FANUC CNC系统伺服调整简述以及“一下子(one...

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FANUC

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北京发那科机电有限公司

技术部

栗炜

◇ lIwEI@BFM lIwEI@BFM lIwEI@BFM

lIwEI@BFM

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FANUC FANUC FANUC

FANUC

CNCCNCCNC

CNC

系统伺服调整简述以及

“““

“

一下子（One TouchOne TouchOne Touch

One Touch

）”””

”

伺服设定功能

FANUC FANUC FANUC

FANUC

CNCCNCCNC

CNC

系统伺服调整简述

以及“““

“

一下子（One TouchOne TouchOne Touch

One Touch

）”””

”

伺服设定功能


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FANUC

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技术部

栗炜


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本文主要介绍FANUCFANUCFANUC

FANUC

系统的伺服调试以及相关内容。

前面部分主要介绍FANUC专业伺服调试软件以及大致的使用方法

第二部分重点介绍FANUC“一下子（One Touch）”伺服设定功能

最后部分简要说明模具加工需要注意的相关事项

内容提要内容提要


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80~90%高级：使用伺服软件(Servo Guide)手动调整的部分参数

70~80%标准：使用伺服软件(Servo Guide)自动调整的部分参数

60~70%基本：典型的基本参数

效果目标

要获得高性能的伺服控制伺服调整的工作是不可缺少的，但伺服调整能解决的问题是有限的，需要有良好的机械条件作为保证。

使用FANUC SERVO GUIDE FANUC SERVO GUIDE FANUC SERVO GUIDE

FANUC SERVO GUIDE

软件

★★★标准自动调整

––★参数设定支持画面

30i16i0i功能

“““

“

一下子”””

”

设定功能，自动调整

当不进行伺服调整时，伺服的性能大约为30%30%30%

30%

常用的伺服调整方式比较常用的伺服调整方式比较

适合机床厂家和部分技术较为全面的最终机床用户

适合没有调整经验的机床厂家或者最终用户

注：如果机床出厂已经做过必要的调整，请不要使用本功能做初始化，只能对个别参数进行修改或优化


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伺服调整工具

FANUCFANUCFANUC

FANUC

SERVO GUIDE SERVO GUIDE SERVO GUIDE

SERVO GUIDE

伺服调整工具

FANUCFANUCFANUC

FANUC

SERVO GUIDE SERVO GUIDE SERVO GUIDE

SERVO GUIDE

特点特点

将伺服主轴参数简单化、最优化，给机床设计者带来轻松舒适的全新体验

PCMCIAPCMCIAPCMCIA

PCMCIA

LAN cardLAN cardLAN card

LAN card

操作系统: Windows98, Me, NT, 2000, XP: Windows98, Me, NT, 2000, XP: Windows98, Me, NT, 2000, XP

: Windows98, Me, NT, 2000, XP

显示器: XGA(1024: XGA(1024: XGA(1024

: XGA(1024

***

*

768) 768) 768)

768)

或更高

CNCCNCCNC

CNC

Series0Series0Series0

Series0

iii

i

/ 0/ 0/ 0

/ 0

iii

i

Mate - Model B,C Mate - Model B,C Mate - Model B,C

Mate - Model B,C


Series16

iii

i

/ 18/ 18/ 18

/ 18

iii

i

/ 21/ 21/ 21

/ 21

iii

i

- Model B - Model B - Model B

- Model B


Series30

iii

i

/ 31/ 31/ 31

/ 31

iii

i

/ 32/ 32/ 32

/ 32

iii

i

- Model A - Model A - Model A

- Model A

Power Mate - Model D,HPower Mate - Model D,HPower Mate - Model D,H

Power Mate - Model D,H

伺服

•••

•

主轴的综合调整软件

支持中文显示

自动进行HRVHRVHRV

HRV

滤波和速度环增益的快速调整


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速度增益余量

速度增益的推荐值

导航器测定机械特征、并指导伺服增益设定。

导航器首先进行伺服速度增益的调整。

通过调整导航器自动调整通过调整导航器自动调整


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无滤波（两个谐振点）谐振被抑制

自动检测最合适的滤波器

Frequency

Gain

阻尼中心频率

频宽

测量频率响应并使用HRVHRVHRV

HRV

滤波器调整测量频率响应并使用HRVHRVHRV

HRV

滤波器调整


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• 前馈系数 100%100%100%

100%

• 速度环增益 650%650%650%

650%

• 速度环高速处理功能有效

10m/格10m/格

• 前馈系数

100%100%100%

100%

• 速度环增益

300%300%300%

300%

增益调整、滤波器设定的效果增益调整、滤波器设定的效果


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支持多种图形显示方式

反向间隙加速度调整示意图拐角减速调整示意图

结合实际图形调整结合实际图形调整

反向间隙加速补偿误差拐角加工误差


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例: : :

:

伺服轴设定画面

速度脉冲数

位置脉冲数

位置脉冲数変換系数

・・・・

例:::

:

AI AI AI

AI

轮廓控制画面

详细伺服以及主轴参数调整详细伺服以及主轴参数调整


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新的FANUC系统中集成了一套由经验丰富的技术人员总结的高速 ·高精

度参数，只需按两次软键就可以完成所有相关参数的设定。

大部分的数控机床按此设定都可以大幅度提高加工精度。

“““

“

一下子”””

”

（One TouchOne TouchOne Touch

One Touch

）伺服设定方法“““

“

一下子”””

”


