FANUC伺服调整教材.ppt

1伺服调整教材www.bj-BEIJING-FANUC2www.bj-单元一一.伺服规格及初始化伺服规格及初始化二二.伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整四四.SERVO GUIDE.SERVO GUIDE软件使用及调试方法软件使用及调试方法三三.高速高精度调整高速高精度调整五五.伺服调整实例分析伺服调整实例分析BEIJING-FANUC3www.bj-目录第一章：伺服规格及初始化一、FANUC伺服系统的组成及配置二、放大器及电机种类和特性三、FSSB连接及设定四、伺服参数初始化第二章：伺服功能介绍及手动调整 一、伺服概要二、伺服调整画面及手动调整第三章：高速高精度设定一、高速高精度功能介绍二、AIAPC/AICC I 功能及参数设定三、使用一键设定改善伺服精度BEIJING-FANUC4www.bj-目录 四、自动增益调整五、加工条件选择功能第四章：SERVO GUIDE软件的使用及调试方法一、Servo Guide软件介绍二、Servo Guide连接三、Servo Guide调整步骤第五章：伺服调整实例分析一、工件表面光洁度调整案例二、加工工艺对工件的影响案例三、机械问题对工件的影响案例BEIJING-FANUC5www.bj-第一章 伺服电机规格及初始化高速高精度电机规格手动调整Servo guide案例分析BEIJING-FANUC6www.bj-系系统统型号型号机床机床放大器放大器电电机机0i-DiMD加工中心，加工中心，铣铣床床 aii ai系列系列i系列系列iTD车车床床 aii ai系列系列i系列系列0i Mate-Di Mate-MD加工中心，加工中心，铣铣床床ii,系列系列i Mate-TD车车床床ii,系列系列31i-A由参数由参数983设设定机床类型定机床类型复合型机床复合型机床aii系列系列30i-A由参数由参数983设定机床类型设定机床类型复合型机床复合型机床aii系列系列一、FANUC伺服机构的组成及配置第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC7www.bj-第一章 伺服电机规格及初始化二、各类伺服放大器规格和电机的特性最高驱动性能、高可靠性的伺服、主轴系统适用于所有的工作机械 输出功率范围宽、转速范围大FANUC 系列0i-D 30i/31i/32iAC 主轴电机 iI 系列ai 系列SV:伺服模块SP:主轴模块PS:电源模块AC 伺服电机aiS 系列1、ai系列BEIJING-FANUC8www.bj-aiS500/2000HVaiS200/2500aiS2000/2000HVaiS3000/2000HVaiS1000/2000HVaiS100/2500HVaiS200/2500HVaiS300/2000HVaiS50/3000HVaiS40/4000HVaiS100/2500aiS300/2000aiS50/3000aiS500/2000aiS22/4000aiS30/4000aiS40/4000aiS22/4000HVaiS30/4000HVaiF12/3000aiF22/3000aiF30/3000aiF40/3000aiF12/3000HVaiF22/3000HVaiF 1/5000aiF 2/5000aiF 8/3000aiF 4/4000转矩Nm法兰尺寸124812aiS 2/5000,/60004aiS 4/5000aiS 8/4000,/6000aiS12/4000130mm90mmaiS 8/4000HV,/6000HVaiS12/4000HVaiS 2/5000HV,/6000HVaiS 4/5000HVaiF 4/4000HVaiF 8/3000HV380mm1222304050 100 200 300265mm174mm5001000 2000 3000500mm200V400V200V400VSiFi高速、高输出、高可靠性最适合工作机械注塑成型机、电动冲压机部分型号列表第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC9www.bj-总连接示意图i SERVO AMP.i 伺服放大器FSSB分离型检测器接口单元其它公司的直线编码器第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC10www.bj-2、i系列iSVSP放大器主轴伺服一体型结构紧凑高性价比节省能源电源再生制动iSV放大器双轴/单轴iSV放大器单轴第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC11www.bj-外形紧凑适用于小型机械电机平滑旋转实现高精度切削高可靠性、高性价比小型高分辨率的i脉冲编码器（131,072/rev）ID信息、温度信息输出到CNCis2/4000is4/4000is8/3000is12/2000is12/3000is22/2000is22/3000is30/2000is40/2000额定输出额定输出(kW)0.50.751.21.41.82.53.03.03.0堵转转矩堵转转矩(Nm)23.57111120202736最高转速最高转速(1/min)400040003000200030002000300020002000驱动放大器驱动放大器(Ap)202020204040808080脉冲编码器脉冲编码器ABS 