1、BEIJINGBEIJING-FANUCFANUC伺服调整教材伺服调整教材www.bj-单元单元目录目录第一章：伺服规格及初始化第一章：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目录目录 四、自动增益调整五、加工条件选择功能第四章：第四章：SERVO GUIDESERVO GUIDE软件
2、的使用及调试方法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第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化高速高精度高速高精度电机规格电机规格手动调整手动调整Servo guideServo guide案例分析案例分析系统型号系统型号机床机床放大器放大器电机电机0i-DiMD加工中心，铣床加工中心，铣床 aii ai系列系列i系列系列iTD车床车床 aii ai系列系列i系列系列0i
3、Mate-Di Mate-MD加工中心，铣床加工中心，铣床ii,系列系列i Mate-TD车床车床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、一、FANUCFANUC伺服机构的组成及配置伺服机构的组成及配置第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化第一章第一章 伺服电机规格及初始化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二、各类伺服放大器规格和电机的特性v 最高最高驱动性能驱动性能、高可靠高可靠性性的伺服的伺服、主轴系统主轴
4、系统v 适用于所有的适用于所有的工作工作机械机械 输出功率范围宽输出功率范围宽、转速范围大转速范围大FANUCFANUC 系列系列0 0i i-D D 3030i i/31/31i i/32/32i iAC 主轴电机主轴电机 iI 系列系列a ai i 系列系列SV:SV:伺服模块伺服模块SP:SP:主轴模块主轴模块PS:PS:电源模块电源模块AC 伺服电机伺服电机a aiS 系列系列1 1、aiai系列系列aiS500/2000HVaiS200/2500aiS2000/2000HVaiS3000/2000HVaiS1000/2000HVaiS100/2500HVaiS200/2500HVai
5、S300/2000HVaiS50/3000HVaiS40/4000HVaiS100/2500aiS300/2000aiS50/3000aiS500/2000aiS22/4000aiS30/4000aiS40/4000aiS22/4000HVaiS30/4000HVaiF12/3000aiF22/3000aiF30/3000aiF40/3000aiF12/3000HVaiF22/3000HVaiF 1/5000aiF 2/5000aiF 8/3000aiF 4/4000转矩Nm法兰尺寸124812aiS 2/5000,/60004aiS 4/5000aiS 8/4000,/6000aiS12/4
6、000130mm90mmaiS 8/4000HV,/6000HVaiS12/4000HVaiS 2/5000HV,/6000HVaiS 4/5000HVaiF 4/4000HVaiF 8/3000HV380mm1222304050100200 300265mm174mm5001000 2000 3000500mm200V400V200V400VSiFiv 高速、高高速、高输出输出、高可靠高可靠性性v 最适合工作机械最适合工作机械v 注塑注塑成型成型机机、电动冲压机电动冲压机部分型号列表第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化总连接示意图总连接示意图i i SERVO AMPSER
7、VO AMP.i 伺服放大器伺服放大器FSSB分离型检测器接口单元分离型检测器接口单元其它公司的直线编码器其它公司的直线编码器第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化2 2、i i系列系列 i iSVSPSVSP放大器放大器主轴伺服一体型主轴伺服一体型v结构紧凑结构紧凑v高高性价比性价比v节节省省能源能源电源再生制动电源再生制动 i iSVSV放大放大器器双轴双轴/单轴单轴 i iSVSV放大器放大器单轴单轴第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化v外形紧凑适用于小型机械外形紧凑适用于小型机械v电机平滑旋转实现高精度切削电机平滑旋转实现高精度切削v高高可靠性、高性价
8、比可靠性、高性价比v小型小型高高分辨率的分辨率的i脉冲编码器脉冲编码器（131,072131,072 /rev rev）vIDID信息信息、温度、温度信息输出到信息输出到CNCCNCis2/4000is4/4000is8/3000is12/2000is12/3000is22/2000is22/3000is30/2000is40/2000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(
9、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第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化FSSBFSSB i is s 伺服电机伺服电机I/O Link I/O Link i i 伺服放大伺服放大器器机床操作盘机床操作盘分散分散I/O I/O 模模块块 i iSVSPSVSP放大器放大器总连接示意图总连接示意图 i iI I 主轴电机主轴电机 i is s 伺服电机伺服电机第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化追加分离型检测单元后可以使用全闭环追加分离型检测单元后可以使用全闭环 i iS S 伺服电机伺服电机
10、 i iI I 主轴电机主轴电机FSSBFSSB光栅尺光栅尺FSSBFSSBSDUSDU i iSVSPSVSP放大器放大器第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化三、三、FSSBFSSB连接及设定连接及设定 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。FSSBFSSB连接步骤：连接步骤：设定1902#0#1=0#7#6#5#4#3#2#1#01902ASEFMD#1：ASE FSSB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：FMD 0：FSSB的设定方式为自动方
11、式。1：FSSB的设定方式为手动方式。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化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。定相同。NC光缆X XY YC CZ ZB B轴轴102010221023X881Y892Z903B660C670 SVM SVM SVM第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化断电，再接通。FSSB设定结束，参数1902#1会自动变为1。FSSBFSSB的放大器设定画面。的放大器设定画面。按下
12、 功能键，按 扩展，按下FSSB如如FSSBFSSB连接有问题，可结合连接有问题，可结合此画面进行确认。手动设定方法此画面进行确认。手动设定方法参照伺服参数说明书。参照伺服参数说明书。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化四、伺服初始化四、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。设定参数设定参数31113111后，伺服设定画面能够显示。后，伺服设定画面能够显示。#7#6#5#4#3#2#1#03111SVS#0：SVS 0：不显示伺服设定/调整画面。1：显示伺服设
