伺服調(diào)試成功案例及總結(jié)-綜合

伺服調(diào)試案例分析

靜態(tài)頻率響應(yīng)測(cè)試是SERVOGUIDE調(diào)試中非常重要的一環(huán)，它波形的好壞反映了這臺(tái)機(jī)床很重要的機(jī)械的特性；它調(diào)整的好壞直接影響了后續(xù)直線和圓弧等部分的調(diào)整，以及機(jī)床運(yùn)行的平穩(wěn)和加工效果的好壞；在整個(gè)調(diào)試中具有非常重的分量。頻率響應(yīng)測(cè)試通過(guò)頻率響應(yīng)測(cè)量各軸的共振點(diǎn)，并用濾波器參數(shù)來(lái)抑制共振。在滿足波形要求，保證共振點(diǎn)被抑制的情況下，提高速度環(huán)路增益。在此，主要以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的案例和調(diào)試范例對(duì)頻率響應(yīng)測(cè)定的調(diào)試進(jìn)行淺析和總結(jié)。

震動(dòng)抑制調(diào)整案例分析案例一：機(jī)床Y軸運(yùn)行有尖叫聲淺析：機(jī)床運(yùn)行時(shí)，有尖叫聲難以消除；一般來(lái)說(shuō)是機(jī)床發(fā)生了共振。機(jī)床的共振可以使用濾波器參數(shù)來(lái)進(jìn)行抑制，從而消除一般的尖叫聲。如果使用了濾波器仍然無(wú)法消除，那么需要檢查機(jī)械。成功案例淺析解決過(guò)程：1）測(cè)試Y軸的靜態(tài)頻率響應(yīng)曲線圖

圖1Y軸的靜態(tài)頻率響應(yīng)曲線成功案例淺析2）經(jīng)過(guò)對(duì)Y軸的濾波器調(diào)整后，尖叫聲消除，再次采集的圖形如下

圖3調(diào)整后的靜態(tài)頻率響應(yīng)曲線成功案例淺析

案例二：有低沉的共振聲，加工效果不好

圖6表面相當(dāng)粗糙淺析：機(jī)床運(yùn)行時(shí)Y軸有低沉共振聲，加工表面紋路粗糙，效果不好。這個(gè)是二維的平面加工，從機(jī)床的運(yùn)行情況和加工效果來(lái)看，有震動(dòng)。成功案例淺析解決過(guò)程：1）測(cè)試Y軸的靜態(tài)頻率響應(yīng)曲線，如圖7。

圖7Y軸的靜態(tài)頻率響應(yīng)波形

從上圖來(lái)看，是機(jī)械特性不好或者裝配不良常出現(xiàn)的波形。使用濾波器參數(shù)無(wú)法解決，需要進(jìn)行機(jī)械修調(diào)。成功案例淺析2）廠家進(jìn)行機(jī)械的調(diào)整。3）再次進(jìn)行頻率響應(yīng)測(cè)定，使用濾波器來(lái)抑制共振（波形如圖8），低沉共振聲消除。加工效果改善，表面效果好，問(wèn)題解決。

圖8修調(diào)后再進(jìn)行調(diào)整的波形成功案例淺析4）小結(jié)當(dāng)機(jī)械特性不良或者裝配不好時(shí)，可能有低沉的共振聲；導(dǎo)致加工中出現(xiàn)震動(dòng)，引起表面光潔度不好，紋路粗糙等問(wèn)題。這種情況可以通過(guò)靜態(tài)頻率響應(yīng)測(cè)試的波形來(lái)協(xié)助判斷，但需要通過(guò)修調(diào)機(jī)械來(lái)解決。成功案例淺析案例三：Z軸常見(jiàn)的不良波形，對(duì)加工效果有影響

圖9加工效果不良淺析：機(jī)床在帶載切削運(yùn)行時(shí)，有點(diǎn)很輕微的震動(dòng)。加工三維曲面，在Z軸爬坡處刀紋抖動(dòng)，加工效果不好。分析跟Z軸震動(dòng)相關(guān)。成功案例淺析解決過(guò)程：1）測(cè)試Z軸的靜態(tài)頻率響應(yīng)曲線，如圖10。