131,072/rev部分型号列表第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC12www.bj-FSSBis 伺服电机I/O Link i 伺服放大器机床操作盘分散I/O 模块iSVSP放大器总连接示意图iI 主轴电机is 伺服电机第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC13www.bj-追加分离型检测单元后可以使用全闭环iS 伺服电机iI 主轴电机FSSB光栅尺FSSBSDUiSVSP放大器第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC14www.bj-三、FSSB连接及设定 FSSB是指发那科串行伺服总线。从硬件角度看是主板上的轴卡向伺服放大器发出的指令线。硬件连接之后需要设定相应的参数才能够完成通讯。FSSB连接步骤：设定1902#0#1=0#7#6#5#4#3#2#1#01902ASEFMD#1：ASEFSSB的设定方式为自动设定方式时0：自动设定未完成。1：自动设定已经完成。#0：FMD0：FSSB的设定方式为自动方式。1：FSSB的设定方式为手动方式。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC15www.bj-按伺服电机连接顺序设定参数1023的值。1023伺服轴号伺服轴号 设定控制轴为放大器连接的第几个伺服轴，通常控制轴号与伺服轴号设定相同。NC光缆XYCZB轴轴102010221023X881Y892Z903B660C670 SVM SVM SVM第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC16www.bj-断电，再接通。FSSB设定结束，参数1902#1会自动变为1。FSSB的放大器设定画面。按下 功能键，按 扩展，按下FSSB如FSSB连接有问题，可结合此画面进行确认。手动设定方法参照伺服参数说明书。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC17www.bj-四、伺服初始化 伺服初始化是在完成了FSSB连接与设定的基础上进行电机的一转移动量以及电机种类的设定。伺服电机必须经过初始化相关参数正确设定后才能够 正常运行。设定参数3111后，伺服设定画面能够显示。#7#6#5#4#3#2#1#03111SVS#0：SVS0：不显示伺服设定/调整画面。1：显示伺服设定/调整画面。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC18www.bj-按下 功能键，按 扩展，按下 ，伺服设定画面显示如下对应参数号20002020200118202084/20852022202320241821第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC19www.bj-1、初始化设定位设定初始化设定位#7#6#5#4#3#2#1#0初始化初始化设定位设定位DGP#1：DGP0：进行伺服参数的初始设定。1：结束伺服参数的初始设定。初始化设定完成后，第一位自动变为1，其他位请勿修改。此参数修改后，会发生000号报警，此时不用切断电源，等所有初始化 参数设定完成后，一次断电即可。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC20www.bj-2、设定电机代码 伺服电机名牌上有规格号，根据规格在伺服电机参数说明书中查电机代码进 行参数设定。电机标牌电机标牌第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC21www.bj-HRV控制控制方式控制方式电流周期电流周期适用系统适用系统HRV1250s0i-C，16i/18iHRV2125s0i-C，0i-D,16i/18i,30i/31i/32iHRV362.5s0i-C，0i-D,16i/18i,30i/31i/32iHRV431.25s30i，31i 为了提高伺服装置的性能和实现数控系统的功能，FANUC对控制不断改进。