高速高精控制的調(diào)整步驟

（優(yōu)選）高速高精度控制的調(diào)整步驟目前一頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點車驅(qū)動的三個基本要素高速高精度機床加工的三個基本要素駕駛員的駕駛技巧加速器,

剎車,手動響應(yīng)速度車的懸掛CNC的進給率控制伺服

系統(tǒng)響應(yīng)機械剛性駕車和機床高速高精度控制具有以上‘相似性’.高速高精度控制需要的基本元素目前二頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點1.CNC進給速度控制

高速高精度開始不協(xié)調(diào)的因素

為了保證兩者協(xié)調(diào),切線方向的速度僅在必要的點上需要

減小或者增加

-依靠各個軸的速度差

-依靠各個軸的加速度

-依靠各個軸的加加速度拐角前慢下來拐角后

速度升起來曲線前

慢下來曲線時

慢速高速高速高精度控制需要的元素目前三頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點2.伺服系統(tǒng)響應(yīng)

-盡可能精確地跟隨移動指令

-盡可能抑制干擾扭矩

通過使用HRV2或HRV3和HRV濾波器技術(shù)實現(xiàn)較高的速度增益設(shè)定高速高精度控制需要的元素實際路徑實際路徑指令路徑指令路徑普通車賽車目前四頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點3.機械剛性

為了獲得高增益和加工出高精度的工件,也需要高的機械剛性高速高精度控制需要的元素實際路徑指令路徑普通車剛性好并平穩(wěn)的車滿足以上所有3條對于實現(xiàn)機床高速高精度控制僅僅是具備了有一個好的驅(qū)動目前五頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程

概述目前六頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程概述為了提高伺服系統(tǒng)的執(zhí)行性能和CNC進給率控制伺服調(diào)整是必要的.伺服調(diào)整由下列項目組成.(伺服系統(tǒng)響應(yīng))

-增益和HRV濾波器調(diào)整

這個調(diào)整提高了伺服控制總體的執(zhí)行性能.增益調(diào)整是最重要的項目.-前饋調(diào)整

調(diào)整前饋將路徑誤差減小為0.它是高速高精度機床必不可少的功能.(CNC進給率控制)-通過加速度調(diào)整進給速度控制-通過速度差調(diào)整進給速度控制-通過加加速度調(diào)整進給速度控制

以上調(diào)整實現(xiàn)高速控制和指令路徑的平滑控制什么是伺服調(diào)整?目前七頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程概述如何進行伺服調(diào)整1在伺服調(diào)整過程中,增益調(diào)整和HRV濾波器調(diào)整是最重要的.通過提高伺服系統(tǒng)的速度增益和位置增益能夠高精度跟隨位置指令和抑制伺服電機的干擾.調(diào)整指導(dǎo)

在伺服指導(dǎo)中自動進行增益調(diào)整.PCMCIALAN卡伺服指導(dǎo)伺服指導(dǎo)

是支持伺服調(diào)整的一個強有力的工具.伺服指導(dǎo)可以觀測到伺服系統(tǒng)的狀態(tài)并能對伺服進行自動調(diào)整.目前八頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程概述如何進行伺服調(diào)整2伺服調(diào)整使用一些代表性的圖形形狀.這些圖形形狀的程序已登記到伺服指導(dǎo)的程序窗口

并通過程序窗口執(zhí)行生成相應(yīng)的程序.(圓)

前饋反向間隙加速(方)

通過速度差實現(xiàn)進給率控制速度增益(帶圓弧-拐角的方形)

通過改變加速度實現(xiàn)進給率控制目前九頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點HRV控制高速響應(yīng)和高分辨率反饋位置控制伺服系統(tǒng)高精度電流反饋伺服放大器HRV濾波器ai伺服電機速度控制伺服控制伺服調(diào)整過程概述關(guān)于伺服系統(tǒng)伺服系統(tǒng)由伺服控制,伺服放大器和伺服電機組成.所有這些產(chǎn)品對于提高伺服系統(tǒng)的執(zhí)行性能是很重要的.伺服調(diào)整提高了伺服控制的執(zhí)行性能.目前十頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程概述+CNC發(fā)出的指令位置增益

(*5)高速速度環(huán)

(*3)前饋(*4)消除機械共振濾波器(*2)HRV電流控制HRV2,3(*1)