圖10Z軸的靜態(tài)頻率響應(yīng)波形

由上圖可以看出，高頻出現(xiàn)震蕩。使用濾波器無(wú)法消除。需要進(jìn)行Z軸機(jī)械的修調(diào)。成功案例淺析2）廠家進(jìn)行機(jī)械的調(diào)整。3）進(jìn)行頻率響應(yīng)測(cè)定，使用濾波器來(lái)抑制共振（如圖11）。波形好，加工效果改善，問(wèn)題解決。

圖11修調(diào)后再進(jìn)行調(diào)整的波形成功案例淺析4）小結(jié)

Z軸常出現(xiàn)的不良波形，高頻出現(xiàn)共振，無(wú)法使用濾波器消除。會(huì)引起加工表面不好。這種情況可以通過(guò)靜態(tài)頻率響應(yīng)測(cè)定來(lái)協(xié)助判斷，但需要修改Z軸機(jī)械來(lái)改善。

成功案例淺析綜上，機(jī)床的靜態(tài)頻率響應(yīng)測(cè)定是很重要的，能消除共振點(diǎn)，并可以通過(guò)波形來(lái)檢查是否需要修調(diào)機(jī)械；調(diào)整的好壞對(duì)加工效果的影響很大。總結(jié)凹球面模具調(diào)整案例分析導(dǎo)軌槽模具調(diào)整案例分析案例分析總結(jié)常見(jiàn)模具加工調(diào)整問(wèn)題答疑某汽車廠家反映，0I-MC系統(tǒng)，銑削凹球面剛件，普通模式，進(jìn)給F3000切削速度，粗銑＋精銑后，出現(xiàn)如下問(wèn)題：在球面的邊沿和與平面交接處，出現(xiàn)嚴(yán)重過(guò)切刀痕，且刀痕分布無(wú)規(guī)律。測(cè)試其三軸的機(jī)械性能曲線，以X軸為例，反映問(wèn)題有：1、響應(yīng)帶寬不足，曲線在100HZ左右落差較大；2、整個(gè)曲線低于0dB，表示響應(yīng)滯后。不夠平滑，起伏較大帶寬不足，且低頻滯后共振點(diǎn)經(jīng)過(guò)參數(shù)調(diào)整，再次測(cè)量機(jī)械性能曲線時(shí)，發(fā)現(xiàn)曲線已經(jīng)明顯好轉(zhuǎn)，同時(shí)將速度環(huán)增益VG提升至250，利用HRV高頻濾波器抑制高頻產(chǎn)生的振動(dòng)，最終效果如下：由于優(yōu)化了速度環(huán)控制模式，采用PI控制提升了機(jī)械的啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩特性，使曲線整體過(guò)渡平滑，機(jī)械特性達(dá)到最佳。由于滑軌結(jié)構(gòu)，啟動(dòng)有一定滯后，會(huì)使響應(yīng)特性較低。抑制至－40dB左右在逐步進(jìn)行伺服調(diào)整后再次進(jìn)行加工，由于電流運(yùn)行的平穩(wěn)無(wú)過(guò)切，故加工最終效果光亮光滑。最終表面光亮平滑，已無(wú)之前的過(guò)切現(xiàn)象。某客戶反映，加工如下溝槽時(shí)，實(shí)際加工過(guò)程當(dāng)中：工件內(nèi)的溝槽導(dǎo)軌面表面有振紋，此振紋導(dǎo)致溝槽表面不平，導(dǎo)致仿形走針時(shí)容易出現(xiàn)斷針。圖1某大圓針織機(jī)的核心關(guān)鍵部件（要求導(dǎo)軌平滑無(wú)振紋）此加工問(wèn)題現(xiàn)象比較明顯，即在走導(dǎo)軌槽時(shí)，因?yàn)榈毒哂卸秳?dòng)，故使得加工表面出現(xiàn)振紋，從而導(dǎo)致表面光潔度無(wú)法滿足零件要求。解決思路：1、實(shí)際觀察現(xiàn)場(chǎng)加工，了解系機(jī)床停止時(shí)的振動(dòng)？加減速時(shí)刻產(chǎn)生的振動(dòng)？還是運(yùn)行過(guò)程中的振動(dòng)？分別進(jìn)行針對(duì)性調(diào)整。2、測(cè)試三軸機(jī)械性能曲線，檢查三軸在中頻和高頻段是否出現(xiàn)振動(dòng)。3、最終利用TCMD曲線測(cè)試，保證三軸在來(lái)回運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的電流平穩(wěn)、恒定、無(wú)過(guò)切。對(duì)以上幾種案例的總結(jié)：1、良好的機(jī)械性能曲線是提高后續(xù)加工性能的關(guān)鍵，同時(shí)根據(jù)機(jī)械性能曲線好壞，也能對(duì)加工預(yù)期進(jìn)行整體把握；2、盡量提高機(jī)械的速度環(huán)路增益和位置環(huán)路增益的同時(shí)，使用HRV濾波器來(lái)抑制高頻產(chǎn)生的振動(dòng)；3、測(cè)試各種情況下（普通切削模式、高精模式）的TCMD曲線，以此來(lái)確定合適的時(shí)間常數(shù)，同時(shí)保證電機(jī)在連續(xù)運(yùn)行時(shí)的電流平穩(wěn)、無(wú)過(guò)切。某廠家0I-MD系統(tǒng)，反映在加工三維模具曲面時(shí)，在小線段密集拐角處出現(xiàn)過(guò)切，有明顯刀痕。問(wèn)此故障如何處理？解答：請(qǐng)先確認(rèn)幾個(gè)問(wèn)題：1、密集小線段處的構(gòu)成？密集小線段全部由G01直線段構(gòu)成，通過(guò)編程軟件自動(dòng)處理出來(lái)。小線段曲率過(guò)渡相對(duì)平滑，速度差不算很大。2、是否在高精模式下還是在普通切削模式下？對(duì)于此種復(fù)雜模具的加工控制，必須在高精模式下通過(guò)系統(tǒng)的高速高精度功能來(lái)進(jìn)行控制，包含相關(guān)的功能有：插補(bǔ)前/插補(bǔ)后直線/鈴型加減速、基于速度差的速度控制、基于加速度的速度控制、基于圓弧速度鉗制的速度控制等。而在普通切削模式下，以上幾種功能均不生效，請(qǐng)注意區(qū)別。本例當(dāng)中，因?yàn)槿渴荊01小線段構(gòu)成的三維曲面，所以密集小線段拐角處的控制主要由基于加速度的速度鉗制功能來(lái)進(jìn)行控制。將參數(shù)1737的最大加速度值減小至500左右后，拐角過(guò)切得到明顯緩解。小結(jié)：如何通過(guò)編程軟件來(lái)檢查分析程序小線段？檢查程序小線段構(gòu)成的分布走刀軌跡和密集點(diǎn)對(duì)加工的影響采用45度來(lái)回直線銑削小線段的間距決定凹球面表面紋路精細(xì)程度刀具對(duì)表面紋路的影響點(diǎn)的密集程度對(duì)加工影響點(diǎn)越密集，表示小線段越多，則系統(tǒng)運(yùn)算量較大，加工處理速度越慢。密集區(qū)直接影響表面精度案例一：圓弧測(cè)試呈現(xiàn)橢圓或者不規(guī)則形狀