其中最重要的控制功能为HRV控制。HRV是“高响应矢量”(HIGH RESPONS VECTOR)的意义。所谓HRV控制是对交流电机矢量控制从硬件和软件方面进行优化，以实现伺服装置的高性能化，从而使数控机床的加工达到高速和高精度，是提高系统伺服性能的重要指标。v设定电机代码时要考虑到HRV控制类型。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC22www.bj-部分伺服电机代码表（HRV2控制）ais系列电机型号电机代码ais2/5000262ais2/6000284ais4/5000265ais8/6000240ai12/4000288ais22/4000315ais30/4000318ais40/4000322ais50/5000324电机型号电机代码is0.2/5000260is0.4/5000280is0.5/6000281is1/6000282is2/4000253is4/4000256is8/3000258is12/3000272is22/2000274is系列第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC23www.bj-3、按照下标设定AMR#7#6#5#4#3#2#1#0ais电机电机00000000is电机电机00000000*CMR误差计数器伺服环增益设定单位CNC插补指令n/mPC分离型位置检测器4、按照下标设定CMR放大器电机检测单位最小移动单位第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC24www.bj-（1）CMR计算公式CMR=最小移动单位（CNC侧）检测单位（伺服侧）（2）指令被乘比设定值：vCMR为148时设定值=CMR*2vCMR为1/21/27时设定值=1/CMR+100 当指令和电机输出为1倍关系时，参数值设为2。通常情况下，此参数设定值为2。（参数1820设定为2）第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC25www.bj-5、由电动机每转的移动量和“进给变比”的设定，确定机床的检测单位。进给变比N =电机每转的反馈脉冲数 =电机每转移动量/检测单位进给变比M 100万 100万 不论使用何种脉冲编码器，计算公式相同。M、N均为32767以下的值，分式约为真分数。例：电机每转的移动量：12mm/rev(当减速比1：1时为丝杠螺距)检测单位 ：1/1000mmN =12/0.001 =12000 =12 =3M 1000000 1000000 1000 250第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC26www.bj- 逆时针方向旋转时逆时针方向旋转时顺时针方向旋转时顺时针方向旋转时设定值设定值=111设定值设定值=-1116、“移动方向”的设定（机床正向移动时伺服电机的旋转方向的设定）v设定的旋转方向应该是从电机轴这一侧看的选装方向。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC27www.bj-7、设定“速度脉冲数”和“位置脉冲数”。设定项目设定项目半闭环半闭环全闭环全闭环检测单位检测单位1，0.1初始设定位初始设定位0速度反馈脉冲数速度反馈脉冲数8192位置反馈脉冲数位置反馈脉冲数12500参见全闭环设置参见全闭环设置第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC28www.bj-8、“参考计数器容量”的设定。返回参考点的（零点）的计数器容量，用栅格（电机的一转信号）设定。v通常，设定为电机每转的位置脉冲数（或其整数分之一）。例如：电机每转移动12mm，检测单位为1/1000mm时，设定为12000（6000，4000）v参考计数器容量不为整数时的处理方法（例）丝杠螺距：20mm 减速比：1/17检测单位：1电机每转需要脉冲数为20000/17个。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC29www.bj-v参考计数器容量为分数时的设定方法1821参考计数器容量的分子（参考计数器容量的分子（099999999）2179参考计数器容量的分母（参考计数器容量的分母（032767）上例中，参数1821设定20000，参数2179设定为17。v参考计数器容量设定为约数时，栅格点的位置会有电机一转以内的偏差，使用改变检测单位的方法对栅格点误差进行补偿。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC30www.bj-设定值汇总：电机每转移动12mm，设定单位为1/1000mm时的设定例。