反向間隙加速功能調(diào)整方法

1、BEIJING-FANUC技術(shù)部反向間隙加速功能調(diào)整技術(shù)部技術(shù)支持課：徐少華、郭柯一、反向間隙加速功能的原理在機(jī)床進(jìn)給軸的傳動(dòng)過(guò)程中，由于反向間隙、摩擦等因素，造成電機(jī)在反向運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生滯后，電機(jī)的反轉(zhuǎn)滯后造成加工的延時(shí)，此時(shí)，在加工圓弧象限過(guò)渡處將會(huì)留下象限凸起的條紋。反向間隙加速功能的原理為:將人為設(shè)定的反向間隙加速補(bǔ)償量補(bǔ)償至速度環(huán)積分環(huán)節(jié)的VCMD，用以改善電機(jī)由于傳動(dòng)環(huán)節(jié)的影響造成的滯后，降低在反轉(zhuǎn)時(shí)的位置誤差。其原理如下：ANo2（i4SXCVII.)2071反向間隙加速時(shí)間2048反向間隙加速量在分析機(jī)床進(jìn)給軸反向運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生滯后的原因中，一方面，電機(jī)本身摩擦引起的反轉(zhuǎn)延時(shí),另一方面，

2、機(jī)床本身的傳動(dòng)摩擦引起的反轉(zhuǎn)延時(shí)，為了更好的補(bǔ)償上面兩個(gè)因素導(dǎo)致的反轉(zhuǎn)延時(shí)，二段反向間隙加速功能分別予以針對(duì)補(bǔ)償。第一段：補(bǔ)償電機(jī)的反轉(zhuǎn)摩擦扭距二段反向間隙加速功能第二段：補(bǔ)償機(jī)床的摩擦扭距說(shuō)明：實(shí)際機(jī)床調(diào)試時(shí)，是否使用二段反向間隙加速功能有以下幾個(gè)注意點(diǎn)：1、如果使用一段加速功能，且一段加速量設(shè)定很大值仍無(wú)補(bǔ)償效果，嘗試使用二段反向間隙加速功能。2、線軌機(jī)床導(dǎo)軌傳動(dòng)使用滑塊結(jié)構(gòu)，和軌道的接觸面小，機(jī)床本身的傳動(dòng)摩擦小，往往使用一段加速功能即可實(shí)現(xiàn)反向滯后的補(bǔ)償。3、硬軌（方軌）機(jī)床的導(dǎo)軌傳動(dòng)使用貼塑面整體接觸，和導(dǎo)軌的接觸面大，傳動(dòng)摩擦相應(yīng)的就會(huì)變大，在導(dǎo)軌摻刮不均勻的情況下，使用一段反向間

3、隙補(bǔ)償功能，往往達(dá)不到效果，此時(shí)，可以嘗試使用2段反向間隙補(bǔ)償功能。BEIJING-FANUC技術(shù)部二、一段反向間隙加速功能的調(diào)整1、將機(jī)床進(jìn)給軸的位置環(huán)和速度環(huán)增益調(diào)整至合理值如果在進(jìn)給軸的增益沒(méi)有進(jìn)行合理的調(diào)整之前，進(jìn)行進(jìn)給軸反向運(yùn)轉(zhuǎn)延時(shí)滯后調(diào)整，此時(shí)，反向間隙減速功能并不能很容易的補(bǔ)償反轉(zhuǎn)滯后，提高伺服軸的位置環(huán)和速度環(huán)增益，本身就是在提高伺服的響應(yīng)和剛性，進(jìn)而補(bǔ)償反轉(zhuǎn)滯后的延時(shí)影響。故：在進(jìn)行反向間隙加速補(bǔ)償功能之前，務(wù)必將位置環(huán)和速度環(huán)調(diào)整至較高的穩(wěn)定值，在此基礎(chǔ)上再進(jìn)行其他功能的補(bǔ)償，將會(huì)很容易進(jìn)行補(bǔ)償。如下圖：圖一為VG=150時(shí)測(cè)定的圓，圖二為VG=300時(shí)測(cè)定的圓。K_Y_V