+實現(xiàn)高速高精度控制如下調(diào)整伺服功能(*1)設(shè)定HRV電流控制(HRV2或HRV3)(*2,*3)調(diào)整消除機械共振濾波器并設(shè)定速度環(huán)路增益(*4)前饋調(diào)整(*5)位置增益調(diào)整伺服控制中的伺服調(diào)整項目伺服控制目前十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點(*1)

設(shè)定HRV電流控制(HRV2或HRV3)

通過選擇HRV2

標準電機參數(shù)電流環(huán)控制周期縮短到125s(對于ais,ai

和bis伺服電機,使用90B0系列伺服軟件支持HRV2標準電機參數(shù)).對于HRV2的加強功能,通過提高電流環(huán)的高速響應(yīng),使用伺服HRV3控制可以得到更高的速度環(huán)增益.電流環(huán)的高速響應(yīng)是伺服系統(tǒng)總體執(zhí)行性能提高的基礎(chǔ)伺服調(diào)整過程概述速度環(huán)增益低速度環(huán)增益高目前十二頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點(*2),(*3)消除機械共振濾波器調(diào)整

和速度環(huán)增益設(shè)定一些機床在特定的頻率有很強的機械共振.消除機械共振濾波器

的HRV濾波器除去振動有效.伺服指導(dǎo)的調(diào)整導(dǎo)航器功能用于調(diào)整HRV濾波器.也可以使用調(diào)整導(dǎo)航器功能設(shè)定更高的速度環(huán)增益全面提高伺服的執(zhí)行性能.[調(diào)整導(dǎo)航器]調(diào)整導(dǎo)航器按照一步一步的調(diào)整步驟提示進行調(diào)整.下列項目有效.

-自動調(diào)整

設(shè)定速度增益-自動調(diào)整

設(shè)定HRV濾波器

-支持設(shè)定

高速高精度控制功能.

伺服調(diào)整過程概述目前十三頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點(*4)前饋調(diào)整通過‘提前預(yù)讀前饋’,伺服延遲被消除并且圖形誤差減小了通常使用97%到100%的前饋系數(shù)伺服調(diào)整過程概述前饋0%前饋100%目前十四頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點(*5)位置增益調(diào)整通過使用高速速度環(huán)響應(yīng)可以設(shè)定高的位置增益.設(shè)定高的位置增益也可以用于減小誤差.推薦設(shè)定值大于50/sec,只要能保證穩(wěn)定性.考慮快速進給的穩(wěn)定性決定位置增益的限制值.伺服調(diào)整過程概述目前十五頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程概述調(diào)整前調(diào)整后下列圖形表示伺服調(diào)整后的結(jié)果.四象限凸起完全被抑制.路徑變得更平滑.舉例較小的

路徑誤差象限凸起被抑制目前十六頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服調(diào)整過程

詳述目前十七頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點初始化伺服參數(shù)(1)調(diào)整初始化參數(shù)時,請從(1)到(4)初始化伺服參數(shù).灰顏色數(shù)據(jù)需要根據(jù)具體機床調(diào)整.注1.電機代碼從251到350應(yīng)用于HRV2參數(shù)目前十八頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點初始化伺服參數(shù)設(shè)定(2)FAD有效使位置指令更平滑.如果使用AICC,HPCC和AI-NanoCC,FAD不使用.為了減小位置指令的加速度CNC側(cè)使用插補后加/減速是必要的.目前十九頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點設(shè)定高速度增益和位置增益可以有效減小象限凸起.但是設(shè)定高增益是有一些限制的.反向間隙加速是減小象限凸起的功能通過將‘加速指令’加到速度指令當坐標軸反向時.兩段反向間隙加速能夠處理可變的速度.初始化伺服參數(shù)設(shè)定(3)目前二十頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點初始化伺服參數(shù)設(shè)定(4)更詳細內(nèi)容,請參照‘高速和高精度運行相關(guān)的參數(shù)說明’,FANUC交流伺服電機ais/ai/bis系列參數(shù)說明書附錄(B-65270).在說明書中,初始化設(shè)定參數(shù)對小型,中型和大型機床的功能分別進行描述.目前二十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點速度增益和HRV濾波器調(diào)整(1)調(diào)整導(dǎo)航器可以容易地調(diào)整速度增益.調(diào)整導(dǎo)航器從測量頻率響應(yīng)結(jié)果可以看到速度環(huán)路的增益裕度.調(diào)整導(dǎo)航器建議出推薦的速度增益.增益裕度推薦增益目前二十二頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點速度增益和HRV濾波器調(diào)整(2)調(diào)整導(dǎo)航器提高增益后,再測頻率響應(yīng)特性曲線.我們推薦通過坐標軸的直線移動檢測增益設(shè)定的正確性.