设定项目设定项目 加工中心加工中心车床用车床用参数号参数号X轴轴Z、Y轴轴直径直径/半径指定半径指定-直径指定直径指定半径指定半径指定1006#3初始设定位初始设定位*00*00*002000电机代码电机代码（）（）（）根据电机类型根据电机类型AMR000000000000000000000000CMR222柔性齿轮比柔性齿轮比N121212柔性齿轮比柔性齿轮比M100010001000旋转方向旋转方向111/-111111/-111111/-111速度脉冲数速度脉冲数819281928192半闭环半闭环0.001mm位置脉冲数位置脉冲数125001250012500参考计数器参考计数器120001200012000电机电机1转脉冲数转脉冲数第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC31www.bj-9、切断电源，再接通。10、在伺服设定画面，确认初始设定位为1，即设定完成。按下按扩展键数次按下软键#7#6#5#4#3#2#1#0000X1010初始化设定位第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC32www.bj-SV0417报警时系统发生SV0417报警时，是由于伺服参数没有正确的初始化。此时，参考系统诊断画面的DGN352及DGN280，排除故障。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC33www.bj-11、全闭环的连接及参数11.1、光栅尺（针对TTL信号）的反馈信号电缆连接到分离型检测单元的JF10 x接口上。vFANUC系统可以用TTL、1VPP、FANUC串口信号光栅尺，此处介绍TTL信号情况。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC34www.bj-11.2、设定参数#7#6#5#4#3#2#1#01815OPT#1：OPT0：使用电动机内置的脉冲编码器检测位置。1：使用直线尺检测位置。FSSB轴设定画面 系统-FSSB使用分离式检测器接口单元时，在M1和M2上设定对应各轴的连接器号。v不使用分离型检测器接口单元的轴，设定0。v使用分离式检测器的轴，设定参数1815#1=1。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC35www.bj-11.3、伺服设定画面系统-伺服设定全闭环和半闭环伺服设定画面相同，柔性齿轮比等几项参数设定不同。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC36www.bj-11.4、柔性齿轮比N/M的计算进给变比N =电机每转的反馈脉冲数 进给变比M 电机每转由直线尺输入的反馈脉冲数 =电机每转移动量/检测单位 电机每转由直线尺输入的反馈脉冲数 例：直线尺的A/B相每1个脉冲：5/10000mm(检测单位0.5)电机每1转移动量 ：12mm/rev 检测单位 ：1/1000mm N =12/0.001 =1 M 12/0.0005 2 第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC37www.bj-11.5、位置反馈脉冲数的设定设定项目设定项目半闭环半闭环全闭环全闭环检测单位检测单位1，0.1速度反馈脉冲数速度反馈脉冲数8192位置反馈脉冲数位置反馈脉冲数12500根据光栅尺精度计算根据光栅尺精度计算例：电机每转，分离型检测器输入的反馈脉冲数设定。电机1转移动量 ：12mm 每1个脉冲分辨率 ：0.5m 位置反馈脉冲数=12/0.0005=24000 v位置反馈脉冲数超过32767时，可以使用位置反馈脉冲变换系数。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC38www.bj-2185位置反馈脉冲变换系数位置反馈脉冲变换系数 实际“位置反馈脉冲数”是位置反馈 脉冲数（参数2024）和位置反馈脉冲系数的乘积。例：电机1转移动量 ：16mm 每1个脉冲分辨率 ：0.1m 位置反馈脉冲数=16/0.0001=160000（32767）=10000*16 参数2024=10000 参数2185=16v当使用ai脉冲编码器时，此参数尽量设定为2的乘方值（2、4、8、16等），软件内部处理的位置增益将更加准确。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC39www.bj- 如果使用FANUC标准的串行旋转编码器，每转100万个脉冲分辨率，用下式计算：位置反馈脉冲数=12500*电机和工作台之间的减速比 （例）电机和工作台之间的减速比为1：10 位置反馈脉冲数=12500*（1/10）=1250 第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC40www.bj-11.6、参考计数器容量的设定直线尺的参考标记只有1个时，可以设定任意值。