13、定/调整画面。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化按下 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第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化1 1、初始化设定位、初始化设定位设定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：DGP 0：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，第一位自动变为初始化设定完成后，第一位自动变为1 1，其他位请勿修改。，其他位请勿修改。此参数修改后，会发生此参数修改
14、后，会发生000000号报警，此时不用切断电源，等所有初始化号报警，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。参数设定完成后，一次断电即可。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化2 2、设定电机代码、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第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化HRVHRV控制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/32iHRV362.5s
15、0i-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设定电机代码时要考虑到HRVHRV控制类型。控制类型。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化部分伺服电机代码表（部分伺服电机代码表（H
16、RV2HRV2控制）控制）aisais系列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is0.2/5000260is0.4/5000280is0.5/6000281is1/6000282is2/4000253is4/4000256is8/3000258is12/3000272is22/2000274isis系列系列第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化3 3、按照下
17、标设定、按照下标设定AMRAMR#7#6#5#4#3#2#1#0ais电机电机00000000is电机电机00000000*CMR误差计数器误差计数器伺服环增益伺服环增益设定单位CNC插补指令n/mPC分离型位置检测器分离型位置检测器4 4、按照下标设定、按照下标设定CMRCMR放大器电机放大器电机检测单位最小移动单位第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化（1 1）CMRCMR计算公式计算公式CMR=CMR=最小移动单位（最小移动单位（CNCCNC侧）侧）检测单位（伺服侧）检测单位（伺服侧）（2 2）指令被乘比设定值：）指令被乘比设定值：v CMRCMR为为148148时时设定
18、值设定值=CMR=CMR*2 2v CMRCMR为为1/21/271/21/27时时设定值设定值=1/CMR+100=1/CMR+100 当指令和电机输出为当指令和电机输出为1 1倍关系时，参数值设为倍关系时，参数值设为2 2。通常情况下，。通常情况下，此参数设定值为此参数设定值为2 2。（参数。（参数18201820设定为设定为2 2）第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化5 5、由电动机每转的移动量和、由电动机每转的移动量和“进给变比进给变比”的设定，确定机床的检测单的设定，确定机床的检测单位。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 1
19、00万 100万 v 不论使用何种脉冲编码器，计算公式相同。不论使用何种脉冲编码器，计算公式相同。v M M、N N均为均为3276732767以下的值，分式约为真分数。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第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化 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 6、“移动方向移动方向”的设定（机床正向
20、移动时伺服电机的旋转方向的设的设定（机床正向移动时伺服电机的旋转方向的设定）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。设定的旋转方向应该是从电机轴这一侧看的选装方向。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化7 7、设定、设定“速度脉冲数速度脉冲数”和和“位置脉冲数位置脉冲数”。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第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化8 8、“参考计数器容量参考计数器容量”的设定。的
21、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）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。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）。通常，设定为电机每转的位置脉冲数（或其整数分之一）。例如：电机每转移动例如：电机每转移动12mm12mm，检测单位为，检测单位为1/1000mm1/1000mm时，设定为时，设定为1200012000（60006000，40004000）v 参考计数器容量不为整数时的处理方法参考计数器容量不为整数时的处理方法（例）（例）丝杠螺距丝杠螺距：20mm20mm 减速比减速比：1/171/17检测单位检测单位：1
22、1电机每转需要脉冲数为电机每转需要脉冲数为20000/1720000/17个。个。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化v 参考计数器容量为分数时的设定方法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。差，使用改变检测单位的方法
23、对栅格点误差进行补偿。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化设定值汇总：电机每转移动设定值汇总：电机每转移动12mm12mm，设定单位为，设定单位为1/1000mm1/1000mm时的设定例。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M1000100