One Touch

）伺服设定方法


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• 无需SERVO GUIDE • 参数设定支持画面 •

电流控制•

速度控制•

位置控制•

反向间隙加速

•

时间常数•

加减速控制

“““

“

一下子”””

”


One Touch

）伺服设定方法“““

“

一下子”””

”


One Touch

）伺服设定方法


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指令位置

电机位置

利用FANUC系统伺服参数“一下子”设定功能，即可根据提示使用屏

幕软键直接进行简单的一键设定，能够明显改善数控机床的加工效果。

“““

“

一下子”””

”


One Touch

）伺服设定实例“““

“

一下子”””

”


One Touch

）伺服设定实例


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参数设定支援（AICCAICCAICC

AICC

功能）参数设定支援（AICCAICCAICC

AICC

功能）通过参数设定支持画面设定详细参数通过参数设定支持画面设定详细参数

首先选择伺服参数设定画面


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电流控制参数

默认设定使用电流PI控制，如果使用直线电机，推荐使用HRV3有效，倍率默认150。普通伺服电机也可使用，但效果改善不明显。

另外，屏幕下方会有相关设定提示。

通过参数设定支持画面设定详细参数通过参数设定支持画面设定详细参数


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速度控制参数

通常不用修改。使用默认值即可。



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速度控制参数

此画面参数大部分是电机默认参数，不要随意修改。速度增益可根据机械情况适当提高，一般设定300以上，刚性好的机床可以达到700以上。速度

增益对于提高伺服响应以及模具光洁度帮助较大，但数值过大会造成机床振动。



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位置控制参数

位置增益默认5000，可适当提高有利于减少形状误差，国外机床通常设定8000以上

先行FF系数，即前馈系数，通常设定9700～10000，如机床振动可适当降低

速度FF系数，通常设定50～100。



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为了缩短伺服的跟踪延迟而实现高精度，使用前馈功能。将前馈系数设定为100%时，可以将位置偏差基本上置于0。



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反间隙加速调整111

1

BL（BackLash）补偿，

即反向间隙补偿。补偿数值根据实际机械情况使用千分表测量。

BL加速有效，用于补偿因电机反转延迟造成的圆弧跨象限凸起，具体补偿值需要根据实际凸起情况调整。（在下一页设定）

最后一个2段BL加速一

般不使用，通常只有在机械静摩擦较大，而且不同BL补偿无效的情况下使用。



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反间隙加速调整222

2

BL加速量、BL加速停止量、BL加速时间，

这三个补偿量通常配合使用，用于消除电机反转引起的圆弧跨象限凸起。一般BL加速量在在300左右，BL加速停止量0～10，BL加速时间10～20左右。如补偿过大将造成内凹也就是过切现象。



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反向间隙加速度调整实例反向间隙加速度调整实例


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选择高精度设定画面



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时间常数设定111

1

分别设定快速和切削时的加减速时间常数，通常快速时间常数比切削时大一些。

一般来说，时间常数越小伺服响应越快，但同时由于加速度变大也越有可能引起机械振动。如果调整后在相应各轴启动或停止时有异响，则说明数值设定过大。



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时间常数设定222

2

本页设定参数通常不用修改。



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通常快速移动的时间常数系在对机械施加最大载荷的状态下进行加 /减速时，在扭矩指令不超过100%的范围内设定尽可能短的时间常数。

上图表示快速移动时间常数的调整情况。通过调整快速移动的时间常数，可以缩短总体的加工时间。

加减速时间常数调整实例加减速时间常数调整实例


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自动加减速设定

本页设定圆弧减速以及拐角减速相关参数。

圆弧减速是指系统在刀具轨迹的圆弧半径小于设定值时自动减速。

拐角减速是在加工拐角部分自动减速以减小误差。



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拐角减速调整实例拐角减速调整实例


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圆弧部的加速度急剧变化，残留有位置偏差。为了减少这一位置偏差，可设定容许加速度。本例中，在圆弧部将进给速度降低到F1000，通过圆弧部后，返回到F4000。另外，圆弧部前后的加/减速由插补前时间常数决定。

根据圆弧半径自动减速实例根据圆弧半径自动减速实例


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1mm误差表示

指令位置

电机位置

参数设定支援画面

引导调整后并进行

象限突起补偿

10um误差表示

iii

i

S 伺服电机的高精度化　XY 轴插补

iii

i

S 12/3000S 12/3000S 12/3000

S 12/3000

半径误差约3mm没有进行参数自动设定

国产数控机床伺服调整实例国产数控机床伺服调整实例


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模具加工的注意事项模具加工的注意事项

•

必须使用AICCAICCAICC

AICC

功能。

确认CNC系统是否具有AICC功能，选择0i - MC 功能包A。否则无法满足高速高精度的要求。

•

尽量使用HRV2HRV2HRV2

HRV2

控制，HRV3HRV3HRV3

HRV3

控制功能可选。

系统标配功能，相应伺服软件必须版本90B0以上。电机代码使用代码表括号内的数值，也就是大于250的数值。HRV3对于普通伺服电机进行加工效果提升不明显。

系统功能相关


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O0001

……

G05.4Q1 —— HRV3电流控制功能打开

G05.1Q1 —— AICC功能打开

…… ——加工程序部分

…… （注：刀补要加在G05.1Q1之后）

G05.1Q0 —— AICC功能关闭

G05.4Q0 —— HRV3电流控制功能关闭

……


编程相关


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功能确认

加工时在屏幕右下角有AICC字样

闪烁

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