设定值=30000（或任意）直线尺的参考标记有两个以上时，设定值为参考标记间隔的整数分之一。设定值=10000、20000等第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC41www.bj- 检测单位改变时，移动指令中的位置偏差极限值（1828）等和检测单位相关的参数也要重新设定。11.7、切断电源，再接通。11.8、用手动进给方式移动机床，确认机械动作。第一章 伺服电机规格及初始化BEIJING-FANUC42www.bj-第二章 伺服功能介绍及手动调整高速高精度电机规格手动调整Servo guide案例分析BEIJING-FANUC43www.bj-第二章 伺服功能介绍及手动调整一、伺服概要1、伺服调整目的：提高定位精度，提高工件光洁度，缩短加工时间。2、伺服的控制位置控制速度控制伺服放大器参数1820电机自动手动移动指令+_+_+VCMDTCMD速度变换BEIJING-FANUC44www.bj-第二章 伺服功能介绍及手动调整3、位置控制位置指令积分器位置增益VCMD柔性进给变比PC串行PC分离型位置检测器 位置增益(伺服环增益)(PG)1825设定单位:0.01s根据机械系统的响应性能(跟踪性)进行设定-1BEIJING-FANUC45www.bj-第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服时间常数s=1/位置增益标准设定值=5000伺服时间常数=1/50=0.02s 等价于约20ms的时间常数时间速度伺服时间常数移动指令输入电动机的指令BEIJING-FANUC46www.bj-第二章 伺服功能介绍及手动调整4、速度控制l 速度控制就是用指令的速度驱动伺服电动机回转。由于伺服电 动机的轴端拖有机械负载,所以电动机轴本身的动作特性还取决于机械系统的响应特性，即是受伺服电动机与机械系统的负载之比左右的。l用位置控制输出的电动机速度指令(VCMD)控制伺服电动机的速度。l当然,对伺服电动机来说,当机械系统的负载小时,，就可少考虑机械系统的负载。BEIJING-FANUC47www.bj-第二章 伺服功能介绍及手动调整 用位置控制输出的电动机速度指令（VCMD）控制伺服电动机的速度 半闭环/全闭环都是由电动机内置的脉冲编码器提取速度反馈信息。积分器积分增益电流控制MPC+-TCMD速度环积分增益(PK1V)参数2043:用速度环的低频增益,决定伺服的响应性能(单脉冲进给的响应速度等).保持稳定的范围越大,则伺服特性就越好。值达到2倍时增益也达到2倍;过大时就发生振动。速度环比例增益(PK2V)参数2044:是速度环的比例增益是高频增益。BEIJING-FANUC48www.bj-负载惯量比(LDINT):电机的惯量和负载的惯量比，直接和机床的机械特性相关。补偿增益在补偿回路中，有下列4种功能。设定值=负载惯量/转子惯量 x 256改变负载惯量比时，内部使用的积分增益（K1）和比例增益（K2）可用下面的比率进行调整。积分增益（K1）=PK1V x (1+LDINT/256)比例增益（K2）=PK2V x (1+LDINT/256)第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC49www.bj-5、速度环的调整设定整个速度环的增益与负载惯量比(PARAM2021)的关系如下所示增益值=(PRM2021)+256/256x100%可通过PRM2021改变速度环增益无负载时(单独电机)PRM2021=0，速度增益为“100”%负载与电机惯量有相同的负载时PRM2021=256，速度增益为定“200”%第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC50www.bj-6、电流环控制 电流环是伺服控制的内环，用于稳定电机的电流，它的输入是速度环的输出，反馈是来自电机动力线的反馈，除此以外，电流控制是完成交流电机的三相电流的转换控制。通过驱动器调控三相电压(或者电流),在额定电流之间按需分配。伺服系统通过坐标变换,将每相电流转换成施加给转子的扭矩,就可以控制电机的速度。通过检测器检测出相电流,反馈给伺服给定,就构成了速度的闭环控制。转子位置检测信号控制逆变器的触发换相,从而实现闭环的频率控制。