圖4測(cè)試圖形呈現(xiàn)不規(guī)則的橢圓成功案例淺析

淺析：

出現(xiàn)這種橢圓或者不規(guī)則圖形時(shí)，有可能是參數(shù)因素，也有可能是機(jī)械因素。在參數(shù)方面，主要檢查三軸的位置環(huán)路增益，加減速時(shí)間常數(shù)是否一致，前饋系數(shù)是否一致。這三點(diǎn)必須保持一致。

解決過(guò)程：

逐一排查以上參數(shù)因素。如果以上參數(shù)沒(méi)問(wèn)題，需要詳細(xì)檢查機(jī)械。成功案例淺析

案例二：加工曲面效果不好調(diào)整

圖10表面粗糙和有象限點(diǎn)成功案例淺析淺析：

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)。可能是參數(shù)設(shè)置引起震動(dòng)造成，也有可能是機(jī)械原因造成。成功案例淺析

解決過(guò)程：

1）使用SERVOGUIDE測(cè)試原始圖形如下：

圖11XZ軸插補(bǔ)的圓弧圖形成功案例淺析2）使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整之后測(cè)試圖形如下：

圖12調(diào)整之后的圖形成功案例淺析從調(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：

圖13裝配機(jī)械后再次調(diào)整的波形成功案例淺析4）再次進(jìn)行加工，表面刀紋和光潔度很好，問(wèn)題解決。5）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。成功案例淺析6）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。成功案例淺析案例九：象限點(diǎn)問(wèn)題綜合調(diào)整1