如果觀察到有一些振動,請將速度增益減小一點.電機速度轉(zhuǎn)矩指令降低增益電機速度轉(zhuǎn)矩指令目前二十三頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點速度增益和HRV濾波器調(diào)整(3)通過使用調(diào)整導(dǎo)航器可以容易地調(diào)整HRV濾波器.調(diào)整導(dǎo)航器檢測響應(yīng)頻率.調(diào)整導(dǎo)航器建議出推薦的HRV濾波器參數(shù).推薦的濾波器參數(shù)目前二十四頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點速度增益和HRV濾波器調(diào)整(4)設(shè)定濾波器后調(diào)整導(dǎo)航器可以看到頻率響應(yīng)特性曲線.

如果你想修改,你能細微地調(diào)整濾波器.我們推薦通過坐標軸的直線移動檢測濾波器設(shè)定的正確性.

如果觀察到有一些振動,請稍修改一下濾波器參數(shù).電機速度轉(zhuǎn)矩指令修改中心頻率目前二十五頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點改變增益的效果和濾波器調(diào)整舉例位置前饋系數(shù)100%速度增益300%位置前饋系數(shù)100%速度增益650%速度環(huán)高速循環(huán)處理功能(2017#7=1)

ON10mm/div速度增益和HRV濾波器調(diào)整(5)10mm/div目前二十六頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點前饋功能結(jié)構(gòu)圖前饋調(diào)整(1)前饋

從CNC發(fā)出的位置指令轉(zhuǎn)換成速度指令補償.這個補償減小了主要由位置環(huán)延遲產(chǎn)生的位置誤差和輪廓誤差.速度前饋速度指令的變化率(加速度)轉(zhuǎn)換成轉(zhuǎn)矩指令補償.這個補償減小了主要由速度環(huán)延遲產(chǎn)生的位置誤差和輪廓誤差.

-+asKp速度環(huán)位置指令速度前饋++++位置反饋目前二十七頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點前饋系數(shù)0%前饋系數(shù)100%半徑誤差差不多是250mm半徑誤差幾乎是0mm(位置)前饋調(diào)整通過設(shè)定位置前饋系數(shù)值接近于100%,

路徑誤差被徹底減小.前饋調(diào)整(2)目前二十八頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點(位置)前饋調(diào)整前饋調(diào)整(2)插補后時間常數(shù)=24ms前饋系數(shù)100%時間調(diào)整系數(shù)=0插補后時間常數(shù)=24ms前饋系數(shù)100%時間調(diào)整系數(shù)=-3072通過使用“時間調(diào)整系數(shù)”

能夠補償由“插補后時間常數(shù)”導(dǎo)致的半徑減小.如果路徑誤差有必要達到一定的限制值時,請?zhí)峁┦褂眠@個特性.目前二十九頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點速度前饋調(diào)整當各個軸的加速度變化得快時,由于速度環(huán)延遲引起的位置誤差就出現(xiàn)了.速度前饋(VFF)

補償這個延遲.這個程序‘帶1/4圓弧的方形’

用于調(diào)整VFF的設(shè)定值.通過圖形窗口的輪廓方式觀察路徑誤差,你能夠容易地調(diào)整VFF系數(shù).請通過調(diào)整速度前饋減小凸起.XY由Y軸延遲導(dǎo)致的位置誤差由X軸延遲導(dǎo)致的位置誤差XY沒有速度前饋使用速度前饋前饋調(diào)整(3)目前三十頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點圓弧半徑減速根據(jù)加速度調(diào)整進給率控制(1)在這個點‘從直線到圓弧’或‘從圓弧到直線’各個軸的加速度快速變化.在這些點的路徑誤差變大.‘圓弧半徑減速功能’減小了拐角時的切線方向的速度和在上面2點加速度的變化.ABCD直線部分:F4000圓弧部分:F3000切線速度ABCDXY測試程序圓弧->直線直線->圓弧目前三十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點圓弧最大速度是F3000圓弧最大速度是F2200半徑圓弧最大速度請調(diào)整‘圓弧半徑減速’