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC51www.bj- 时间速度时间加速度由于加速度急剧变化,容易出现冲击0IC0IC0ID0ID内容内容参考值参考值1420142014201420快速进给速度快速进给速度(mm/min)(mm/min)600060001620162016201620快速进给直线形加减速时间常数快速进给直线形加减速时间常数(ms)(ms)80807、加减速功能加减速功能具有下面2个功能加减速插补后加减速插补前加减速第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC52www.bj-加速度与直线形相比,由于加速度不是急剧变化的,所以冲击小时间时间由于速度变化是平滑的,所以对机械系统的冲击小 插补后快速进给钟形加减速与快速进给时的加减速控制为直线形的情况相比,由于加减速动作开始与结束时的速度变化是平滑的,所以对机械系统的冲击要比直线型加减速小第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC53www.bj-1/2T2T1T1与 T2的关系T1:直线形加减速T2:指数函数形加减速1/2T20IC0IC0ID0ID内容内容1420142014201420快速进给速度快速进给速度(mm/min)(mm/min)1620162016201620快速进给钟形加减速时间常数快速进给钟形加减速时间常数T1(ms)T1(ms)1621162116211621快速进给钟形加减速时间常数快速进给钟形加减速时间常数T2(ms)T2(ms)第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC54www.bj-切削进给时，为了在程序段与程序段连接处对切削面没有影响，需要进行平滑加减速，所以通常采用指数函数形加减速。0IC0ID 内容内容14221422切削进给的最大切削进给速度切削进给的最大切削进给速度(所有轴共用所有轴共用)(mm/min)14301430各轴切削进给的最大切削进给速度各轴切削进给的最大切削进给速度(mm/min)16221622切削进给的指数函数形加减速时间常数切削进给的指数函数形加减速时间常数(ms)16231623切削进给的指数函数形加减速的切削进给的指数函数形加减速的FL速度速度(mm/min)注意：FL速度设定得太高，则电动机停止时会急速停止，产生较大冲击。另外，使用FL速度进行圆切削时会发生圆轮廓变形，故这种情况请不要使用。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC55www.bj-第1轴第2轴时间第1轴时间速度第2轴时间速度因为不进行到位检测,所以在第1轴停止前,第2轴就开始起动了.取代指数函数形而与快速进给时一样,对切削进给进行直线形加减速.为此,与指数函数形相比,可以缩短加减速时间和减小形状误差。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC56www.bj-在插补的数据上附加2次曲线加减速.由于开始加速与接近到达指令速度之间的速度变化是平缓的,所以可以进行像指数函数形那样的平滑的加减速.与指数函数形相比,可缩短加减速时间,与直线形相比,可进一步减小加减速引起的形状误差.0IC0ID 内容内容参考值参考值16221622插补后切削进给的钟形加减速时间常数插补后切削进给的钟形加减速时间常数(ms)CTBCTL0IC1610#1(CTB)1:插补后切削进给的加减速为钟形加减速CTBCTL0ID1610第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC57www.bj-考虑到各种各样机械系统的需要，在速度控制方面设计了I-P控制和P-I控制两种控制方式。I：是Integral（积分）的简略，P：是Proportion（比例）的简略。8、PI与IP控制VCMD积分器PK1VPC+-PK2VTCMD+-PK1V积分增益 PK2V比例增益I-P控制结构第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC58www.bj- TCMD指令是由VCMD发出的指令经积分并乘上PK1V的积分增益后而形成的。用TCMD指令驱动电动机和机床运转,并通过装在电动机内的脉冲编码器将速度反馈(Vf),对PK2V的比例积分增益分量作差运算求出TCMD。因此,在I-P控制中,是先从积分项开始处理,之后再进行比例项的处理,即由于是按照积分项 比例项的顺序处理的,故称为I-P(积分-比例)控制。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC59www.bj- 当然,实际中,机床开始起动有一定的延迟时间,这段时间通常是在TCMD中考虑的。另外,在机床运行中,对VCMD还要与速度反馈(Vf)分量进行减法运算。在I-P控制中,TCMD如下图所示：所以,可以认为I-P控制通常是为响应性能比较好(机械刚性高)的小型机械设计的。