1（使HRV3功能生效）
No 2202#1（16i），No 1742#1（15i）：
1（使速度环增益的切削进给/快速移动切换功能生效）
No 2334（16i），No 2747（15i）：
150（高速HRV电流控制的电流环增益倍率）
下列参数用于调整使用高速HRV电流控制，在切削进给时的速度环增益。其值设定为出现振荡时的0.7。
[伺服HRV3控制参数的设定]
No 2335（16i），No 2748（15i）：
100—400（高速HRV电流控制的速度环增益比率）
⑸使用伺服调整软件测量机床谐振频率的方法
使用下述方法测量机床的谐振。伺服软件应该用1998年8月的或其后的版本。
①使用伺服调整软件（SD）的准备。
在调整2中设定测量数据的型式。
（用模拟/数字一体的伺服检查板时设6作为数据位数。用数字检查板时，将DIP开关设到12（奇数轴）或13（偶数轴））。
②设定No 2206#7（16i），No 1746#7（15i）为1。两个伺服轴用同一个DSP控制时设定这一位。
③在这种状态，在每一电流环控制周期输出TCMD波形。
④在SD的F9画面上各通道的设定，选择TCMD测量。对于电流的设定，设为放大器的最大电流值。
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⑤在这一状态下，使电机加/减速，在伺服的波形图上检查加/减速的正确输出。
⑥用SD，设定数据点数，实现0.1秒的数据采集.
对于HRV1: 400个数据项
对于HRV2: 800个数据项
对于HRV3: 1600个数据项
⑦转动电机，记下产生异常声响时的数据。
⑧调整SD的画面，使每次只显示第一轴或第二轴，（第一轴和第二轴的波形显示或隐藏可用键SHIFT+1和SHIFT+2控制）。
此外，在F3菜单上的放大项上设定适当值，以便清楚地观察TCMD波形上的振荡。
⑨此时，按CTRL+F键，置于频率分析方式。在尖波下的刻度值乘以10即为谐振频率。
⑩完成调整后，将No 2206#7 （16i），No 1746#7（15i）复位为0。
图3.4.1(f) 谐振频率例93.4.3实现高速、高精度加工的伺服参数的调整 (1)概述
本节叙述预读控制，高精度轮廓控制和AI纳米轮廓控制及按进给速度差值CNC进行加/减速时确定伺服参数的步骤。
(2)标准设定
开始实际调整之前，先设定表3.4.3(a)的默认参数。不用插补后的直线加/减速，而使用精细加/减速。但是，在高精度轮廓控制，AI轮廓控制和AI纳米轮廓控制中不使用精细加/减速。在批量传送程序数据（如使用RISC）时，要设定插补后的加/减速参数。
表3.4.3(a) 高速/高精度加工的标准参数
*1 使用该功能时，可能出现高频振荡，取决于机械的谐振点。在这种情况下，不要使用这一功能。若高频振荡出现在高增益下，可使用转矩指令滤波器。
*2 不使用精细加/减速，而使用CNC的插补后直线加/减速。在批量传送程序数据时，不要使用精细加/减速，而使用CNC软件的插补后直线加/减速。
*3 对于快速移动，用带前馈的精细加/减速实现高速定位，需要的时间
常数约为40—64ms。此时，可使用精细加/减速的切削进给/快速移动切换功能。
10(3)速度增益的调整
按3.3.1节“增益调整步骤”调整速度环的增益。在可能的条件下使用伺服HRV2控制。
[调整目的]
使用尽可能高的速度环增益，可以获得以下效果：
●改善伺服的刚性
●改善伺服的响应
在正常进给加工时，只要不出现振荡，高的速度环增益会改善表面精度和加工形状精度。
高的速度环增益可改善高速、高精度加工以及高速定位的性能。
为了设定稳定的速度环高增益，使用速度环的比例项高速处理功能是非常有用的。正如下面例中所述，高速、高精度加工的效果取决于允许的速度环最大增益值。
(4)前馈系数的调整（加工圆弧R10/进给F4000）
[调整目的]
在通常无前馈控制的位置控制回路中，按下式输出速度指令：
（位置偏差）×（位置环增益）。
这就是说，只有在机床的指令位置和实际位置有误差时机床才能移动。例如，当位置增益为30[1/s]， 进给速度为10 m/min时，其位置偏差为5.56 mm。对于直线插补，位置偏差不会造成零件的形状误差。但在加工圆弧或拐角时，就会造成大的形状误差。
消除位置偏差的有用功能是位置前馈。前馈功能是将CNC的位置指令变为有补偿功能的速度指令。前馈可减小位置偏差（理论...