4、IX+X+圖五Y從上圖可以看出，X軸在兩個(gè)方向反轉(zhuǎn)延時(shí)滯后，在相同補(bǔ)償值下，其效果不一樣,此時(shí)需要根據(jù)不同方向分別進(jìn)行補(bǔ)償。4、重力軸的特殊注意通常的機(jī)械設(shè)計(jì)，重力軸都為配重鐵塊或氮?dú)馄胶鈿飧灼胶庵鬏S，但是如果配重鐵塊和主軸側(cè)重量差異過(guò)大，則需要進(jìn)行重力軸的扭距補(bǔ)償。如下圖六：圖六進(jìn)行扭距補(bǔ)償?shù)慕Y(jié)果：需要保證Z軸上下反轉(zhuǎn)時(shí)凸起量一致。在保證了上下兩個(gè)方向凸起量一致的基礎(chǔ)上，再使用一段反向間隙加速功能進(jìn)行細(xì)致調(diào)整。BEIJING-FANUC技術(shù)部回區(qū)5V；-5P組十背隙加速7H參數(shù)提示反向間隙加速2段履向間隙加速1E段反向間隙加煙2|庚鬲間隙加理3靜摩擦補(bǔ)f弋卜回反向間隙加速有效2段加速度有奴回

5、忸切削吋加速疑有效反向間隙補(bǔ)償反簡(jiǎn)間隙補(bǔ)償|iT1.OOOum對(duì)位置環(huán)辰向間隙補(bǔ)償無(wú)效-!.蠱甌1段加連度標(biāo)準(zhǔn)值（%）11段加速度標(biāo)淮值（-+）（%）11-1段加速度翹略1POA15143*補(bǔ)償扭矩|廁士l.lApNO2087奪數(shù)-COI.pr（JK機(jī)）文件（I騙輯（1移動(dòng)附窗口進(jìn)）幫助BEIJING-FANUC技術(shù)部BEIJING-FANUC技術(shù)部注：NO2087的設(shè)定值可設(shè)定正值（配重過(guò)輕）、負(fù)值（配重過(guò)重）。5、不同速度的補(bǔ)償設(shè)定伺服軸在不同速度下運(yùn)行，反向滯后延時(shí)量也將不同，故：以不同速度下加工圓弧時(shí)，其象限的凸起量將不一致。理論上推測(cè)，象限補(bǔ)償量和進(jìn)給速度是線性關(guān)系，如下：加速量進(jìn)給

6、速度建立加工速度范圍內(nèi)的線性關(guān)系的步驟：1）在速度范圍內(nèi)選擇最小速度進(jìn)行測(cè)試，一邊觀察象限凸起，一邊設(shè)定最佳反向間隙加速量，將設(shè)定值設(shè)定在NO2048中2）選擇在最大和最小速度之間的值，一邊測(cè)試，一邊增大倍率值（對(duì)應(yīng)參數(shù)NO2114）,直至補(bǔ)償量消除凸起。3）將速度設(shè)定最大進(jìn)行測(cè)試，觀察圓弧凸起，設(shè)定對(duì)于最大速度凸起量的補(bǔ)償值，將該值設(shè)定至NO2338中。說(shuō)明：通常情況，考慮加工工藝，如:主軸轉(zhuǎn)速、刀具磨損等因素，模具加工的速度一般在F3000/M以下，故：簡(jiǎn)單的測(cè)試，可以以某一固定速度（通常F2000）進(jìn)行反向間隙的補(bǔ)償，無(wú)需上述細(xì)致的補(bǔ)償。當(dāng)存在不同反向間隙補(bǔ)償時(shí)，其對(duì)應(yīng)的不同速度下的補(bǔ)償