24、01000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第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化9 9、切断电源，再接通。、切断电源，再接通。1010、在伺服设定画面，确认初始设定位为、在伺服设定画面，确认初始设定位为1 1，即设定完成。，即设定完成。按下按下按扩展键数次按扩展键数次按下软键按下软键#7#6#5#4#3#2#1#0000X1010初始化设定位初始化设定位
25、第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化SV0417报警时报警时系统发生系统发生SV0417报警时，是由于伺服参数没有正确的报警时，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初始化。此时，参考系统诊断画面的DGN352及及DGN280，排除故障。，排除故障。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化1111、全闭环的连接及参数、全闭环的连接及参数11.111.1、光栅尺（针对、光栅尺（针对TTLTTL信号）的反馈信号电缆连接到分离型检测单元的信号）的反馈信号电缆连接到分离型检测单元的JF10 xJF10 x接口上。接口上。v FANUCFANUC系统可以
26、用系统可以用TTLTTL、1VPP1VPP、FANUCFANUC串口信号光栅尺，此处介绍串口信号光栅尺，此处介绍TTLTTL信信号情况。号情况。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化11.211.2、设定参数、设定参数#7#6#5#4#3#2#1#01815OPT#1：OPT 0：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。FSSBFSSB轴设定画面轴设定画面 系统系统-FSSB-FSSB使用分离式检测使用分离式检测器接口单元时，器接口单元时，在在M1M1和和M2M2上设定上设定对应各轴的连接对应各轴的连接器号。器号。v 不使用分离型检测器接口单元的轴，设定不使
27、用分离型检测器接口单元的轴，设定0 0。v 使用分离式检测器的轴，设定参数使用分离式检测器的轴，设定参数1815#1=11815#1=1。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化11.311.3、伺服设定画面、伺服设定画面 系统系统-伺服设定伺服设定 全闭环和半闭环全闭环和半闭环伺服设定画面相伺服设定画面相同，柔性齿轮比同，柔性齿轮比等几项参数设定等几项参数设定不同。不同。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化11.411.4、柔性齿轮比、柔性齿轮比N/MN/M的计算的计算进给变比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
28、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 第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化11.511.5、位置反馈脉冲数的设定、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
29、：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位置反馈脉冲数超过3276732767时，可以使用位置反馈脉冲变换系数。时，可以使用位置反馈脉冲变换系数。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化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
30、用当使用aiai脉冲编码器时，此参数尽量设定为脉冲编码器时，此参数尽量设定为2 2的乘方值（的乘方值（2 2、4 4、8 8、1616等），等），软件内部处理的位置增益将更加准确。软件内部处理的位置增益将更加准确。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化 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 第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化11.611.6、参考计数器容量的设定、参考计数器
31、容量的设定直线尺的参考标记只有直线尺的参考标记只有1 1个时，可以设定任意值。个时，可以设定任意值。设定值设定值=30000=30000（或任意）（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。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。设定值设定值=10000=10000、2000020000等等第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化 检测单位改变时，移动指令中的位置偏差极限值（检测单位改变时，移动指令中的位置偏差极限值（18281828）等和检测）等和检测单位相关的参数也要重新设定。单位相关的参数也要重新设定。11.711.7、
32、切断电源，再接通。、切断电源，再接通。11.811.8、用手动进给方式移动机床，确认机械动作。、用手动进给方式移动机床，确认机械动作。第一章第一章 伺服电机规格及初始化伺服电机规格及初始化第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整高速高精度高速高精度电机规格电机规格手动调整手动调整Servo guideServo guide案例分析案例分析第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整一、伺服概要一、伺服概要1 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。、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 2、伺服的控制、伺服的控制位置
33、控制位置控制速度控制速度控制伺服伺服放大器放大器参数参数1820电机电机自动手动自动手动移动指令移动指令+_+_+VCMDTCMD速度变换速度变换第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整3 3、位置控制、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-1第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整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
34、输入电动机的指令第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整4 4、速度控制、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。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整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
35、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。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+LDI