时间转矩第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC60www.bj-P-I控制结构积分器PK1VPC+-PK2V+-PK2VPK1V积分增益;PK2V比例增益VCMD PI控制具有如图所示的控制结构除了在积分器的上部配置了PK2V(比例增益）外，其余结构与前面的I-P控制完全相同。因此，与PI控制的区别特征就是有无上部的PK2V的处理。在PI控制中，由VCMD经此PK2V，先形成TCMD指令，由此驱动电动机和机床运转。此后，在通常的传递中，经由积分器，PK1V形成TCMD指令。所以，PI控制是首先处理比例项，此后进行积分项的处理，是按比例项积分项的顺序处理的，所以称为PI（比例积分）控制。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC61www.bj-PI控制中，TCMD如下图所示时间转矩TCMD经过上部的PK2V，转矩指令形成直线 所以，可以认为，PI控制通常是为响应性能不太好（机械刚性低）的大型机械设计的。为此，利用该特性，收到速度指令后，可在比较短的时间里获得大转矩，所以在刚性高的机械（通常的小型机械等）上使用时也用来改善起动时的转矩上升特性。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC62www.bj-PIEN2003#3(PIEN):0:速度控制方式,使用I-P控制 1:速度控制方式,使用PI控制 负载惯量比负载惯量比(LDINT)(LDINT)2021设定值=(负载惯量/转子惯量)x 256速度环积分增益速度环积分增益(PK1V)(PK1V)2043速度环比例增益速度环比例增益(PK2V)(PK2V)2044相关参数第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC63www.bj-二、伺服调整画面及手动调整方法1、按下 功能键，按 扩展，按下 ，伺服调整画面显示如下我们可以借助伺服调整画面对位置环、速度环增益进行调整，观察监视画面可帮助我们了解电机的工作状态。v手动调整前一般先 进行一键设定，详 细方法详见第三章。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC64www.bj-2、计算速度增益（对应参数2021）v设定值是假定电机与机床处于刚性联结（完全连接）的状态。实际机床因刚性、摩擦、间隙等因素影响，往往与计算值有出入。v电机不带负载时设定100。速度增益 =电机惯量+负载惯量 *100 电机惯量 例：伺服电机ais8/4000的惯量 ：0.0012Kgm2负载惯量 ：0.0020Kgm2 速度增益 =0.0012+0.0020 *100=267 0.0012 第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC65www.bj- 先设定速度增益为100（参数2021=0），每次增加100（或50），具体要根据电机大小和负载决定。直到电机出现振动。此时停止增大增益。一般情况下，设定值为此时设定值的70%。手动调整速度增益第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC66www.bj-3、调整位置环增益以一定的速度驱动机床移动，观察伺服调整画面右侧的“位置环增益”，确认位置环增益显示数值是否正确。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC67www.bj-v确认画面显示的位置环增益，一般情况下应该和参数1825设定值一致。位置增益(伺服环增益)(PG)1825设定单位:0.01s根据机械系统的响应性能(跟踪性)进行设定v进行插补的各个伺服轴位置环增益必须设定一致，只做定位控制的伺服轴位置环增益可以不同。位置环增益手动调整对于位置环增益，直接影响工件的精度，半闭环建议设定为5000，全闭环推荐值3000。如果机床不振动可参照次数值设定，如有振动可适当减小。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC68www.bj-4、测定电机的负载电流v显示值是额定电流的百分比。伺服电机的实际电流显示在伺服调整画面的右下方，可用来测定电机在轴移动和停止时的电流值。v以一定速度驱动轴移动，测定实际电流。v在以一定速度移动或停止时，负载电流一般不超过100%，当负载电流超过100%时，必须按照伺服电机规格说明书中规定的过载断续运行时间运行。v停止时电流显示是实际电流的10.86倍。