7、參數(shù)如下:方向別設(shè)定反轉(zhuǎn)方向反向間隙加速量加速敖倍率加速量極限值無(wú)通用Xn.2114有從正向向負(fù)向反轉(zhuǎn)從負(fù)向向IF向反轉(zhuǎn)u.2O94XO.2J400.2341三、二段反向間隙加速功能的調(diào)整如果在一段反向間隙加速功能補(bǔ)償值設(shè)定很大的情況下（如：NO2048:600，NO2071：80左右），對(duì)于加工圓弧的象限凸起仍沒(méi)有明顯作用時(shí)，需要嘗試使用二段反向間隙加速功能。二段反向間隙加速功能，對(duì)于造成電機(jī)反向滯后的原因分別予以補(bǔ)償，尤其針對(duì)機(jī)床本身的傳動(dòng)摩擦力。二段反向間隙加速功能是在一段反向間隙加速功能之后發(fā)生作用的，他們之間的作用時(shí)機(jī)和配合關(guān)系如下:BEIJING-FANUC技術(shù)部:弟|級(jí)加速乘敷N

8、02039一第1級(jí)加速量誼置N02167N02082N02089時(shí)間第2級(jí)加速It（碇粧定值為I）時(shí)述浚不能進(jìn)行補(bǔ)糕JBEIJING-FANUC技術(shù)部第2級(jí)開(kāi)始I結(jié)束參數(shù)（檢測(cè)單也）以離開(kāi)笫1禺的距離設(shè)定第2隸開(kāi)始點(diǎn)涉及二段反向間隙加速功能的幾個(gè)主要參數(shù)標(biāo)注于上圖中。說(shuō)明：1、NO2082參數(shù)設(shè)定為二段反向間隙加速功能的開(kāi)始位置，實(shí)際亦為一段反向間隙加速功能的停止位置。2、二段反向間隙加速開(kāi)始位置NO2082和終點(diǎn)位置NO2089需要注意如下關(guān)系：1）NO2089設(shè)定為0時(shí)，NO2082設(shè)定為正值，貝V：終點(diǎn)位置在起點(diǎn)的二倍處如果NO2082設(shè)定值為負(fù)，則終點(diǎn)位置在起點(diǎn)的三倍處。2）NO208

9、9設(shè)定為非0值時(shí)，則終點(diǎn)位置為：NO2082XNO2089/10O3、實(shí)際調(diào)整時(shí)，需要注意固定一端，即：在修改開(kāi)始位置時(shí)，需要保持結(jié)束位置保持不變，觀察測(cè)試加工的效果；修改結(jié)束位置時(shí)，需要保持開(kāi)始位置不變，觀察測(cè)試加工的效果。4、需要使用二段反向間隙加速功能時(shí)，往往一段反向間隙加速補(bǔ)償量設(shè)定很小。如果設(shè)定過(guò)大，貝V：電機(jī)在一反轉(zhuǎn)時(shí)即出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象。二段反向間隙加速功能的調(diào)整步驟如下：1、設(shè)定初始補(bǔ)償值，進(jìn)行粗略補(bǔ)償，觀察測(cè)試圓弧通常，初始設(shè)定補(bǔ)償值如下：BEIJING-FANUC技術(shù)部參數(shù)-CNCPAEA-pra（Jfi機(jī)）文件回舖輯移動(dòng)(W窗口址)幫助迅5VQ5P組十背陳加速叼參數(shù)提示BEIJ

10、ING-FANUC技術(shù)部反苛間晾加速2段反向間陳加速?gòu)S緞反茴孫加速2|2段反向間嘶雁亍|靜摩撩補(bǔ)人毛卜0反向間晾加速有敖02段協(xié)速度有效0僅切削時(shí)加速度有效反向間隙補(bǔ)f嘗反向間隙補(bǔ)償對(duì)位置環(huán)反向間隙補(bǔ)償無(wú)敦l.OOOum一段初始補(bǔ)償量設(shè)定uBEIJING-FANUC技術(shù)部O.Op字；衛(wèi)-LV占i段加速度標(biāo)準(zhǔn)值艸。)NO20481段加速度標(biāo)準(zhǔn)值(-+)C%)1段加速度盅晦P0A1補(bǔ)償扭拒二段相關(guān)補(bǔ)償參數(shù)初始設(shè)定NO2039NO2082NO2089NO2167測(cè)試測(cè)定圓弧如：圖七5.Oum-5R:10.000K:-10.001Y:0.000G：200.0Z:1.0j2、分析一段加速量是否合理按照對(duì)

