一、調(diào)整形狀輪廓誤差

　　1、三環(huán)控制

　　數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制多采用位置環(huán)、速度環(huán)及電流環(huán)等三環(huán)控制（圖1），各環(huán)作用如下。

　(1)位置環(huán)。接收數(shù)控單元(NC)的移動(dòng)指令脈沖(Mcmd)與位置反饋脈沖比較運(yùn)算，準(zhǔn)確控制機(jī)床定位。

　　(2)速度環(huán)。接收位置環(huán)傳入的速度指令(Vcmd),進(jìn)行加減控制，抑制振蕩。積分項(xiàng)(PK1V/S)對(duì)應(yīng)參數(shù)2043，在伺服畫(huà)面中為INT.GAIN項(xiàng)；比例項(xiàng)(PK2V)對(duì)應(yīng)參數(shù)2044，在伺服畫(huà)面中為PROP.GAIN項(xiàng)。

　　(3)電流環(huán)。通過(guò)轉(zhuǎn)矩指令(Tcmd)并根據(jù)實(shí)際負(fù)載的電流反饋狀態(tài)對(duì)放大器實(shí)施脈寬調(diào)制(PWM),輸出轉(zhuǎn)矩隨負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變大而變大，反之亦然。

　　速度環(huán)和粗糙有關(guān)，位置環(huán)和輪廓形狀有關(guān)，即調(diào)試或加工過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，排除機(jī)械原因外，若從伺服控制的角度解決問(wèn)題，粗糙度不良應(yīng)調(diào)整速度環(huán)的參數(shù)；若出現(xiàn)輪廓形狀誤差變大，則應(yīng)重點(diǎn)調(diào)整位置環(huán)。

　　2、速度環(huán)參數(shù)調(diào)整

　　速度環(huán)中最關(guān)鍵的參數(shù)是負(fù)載慣量比，其在0系統(tǒng)和18i、16i、0i系統(tǒng)中分別對(duì)應(yīng)的參數(shù)是8X21和2021。在伺服調(diào)整畫(huà)面中，負(fù)載慣量比以速度增益(VELOC GAIN)形式出現(xiàn)。速度環(huán)的增益與負(fù)載慣量比的關(guān)系為設(shè)定值＝[(負(fù)載慣量比+256)×100]/256，無(wú)負(fù)載時(shí)，負(fù)載慣量比為0，因此速度增益為100；負(fù)載與電機(jī)慣量相同時(shí)，負(fù)載慣量設(shè)為256，這種狀態(tài)稱(chēng)為慣量匹配，此時(shí)速度增益為200。速度增益應(yīng)盡量設(shè)高一些，一般設(shè)為200。通過(guò)增大速度增益，可提高伺服剛性和伺服響應(yīng)性，解決振動(dòng)和粗糙不良等問(wèn)題，但是過(guò)大的設(shè)定值會(huì)引起機(jī)床振動(dòng)。

　　3、位置環(huán)參數(shù)調(diào)整

　　位置環(huán)和輪廓開(kāi)關(guān)精度有關(guān)，實(shí)際中加工一個(gè)圓，伺服調(diào)整軟件SERVO GUIDE通過(guò)測(cè)圓修正形狀輪廓誤差。在位置環(huán)中調(diào)整形狀輪廓誤差時(shí)，涉及到以下一些調(diào)整。

　　(1)前饋的調(diào)整。從數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令到伺服系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)動(dòng)，這個(gè)過(guò)程會(huì)有一個(gè)滯后。伺服系統(tǒng)的滯后產(chǎn)生形狀誤差，圓弧切削時(shí)的實(shí)際機(jī)械位置與程序指令存在差異，前饋的功能就是減小形狀誤差，即電機(jī)先于指令動(dòng)起來(lái)，使電機(jī)有一個(gè)提前運(yùn)動(dòng)量，以克服伺服系統(tǒng)的滯后。?0系統(tǒng)中參數(shù)8X05#1(第一位)值設(shè)為1，前饋功能有效；設(shè)為0，前饋功能無(wú)效。?前饋的調(diào)整主要是調(diào)整前饋參數(shù)(FALPH),0系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)參數(shù)是8X68,16i、18i、0i系統(tǒng)中對(duì)應(yīng)參數(shù)是2068，取值范圍9000~10000。AIAPC(精細(xì)加工)、AICC(精密輪廓控制)加工中對(duì)應(yīng)參數(shù)2092。每次調(diào)整值以200遞增。0系統(tǒng)中X值為1、2、3、4時(shí)，分別對(duì)應(yīng)第1軸、第2軸、第3軸、第4軸。

　　(2)各軸插補(bǔ)后切消進(jìn)給的加減速時(shí)間常數(shù)的調(diào)整。如果值選取小，軸啟動(dòng)時(shí)加速度會(huì)急劇變化，容易出現(xiàn)沖擊。取值范圍一般從24開(kāi)始設(shè)定，單位是ms,每次以8個(gè)單位遞加，如32，40等。普通加工情況下，0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)分別是0635和1622，16i、18i、0i系統(tǒng)的AICC、AIAPC中調(diào)整參數(shù)1768。

　　(3)各軸伺服環(huán)增益的調(diào)整。在伺服調(diào)整畫(huà)面中顯示為L(zhǎng)OOP GAIN(響應(yīng)時(shí)間，取值范圍3000~5000，單位0.01s-1),該參數(shù)很重要，環(huán)路增益越大，則位置控制的響應(yīng)越快，形狀誤差變小，但如果過(guò)大，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動(dòng)。0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)分別是517和1825。

