加工中心象限解决方法.doc

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。
 1．FANUC   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：
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 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：
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(附图)。
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：
                   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 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≤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  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 
                        FANUC 0C,  FANUC 15  , FANUC 16/18/20/21 
  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250µs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250µs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