11、于一段反向間隙加速和二段反向間隙加速功能作用時(shí)機(jī)的分析，電機(jī)在一反向時(shí)，首先發(fā)生加速作用的是一段加速。將上述圖七，按下Z鍵，放大如：圖八圖八從圖八可以看出，在電機(jī)一反轉(zhuǎn)時(shí)即發(fā)生了過(guò)切，故：需要修改一段加速量NO2048。說(shuō)明：在使用二段加速功能后，一段反向間隙加速量往往只要設(shè)定很小值即可，如果按照只使用一段反向間隙加速功能時(shí)的補(bǔ)償量設(shè)定，此時(shí)電機(jī)一反向時(shí)將會(huì)產(chǎn)生過(guò)切。3、進(jìn)行二段反向間隙加速的細(xì)調(diào)針對(duì)二段反向間隙的細(xì)調(diào)主要圍繞開(kāi)始位置、終點(diǎn)位置、加速量的細(xì)致調(diào)整進(jìn)行。出現(xiàn)的幾種情況如下：如圖I：二段加速的起點(diǎn)和終點(diǎn)過(guò)遲。補(bǔ)償時(shí)間太短。設(shè)定舉例：P2039=500P2082=10P2089=0注

12、：起點(diǎn)和終點(diǎn)的確認(rèn)有如下規(guī)律：當(dāng)P2089=0時(shí)，P2048為正值時(shí)，終點(diǎn)在2倍起點(diǎn)處；P2048為負(fù)值時(shí)，終點(diǎn)在3倍起點(diǎn)處。當(dāng)在P2089設(shè)定值時(shí)，終點(diǎn)可以在任意處，此時(shí)計(jì)算的終點(diǎn)為（P2089設(shè)定值）X（P2082設(shè)定值）/10。如圖II：二段補(bǔ)償?shù)钠瘘c(diǎn)有點(diǎn)遲，需要重新調(diào)整起點(diǎn)，修改時(shí)，保持終點(diǎn)不變。設(shè)定舉例：P2039=500P2082=5P2089=40（為保證終點(diǎn)不變，修改值為40）圖II如圖III：二段加速的終點(diǎn)有點(diǎn)早，需要重新修改，此時(shí)保持起點(diǎn)不變。設(shè)定舉例：P2039=500P2082=5（修改終點(diǎn)，保持起點(diǎn)不變）P2089=60圖III如圖IV：合理調(diào)整二段加速起點(diǎn)、終點(diǎn)，得

13、到如圖IV，由于二段加速量補(bǔ)償比較多，產(chǎn)生過(guò)切。此時(shí)需要調(diào)整二段補(bǔ)償量。設(shè)定舉例：P2039=150P2082=5P2089=60IV4、關(guān)于加速量偏置NO2167在使用NO2039進(jìn)行補(bǔ)償二段反向間隙加速量時(shí)，如果設(shè)定值很大時(shí)仍無(wú)法進(jìn)行有效抑止圓弧象限凸起時(shí)，請(qǐng)嘗試使用NO2167參數(shù)進(jìn)行抑止象限凸起，該參數(shù)在抑制象限凸突起上作用明顯。5、進(jìn)行不同方向的補(bǔ)償如果使用二段反向間隙加速功能時(shí)，出現(xiàn)不同凸起量，和一段加速一樣，也可以進(jìn)行不同方向的補(bǔ)償設(shè)定。其對(duì)應(yīng)關(guān)系如下：方向別設(shè)定反轉(zhuǎn)方向第2級(jí)加速量加速量倍率加遠(yuǎn)量極限值無(wú)通用So.2114o.2J33有從正向向負(fù).向反轉(zhuǎn)從負(fù)向向正向返反轉(zhuǎn)Xo.