圖14象限點(diǎn)成功案例淺析淺析：在機(jī)床系統(tǒng)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。成功案例淺析解決過(guò)程：

1）使用SERVOGUIDE測(cè)試原始圖形如下：

圖15XZ軸的圓弧原始圖形成功案例淺析2）使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整之后圖形如下：

圖16調(diào)整之后的圖形成功案例淺析3）再次進(jìn)行加工，象限點(diǎn)消除，問(wèn)題解決。4）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。成功案例淺析案例十：象限點(diǎn)問(wèn)題綜合調(diào)整2

圖17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。成功案例淺析

解決過(guò)程：

1）使用SERVOGUIDE測(cè)試原始圖形如下：

圖18XY軸的圓弧原始圖形成功案例淺析2）使用SERVOGUIDE進(jìn)行調(diào)整之后圖形如下：

圖19調(diào)整之后的圖形成功案例淺析3）再次進(jìn)行加工，象限點(diǎn)消除，問(wèn)題解決。4）小結(jié)從調(diào)整過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)X和Y軸的象限點(diǎn)主要是機(jī)床摩擦力大和參數(shù)調(diào)整不當(dāng)造成的。X軸是NO.2048和NO.2094設(shè)置和反向間隙的補(bǔ)償量不合適引起；Y軸主要是由于靜態(tài)摩擦力太大引起，需使用2段加速并結(jié)合NO.1851來(lái)進(jìn)行調(diào)整。成功案例淺析1象限點(diǎn)產(chǎn)生的原因

在機(jī)床系統(tǒng)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14。

在機(jī)床上，機(jī)械是主體，系統(tǒng)上的調(diào)整只是對(duì)機(jī)械性能造成的影響進(jìn)行一些彌補(bǔ)，或者抑制，從而改善一些加工的性能。從根本上解決圓弧或者想象點(diǎn)問(wèn)題，應(yīng)該從提升機(jī)械性能，機(jī)械裝配的工藝上著手?？偨Y(jié)2SERVOGUIDE調(diào)整參數(shù)的思路

圖20圓弧測(cè)試的圖形總結(jié)對(duì)于圖20中測(cè)試的圖形調(diào)整思路如下：

①保證圓弧的象限凸起部分控制在5UM以內(nèi)。②一般情況使用1段加速調(diào)整；當(dāng)機(jī)械的靜態(tài)摩擦力很大的時(shí)候，使用2段加速調(diào)整。③對(duì)于調(diào)整圓弧的常用參數(shù)是NO.2048和NO.2094。ⅰ對(duì)于象限凸起，加大該參數(shù)值；如果象限凹下，則需要減小該參數(shù)值。

ⅱ如圖2所示，是XY兩軸插補(bǔ)的圓，橫軸是X軸，縱軸是Y軸，都有正負(fù)方向。如果NO.2094里面沒(méi)有值，那么NO.2048作用于正負(fù)兩方向；一旦NO.2094里面有值，NO.2048作用于正向；NO.2094作用于負(fù)向。

ⅲ在使用1段加速度時(shí)，NO.2048和NO.2094的設(shè)置值0～600范圍之內(nèi)變化；若使用2段加速時(shí)，在0～100范圍之內(nèi)變化。總結(jié)注意：象限點(diǎn)涉及機(jī)械的靜態(tài)摩擦力，SERVOGUIDE的測(cè)試到電機(jī)端，屬半閉環(huán)；建議先用SERVOGUIDE調(diào)整，再用球感儀進(jìn)行調(diào)整，最終以實(shí)際加工效果為準(zhǔn)。綜上，在圓弧和曲面加工調(diào)整，以及象限點(diǎn)的問(wèn)題上，涉及到的因素很多，有機(jī)械的，也有參數(shù)的。在調(diào)試中，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)進(jìn)行分析和判斷，靈活運(yùn)用才能有效解決問(wèn)題。總結(jié)