　　(4)反向間隙加速功能的調(diào)整。在機(jī)械系統(tǒng)中，如果反向間隙及摩擦很大，會(huì)造成電機(jī)反向時(shí)滯后，在圓弧切削時(shí)產(chǎn)生象限突起，即加工圓時(shí)在0°、90°、180°270°四處產(chǎn)生突起，除做反向間隙補(bǔ)償外，還可使用反向間隙加速功能，相關(guān)參數(shù)如下：?反向間隙加速功能有效。0系統(tǒng)參數(shù)8X03的#3(第三位)和16i、18i、0i系統(tǒng)參數(shù)2003的#3(第三位)均設(shè)為1。?反向間隙加速量。0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)分別是8X48和2048，設(shè)定值范圍50~400，一般設(shè)為100。?反向間隙加速時(shí)間。0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)分別是8X71和2071，一般設(shè)為20。

二、抑制機(jī)械振動(dòng)

　　需要根據(jù)系統(tǒng)是全閉環(huán)還是半閉環(huán)分別處理，半閉環(huán)的位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)自伺服電機(jī)的編碼器，全閉環(huán)的位置檢測(cè)信號(hào)來(lái)自光柵尺或磁尺。

　　1、系統(tǒng)半閉環(huán)時(shí)抑制振動(dòng)的方法

　　(1)調(diào)整250μs加速度功能。加速度反饋功能是用軟件對(duì)電機(jī)的速度反饋信號(hào)微分而得到加速度，再將該值乘以加速度反饋增益以補(bǔ)償轉(zhuǎn)矩指令．抑制速度環(huán)的振蕩。實(shí)際是估算機(jī)械負(fù)載，將估算值加到反饋中。適用情況：①電機(jī)與機(jī)械負(fù)載彈性連接。②機(jī)械慣量比電機(jī)慣量大。O系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)分別是8x66和2066，設(shè)定值一1—20。

　　(2)使用HRv濾波器(最常用)。使用HRv濾波器可抑制某種頻域的振動(dòng)，即過(guò)濾掉某些特定頻率的振動(dòng)。FANUC 0li系列伺服控制器采用HRV1～HRV4高響應(yīng)矢量控制技術(shù)，提高了伺服控制的剛性和跟蹤精度，適合高精度輪廓加工。HRVl、HRV2、HRV3、HRV4電流環(huán)響應(yīng)速度依次越來(lái)越快。

　　HRV濾波器中涉及的相關(guān)參數(shù)：①中心頻率，產(chǎn)生振動(dòng)時(shí)頻率的中心部分。16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)是2113．0系統(tǒng)沒(méi)有對(duì)應(yīng)參數(shù)。②帶寬，振動(dòng)時(shí)頻率的范圍，常設(shè)為20。振動(dòng)的中心頻率和帶寬必須要通過(guò)某種方法(如使用SERVO GUIDE軟件或頻率計(jì)等)檢測(cè)出來(lái)。③阻尼值，對(duì)振動(dòng)幅度抑制的程度，16i、18i、0i系統(tǒng)對(duì)應(yīng)參數(shù)是2359，阻尼值常設(shè)為5％或10％，取值越小，抑制幅度大。

　　2．系統(tǒng)全閉環(huán)時(shí)抑制振動(dòng)的方法

　　當(dāng)電機(jī)與機(jī)床之間的轉(zhuǎn)矩變化和間隙等較大時(shí)，如蝸輪蝸桿傳動(dòng)中．機(jī)床速度與電機(jī)速度在加減速時(shí)將會(huì)產(chǎn)生很大差異?？刹捎脵C(jī)械速度反饋功能，提前估算機(jī)床速度，加入到速度控制中，以穩(wěn)定整個(gè)位置環(huán)的功能．相關(guān)參數(shù)如下。

　　(1)機(jī)械速度反饋功能有效信號(hào)(MSFE)。0系統(tǒng)8X12的#1(第1位)和16i、18i、Oi系統(tǒng)2012的#1(第l位)均設(shè)為l。

　　(2)機(jī)械速度反饋增益(MCNFB)的設(shè)定。①0系統(tǒng)。0系統(tǒng)參數(shù)是8x88，McNFB=(a×4096×8192)／電機(jī)旋轉(zhuǎn)一圈由光柵欄尺或磁尺發(fā)出的脈沖數(shù)，a取值范圍0.3～1.0。②16i、18i、0i系統(tǒng)。16i、18i、0i系統(tǒng)參數(shù)是2088。參數(shù)2012#l=1時(shí)機(jī)械速度反饋有效；參數(shù)2叭7#7=l時(shí)，使用速度環(huán)比例項(xiàng)高速處理功能，參數(shù)2088設(shè)為正值；參數(shù)2017撐7=0時(shí)，2088中設(shè)為負(fù)值；柔性齒輪比N珊(對(duì)應(yīng)參數(shù)2084，2085)為1時(shí)．2017#7=1，參數(shù)2088取值30～100，2017#7=0，參數(shù)2088取值-30～100；柔性齒輪比N，M(對(duì)應(yīng)參數(shù)2084／2085)不為1時(shí)，2017#7=I，參數(shù)2088取值3000～10000，2017#7=0，參數(shù)2088取值-3000～10000。

　　速度環(huán)比例項(xiàng)高速處理功能是將速度環(huán)的比例項(xiàng)移到電流環(huán)中，相當(dāng)于提高了響應(yīng)速度，即提高了速度環(huán)的指令跟蹤性，降低了干擾轉(zhuǎn)矩的影響，提高了伺服剛性。