14、2341四、調(diào)整案例案例一：加工曲面效果不好圖8表面粗糙和有象限點(diǎn)淺析：從圖片中可以看出圓弧表面的加工效果不理想，粗糙；有象限點(diǎn)?？赡苁菂?shù)設(shè)置引起震動(dòng)造成，也有可能是機(jī)械原因造成。解決過(guò)程：1）使用SERVOGUIDE測(cè)試原始圖形如下：圖9XZ軸插補(bǔ)的圓弧圖形2）使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整之后測(cè)試圖形如下:圖10調(diào)整之后的圖形從調(diào)整前后的圖形來(lái)看，有所改善，但加工出來(lái)效果依然。于是，進(jìn)行機(jī)械的檢查。重新進(jìn)行X軸和Z軸的裝配。3）重新裝配機(jī)械后再次使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整，測(cè)試波形如下:BEIJING-FANUC技術(shù)部BEIJING-FANUC技術(shù)部10.0004）再次進(jìn)行加工，

15、表面刀紋和光潔度很好，問(wèn)題解決。5）調(diào)整前后的參數(shù)設(shè)置:參數(shù)號(hào)調(diào)整前X軸調(diào)整后Z軸X軸Z軸2003#511112015#6110118511015121820482020350520940045002071202020202009#71111208255552271#511012039100200050208900025216720050003006）小結(jié)從調(diào)整的過(guò)程，可以看出加工效果不好主要是由參數(shù)設(shè)置和機(jī)械安裝不良共同造成的。機(jī)床是三軸硬軌，摩擦力比較大，X軸在重新調(diào)整之后，不需要使用2段加速度；而Z軸由于各方面的因素，仍需要使用2段加速度。案例二：象限點(diǎn)問(wèn)題1圖12象限點(diǎn)淺析：在機(jī)床系統(tǒng)

16、中，當(dāng)反沖，摩擦的影響較大時(shí)，在電機(jī)反轉(zhuǎn)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生延遲，造成圓弧切削時(shí)的象限突起。如果進(jìn)行補(bǔ)償過(guò)量時(shí)，又會(huì)產(chǎn)生象限凹下。不管象限凸起還是凹下，從肉眼來(lái)觀測(cè)，一般都呈現(xiàn)一條線，如圖12。但具體是凸起還是凹下，一般難以判別，需要從實(shí)際加工的調(diào)試中來(lái)摸索，然后有針對(duì)性地調(diào)整相關(guān)參數(shù)或者機(jī)械來(lái)解決。解決過(guò)程：1）使用SERVOGUIDE測(cè)試原始圖形如下:圖13XZ軸的圓弧原始圖形2）使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整之后圖形如下:3）再次進(jìn)行加工，象限點(diǎn)消除，問(wèn)題解決。4）調(diào)整前后的參數(shù)設(shè)置參數(shù)號(hào)調(diào)整前調(diào)整后X軸Z軸X軸Z軸2003#511112015#601001851101510172048300

17、202503502094350602003852071202020202009#71111208255552271#50100203902000020890350021670500005）小結(jié)從調(diào)整過(guò)程中，可以看出這個(gè)象限痕主要是Z軸使用了2段加速不當(dāng)，造成象限過(guò)切引起。2段加速在機(jī)床靜態(tài)摩擦力相當(dāng)大的時(shí)侯可以使用，能非常有效地抑制凸起，如案例一；但使用不當(dāng)時(shí)，也會(huì)造成過(guò)切。故，2段加速的是否使用需依機(jī)床的實(shí)際情況來(lái)定。案例二：象限點(diǎn)問(wèn)題2圖15象限點(diǎn)淺析：由圖片的效果來(lái)看，該圖中X和Y軸都有象限點(diǎn)（機(jī)床為三軸硬軌，Y軸的靜態(tài)摩擦力大），但具體象限點(diǎn)是凸起還是凹下，則不清楚。需要進(jìn)行嘗試性的調(diào)試來(lái)分析解決。解決過(guò)程：1）使用SERVOGUIDE測(cè)試原始圖形如下:圖16XY軸的圓弧原始圖形2）使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整之后圖形如下:BEIJING-FANUC技術(shù)部10.000BEIJING-FANUC技術(shù)部10.0003）再次進(jìn)行加工，象限點(diǎn)消除，問(wèn)