過(guò)切現(xiàn)象調(diào)整成功案例分析過(guò)切問(wèn)題可能產(chǎn)生的幾種原因1.程序原因，可以用模擬軟件仿真判斷——上海

偉揚(yáng)，寧波海天柳州用戶

2.Z軸反向間隙加速補(bǔ)償不夠——沈陽(yáng)中捷無(wú)錫

用戶，上海西格瑪

3.Z軸反向間隙補(bǔ)償過(guò)大——寧波恒威樂(lè)清用戶，

上海儀表青浦用戶

海天柳州用戶機(jī)床型號(hào)：HTM-3225G系統(tǒng)型號(hào)：18i-MB+AICC伺服型號(hào)：X軸aiF30/3000,Y軸aiF22/3000,Z軸aiF30/3000問(wèn)題：平面與斜面的拐角R有明顯的刀痕，刀痕均勻有規(guī)律。解決辦法：1.首先檢查伺服參數(shù)是否異常，特別是反向間隙補(bǔ)償，反向間隙加速補(bǔ)償?shù)?，嘗試AICC參數(shù)調(diào)整，加工實(shí)驗(yàn)無(wú)變化。2.建議修改程序加工，發(fā)現(xiàn)拐角R依舊有刀痕，且刀痕的規(guī)則有變化，判斷和刀路的關(guān)系較大。3.軟件分別模擬加工程序，發(fā)現(xiàn)有和實(shí)際加工刀痕一樣的清晰紋路。判斷與程序關(guān)系較大。4.再改進(jìn)程序，得到較好的模擬效果，實(shí)際再加工，問(wèn)題得以解決。海天柳州用戶加工程序1軟件模擬兩個(gè)平面的拐角R實(shí)際加工也有相同的紋路海天柳州用戶實(shí)際工件觀察與模擬軟件有幾乎一樣的規(guī)則條紋局部放大圖用戶修改刀路后的程序模擬用戶改進(jìn)了拐角R的處理，拐角刀路有了明顯變化，實(shí)際加工，無(wú)明顯刀痕海天柳州用戶模擬通過(guò)的程序?qū)嶋H加工，拐角R無(wú)刀痕。上海偉揚(yáng)半球面加工用戶凸形半球面加工，頂部出現(xiàn)龜殼狀。圖形軟件仿真，得到與實(shí)際加工問(wèn)題一樣的圖形。改加工程序后，得到較好的仿真，實(shí)際加工半球面，無(wú)異常刀紋。沈陽(yáng)中捷無(wú)錫用戶機(jī)床型號(hào)：GMB2030系統(tǒng)型號(hào)：18i-MB+AINANOHPCC伺服型號(hào)：X軸aiF40/3000FAN,Y軸aiF40/3000FAN,Z軸aiS50/3000FAN問(wèn)題：用戶在加工汽車模具時(shí)等高銑與平行銑接刀處，產(chǎn)生過(guò)切。現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)YZ平行銑斜面，在Z軸最低處，有明顯的過(guò)切。變化銑削路徑，從左上角往下45度銑，結(jié)果在工件右邊界和下邊界出現(xiàn)過(guò)切。改左下角向上45度銑，過(guò)切出現(xiàn)在左邊界和下邊界。模具邊緣平行銑和等高銑精加工接刀處，有明顯過(guò)切。沈陽(yáng)中捷無(wú)錫用戶沈陽(yáng)中捷無(wú)錫用戶從用戶加工現(xiàn)象尋找共同點(diǎn)：出現(xiàn)過(guò)切地方都是Z軸向下再向上的加工點(diǎn)。進(jìn)而提出簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)方法，平行銑一個(gè)方形斜面，看底部情況。查看Z軸負(fù)載，靜止時(shí)78%。機(jī)床Z軸使用平衡油缸和蓄能器，向下移動(dòng)負(fù)載36%左右，但向上達(dá)到了78%多。分析在Z軸先向上再向下時(shí)，負(fù)載78%下降為36%，過(guò)渡平穩(wěn)。但先向下再向上時(shí)，負(fù)載從36%一下子變?yōu)?8%，突變太大。造成過(guò)切。問(wèn)題本質(zhì)還在于調(diào)整Z軸上下負(fù)載的平衡油缸未調(diào)好，上下相差大。左上角向下45度銑削，工件左邊界和下邊界都出現(xiàn)過(guò)切右下角向上45度銑削，工件右邊界和下邊界有過(guò)切沈陽(yáng)中捷無(wú)錫用戶要求廠家調(diào)整Z軸機(jī)械負(fù)載。但廠家機(jī)械人員調(diào)