滿足機床要求的精度.由于‘圓弧半徑減速’

的值,在‘根據(jù)加速度減速’

設(shè)定的‘允許加速度限制’值被決定(半徑的加速度=F2/R).計算最大加速度根據(jù)加速度調(diào)整進給率控制(2)圓弧半徑減速目前三十二頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點AI高精度控制和AI納米高精度輪廓控制有相似的功能“根據(jù)加速度減速”.它根據(jù)減小速度指令鉗制加速度.在小的G01線段系列里減速運算有效.“根據(jù)加速度減速”由到最大進給率的時間常數(shù)確定.速度時間最大進給率時間常數(shù)這個斜率表示允許加速度當你設(shè)定了這一欄中的加速度值時,伺服指導(dǎo)自動地確定了適當?shù)臅r間常數(shù).根據(jù)加速度減速

根據(jù)加速度調(diào)整進給率控制(3)目前三十三頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點容許加速度注釋在“圓弧半徑減速”

和“根據(jù)加速度減速”中,請設(shè)定相同的最大加速度.由圓弧鉗制值我們也能夠確定插補前時間常數(shù)值.通常

插補前時間常數(shù)

=圓弧鉗制值X3.0根據(jù)加速度調(diào)整進給率控制(4)目前三十四頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點通過僅僅設(shè)定插補前時間常數(shù),坐標軸在方形的拐角處不減速.在這點使用‘拐角減速’

是必要的.ABC直線部分:F10000拐角部分:F500切線速度根據(jù)速度差調(diào)整進給率控制(1)ABCDXY測試程序目前三十五頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點拐角速度是F500拐角速度是F200請調(diào)整‘拐角減速’

滿足機床加工精度要求.

根據(jù)速度差調(diào)整進給率控制(2)目前三十六頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點高速高精度伺服HRV3控制目前三十七頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點伺服HRV控制伺服HRV控制實現(xiàn)高速高精度帶高精度電流檢測器的伺服放大器帶16,000,000/rev的超高分辨率脈沖編碼器帶超平滑

旋轉(zhuǎn)的電機路徑誤差

2mmR100mmF30m/min1mm/div高速高精度伺服系統(tǒng)高速高精度伺服系統(tǒng)技術(shù)納米控制超平滑進給和

高速頻率響應(yīng)目前三十八頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點通過高速CPU和ai

伺服放大器的高精度電流檢測器實現(xiàn)高速響應(yīng)和高精度HRV電流控制通過高速響應(yīng)和高分辨能力的ai

脈沖編碼器實現(xiàn)高的速度增益控制HRV濾波器消除從高頻到低頻的機械共振通過與ai

和ais伺服電機的很平滑進給結(jié)合完成高速和高精度控制HRV

電流

控制高速響應(yīng)和高分辨精度反饋位置控制伺服HRV控制納米

插補CNC納米CNC系統(tǒng)高精度電流反饋伺服放大器HRV

濾波器ai伺服電機高的

速度增益控制伺服HRV3控制特性目前三十九頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點SERVOHRV3Control伺服HRV3控制增強的HRV濾波器小的相位

變化寬的和柔和的常規(guī)的HRV濾波器復(fù)數(shù)的單一的增益相位HRV濾波器抑制由于設(shè)定高的速度增益產(chǎn)生機械共振導(dǎo)致的振動多個(最多4個)機械共振抑制根據(jù)機床的特性,濾波器寬度和深度自由地設(shè)定增強的HRV濾波器(1/2)目前四十頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點SERVOHRV3Control伺服HRV3控制自動實時跟蹤隨意移動的機械共振適應(yīng)依靠位置,運行中的狀態(tài)和機械特性不同情況下的響應(yīng)頻率變化.跟蹤前共振:250Hz

濾波器:210HzTCMDF10/min振動減小濾波器頻率HRV濾波器固定210Hz變化后的實際響應(yīng)210210250HzHz振動繼續(xù)跟蹤后總是固定的增強的HRV濾波器(2/2)目前四十一頁\總數(shù)四十五頁\編于十三點SERVOHRV3Control伺服HRV3誤差4mm立式加工中心(半閉環(huán))圓弧切削(XYR100mm,F1