发那科系统的伺服调整

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1、发那科数控系统的伺服调整发那科数控系统的伺服调整非常重要，通过对伺服系统的调整可以使伺服驱动系统(伺服放大器及伺服电机)工作在最佳状态。但在很多的教材或资料中，大多只谈及数控系统的伺服初始化问题，对于伺服调整大多语焉不详。其实伺服调整更重要。本篇拟用通俗易懂的语言对伺服调整中的重点问题作一下讲解，希望能对大家有所帮助。所谓伺服，来自英文servo的直译，可简单地理解为驱动。所谓伺服调整，即通过调整与伺服系统相关的参数，使伺服放大器和伺服电机达到最佳工作状态，亦可称为伺服优化。伺服参数的设定分为固定值和可变值两类。在做伺服参数初始化时，固定值的参数便可以确定，可变值的参数要在伺服调整

2、时确定。数控系统的伺服控制大多采用三环控制，分别是位置环、速度环、电流环。位置环的作用：接收数控单元（NC）的移动指令脉冲（Mcmd）与位置反馈脉冲比较运算，准确控制机床定位。速度环的作用：接收位置环传入的速度指令(Vcmd),进行加减控制，抑制振荡。电流环的作用：通过转矩指令(Tcmd)，并根据实际负载的电流反馈状态对放大器实施脉宽调制（PWM），输出扭矩随负载扭矩的变化而作出相应变化。输出扭矩随负载扭矩的变大而变大，随负载扭矩的变小而变小。Kt/(Jm.s)McmdVcmdTcmdPK1V/SKPNCPK2V讲述了三环原理后，我们应记住这样一个结论：速度环和粗糙度有关，位置环和

3、轮廓形状有关。也有人习惯称粗糙度为光洁度。也就是说如果调试或加工过程中出现粗糙度不良问题时，若从伺服控制的角度来调整，则应对速度环的参数进行调整。如果出现轮廓形状误差变大，应重点调整位置环。在速度环中最关键的参数为负载惯量比。负载惯量比在发那科0系统中对应的参数是8X21，18i16i0i系统中对应的参数是2021。在伺服调整画面中，负载惯量比是以速度增益（VELOCGAIN）形式出现的。速度环的增益与负载惯量比的关系如下设定值=（负载惯量比+256）×100/256无负载时，负载惯量比为0，所以速度增益为100。负载与电机惯量相同时，负载惯量设为256，这种状态称为惯量匹配，此时

4、速度增益为200。速度增益是一个非常重要的参数，值应该尽量高一些，一般设为200。通过增大速度增益，可以提高伺服刚性和伺服响应性，解决振动和粗糙度不良等问题，但是值设得太大会引起振动。位置环和轮廓形状精度有关，在实际中通过加工一个圆来修正形状轮廓误差。伺服调整软件ServoGuide通过测圆来修正形状轮廓误差。在位置环中调整形状轮廓误差时，涉及到对前馈、伺服增益、加减速时间常数、背隙（反向间隙）加速功能的调整。㈠前馈的调整从数控系统发出指令到伺服系统驱动电机运动，在这个过程中会有一个滞后。伺服系统的滞后产生形状误差，圆弧切削时的实际机械位置与程序指令存在差异。前馈的功能就是减小形状

5、误差。通俗地讲是让电机先于指令动起来，让电机有一个提前运动量，以克服伺服系统的滞后。前馈功能有效：发那科0系统中对应参数8X05#1(第一位)设为116i18i0i系统中对应参数2005#1（第一位）设为1前馈的调整主要是调整前馈参数（FALPH）:发那科0系统中前馈系数对应的参数是8X68，16i18i0i系统中对应的参数是2068,取值的范围9000-10000。AIAPC、AICC加工中对应参数2092。每次调整值以200递增。㈡各轴插补后切削进给的加减速时间常数的调整如果值取的小，轴启动时加速度会出现急剧变化，容易出现冲击。取值范围一般从24开始设定，单位是ms，每次以8个

6、单位递加，如32，40等。普通加工情况下，发那科0系统中调整参数0635，在16i18i0i系统中调整参数1622，16i18i0i系统的AICCAIAPC中调整参数1768。㈢各轴的伺服环增益的调整在伺服调整画面中显示为LOOPGAIN，单位为0.01s﹣1（秒分之一），其本质是响应时间。如果值为3000，换算成时间是3000×0.01s-1=30s-11/30s﹣1＝0.033s=33ms取值范围3000-5000。环路增益越大，则位置控制的响应越快，形状误差变小。但如果太大，系统将不稳定，产生振动。发那科0系统中对应参数为517，16i18i0i参数为1825，此参数非常重要

7、。㈣反向间隙加速功能的调整在机械系统中，如果反向间隙及摩擦很大，就会造成电机反向时产生滞后，在圆弧切削时产生象限突起，即加工圆时在0°、90°、180°、270°四处产生突起。相关参数如下：①反向间隙加速功能有效：发那科0系统参数8X03的#3（第3位）设为1系统16i18i0i参数2003的#3（第3位）设为1②反向间隙加速量：发那科0系统参数8X48系统16i18i0i参数2048设定值范围50-400，一般设为100③反向间隙加速时间：发那科0系统8X71系统1