36、NT/256)比例增益（K2）=PK2V x (1+LDINT/256)第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整5 5、速度环的调整、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”%第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整6 6、电流环控制、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
37、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。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整 时间时间速度速度时间时间加速度加速度由于加速度急剧变化由于加速度急剧变化,容易出现冲击容易出现冲击0IC0IC0ID0ID内容内容参考值参考值1420142014201420快速进
38、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 7、加减速功能、加减速功能加减速功能具有下面加减速功能具有下面2 2个功能个功能加减速加减速插补后加减速插补后加减速插补前加减速插补前加减速第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整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
39、的,所以对机械系统的冲击要比直线型加减速小第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整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)第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整切削进给时，为了在程序段
40、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
41、轮廓变形，故这种情况请不要使用。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整第第1轴轴第第2轴轴时间时间第第1轴轴时间时间速度速度第第2轴轴时间时间速度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。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整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
42、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第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整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 8、PIPI与与IPIP控制控制VCMD积分器积分器PK1VPC+-PK2VTCMD+-PK1VPK1V积分增益积分增
43、益 PK2V PK2V比例增益比例增益I-PI-P控制结构控制结构第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整 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。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整 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T
44、CMD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。时间转矩第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整P-IP-I控制结构控制结构积分器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TCM
45、D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。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整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。第二章第二章 伺服功能介绍及手
46、动调整伺服功能介绍及手动调整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相关参数相关参数第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整二、伺服调整画面及手动调整方法二、伺服调整画面及手动调整方法1 1、按下、按下 功能键，按功能键，按 扩展，按下扩展，按下 ，伺服调整画面显示，伺服调整画面显示如下如下我们可以借助伺
47、我们可以借助伺服调整画面对位服调整画面对位置环、速度环增置环、速度环增益进行调整，观益进行调整，观察监视画面可帮察监视画面可帮助我们了解电机助我们了解电机的工作状态。的工作状态。v 手动调整前一般先手动调整前一般先 进行一键设定，详进行一键设定，详 细方法详见第三章。细方法详见第三章。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整2 2、计算速度增益（对应参数、计算速度增益（对应参数20212021）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。床因刚性
48、、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电机不带负载时设定100100。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 第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整 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%。手动调整速度增益手动调整速度增益第二章第二章 伺
49、服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整3 3、调整位置环增益、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。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整v 确认画面显示的位置环增益，一般情况下应该和参数确认画面显示的位置环增益，一般情况下应该和参数18251825设定值一致。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
50、置环增益可以不同。轴位置环增益可以不同。位置环增益手动调整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，半闭环建议设定为对于位置环增益，直接影响工件的精度，半闭环建议设定为50005000，全闭环推荐值，全闭环推荐值30003000。如果机床不振动可参照次数值设。如果机床不振动可参照次数值设定，如有振动可适当减小。定，如有振动可适当减小。第二章第二章 伺服功能介绍及手动调整伺服功能介绍及手动调整4 4、测定电机的负载电流、测定电机的负载电流v 显示值是额定电流的百分比。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