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC69www.bj-5、手动调整快速时间常数的方法0ID0ID内容内容参考值参考值16201620快速进给钟形加减速时间常数快速进给钟形加减速时间常数T1(ms)T1(ms)16211621快速进给钟形加减速时间常数快速进给钟形加减速时间常数T2(ms)T2(ms)快速运行，主要考虑冲击，时间常数设定的过小，则冲击太大；时间常数设定的过大，加速太慢，效率又过低。G00运行时，优先考虑冲击，尤其是大型机床。观察伺服调整画面，在快速移动加减速时电流的百分比不能过大由于快速移动开始的瞬间冲击最大，必须合理设定加减速时间参数。例如：某电机的额定电流为20A，最大电流为40A，则在加减速时，观察电流值，不得超过40A为宜，或者百分比不超过40/20*100%=200%可以通过观察伺服调整界面，手动调整快速移动时间常数，主要有以下三 种方法：第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC70www.bj-观察伺服调整画面，建议空载情况下，在快速移动平稳运行的过程中，电流的百分比不超过30%（水平轴最大不超过50%）和快速移动开始瞬间的情况不同，平稳运行时属于长时间工作，必须保证电流不能过大。观察伺服误差，快速移动开始的时候DGN300的值不能太大。设定完成后可用手动触摸机床，感觉一下冲击是否在合适的范围内。另外，在快速移动停止时，DGN300的值不能反向，如果反向，则证明时间常数设定过小，应该增大。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC71www.bj- 切削和快速的区别：切削的速度较快速移动低，所以不容易造成冲击，故调整的侧重点主要考虑平稳性，和快速移动稍有不同。同样有三种方法，通过观察伺服调整画面手动调整切削的时间常数：切削时，必须先观察实际的位置增益值和设定值是否一致，以确认位置脉冲数和N/M参数设定是否正确。DGN300在切削运行的过程中显示值是否正确，DGN300=F/（60PG），另外要观察该值是否稳定，要求波动在2以内。观察伺服调整画面的电流值。6、手动调整切削时间常数的方法：第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC72www.bj- 手轮观察时，主要是看DGN300的变化的情况，在1档摇动手轮，观察DGN300的变化，最好在正负1um内变化。另外，对于大型机床而言，由于普遍切削速度较低，一般在200mm/min以内，所以实际的切削时间常数通过测定甚至可以设定为0，检测的标准主要是看以实际加工速度（比如说F=100mm/min）测圆和测方的结果来判定。对于实际的切削加减速时间常数，最好是通过servo guide测量实际的加工速度来进行准确测量。v建议：小型机床1620设定值为100ms，大型机床为200ms参数1621一般情况下设定为0，使用AICC时设定为32。7、手轮观察的重点（判断机械爬行）第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC73www.bj-8、用TCMD滤波器抑制振动设定值 1166（200Hz）2327（90Hz）一般情况下设定1166，设定2400以上的值时，振动会增大，所以请不要设定。转矩指令滤波器2067 转矩指令滤波器是对转矩指令进行1次低通滤波的功能。机械系统在100Hz以上的频率共振时，用此功能可以避免高频共振。转矩指令滤波器是对前向信号进行滤波，对整个速度控制系统的不良影响要小。机械系统在高频振动（共振）时，一般先使用转矩指令滤波器试一试，如果无法解决，再考虑其他滤波器。第二章 伺服功能介绍及手动调整BEIJING-FANUC74www.bj-第三章 高速高精度调整高速高精度电机规格手动调整Servo guide案例分析BEIJING-FANUC75www.bj-第三章 高速高精度调整一、0i-D和31i系统的高速高精度功能介绍 高速高精度功能是在对工件质量要求较高时，普遍采用的控制方式。FANUC系统提供了多种高速高精度控制功能。可以使系统在加工过程中增加程序预读段数，预知加工轨迹，从而提前作出判断，提高加工效率。可以通过对相应参数的调整使工件的加工达到优化，达到提高效率、提高工件表面光洁度、减少形状误差等目的。BEIJING-FANUC76www.bj-功能规格0i-MD 0i-TD0i Mate-MD 0i Mate-TD 先行控制J701-AI先行控制-AI轮廓控制J665A-AI轮廓控制 IIS808A-1、0i-D 高速高精度功能v当要求高速高精度加工时，使用此功能，可以抑制由于进给速度变大造成的加减速及伺服系统的延迟，由此可以减少加工形状的误差。第三章 高速高精度调整BEIJING-FANUC77www.bj-先行控制AI先行控制机型0i-TD0i Mate-MD0i-MD标准/选项选项标准预读程序段数11220预读插补前直线型加/减速OO预读