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)整步驟當(dāng)前第1頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)車驅(qū)動(dòng)的三個(gè)基本要素高速高精度機(jī)床加工的三個(gè)基本要素駕駛員的駕駛技巧加速器,

剎車,手動(dòng)響應(yīng)速度車的懸掛CNC的進(jìn)給率控制伺服

系統(tǒng)響應(yīng)機(jī)械剛性駕車和機(jī)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當(dāng)前第2頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)1.CNC進(jìn)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(diǎn)上需要

減小或者增加

-依靠各個(gè)軸的速度差

-依靠各個(gè)軸的加速度

-依靠各個(gè)軸的加加速度拐角前慢下來(lái)拐角后

速度升起來(lái)曲線前

慢下來(lái)曲線時(shí)

慢速高速高速高精度控制需要的元素當(dāng)前第3頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)2.伺服系統(tǒng)響應(yīng)

-盡可能精確地跟隨移動(dòng)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(shí)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(shí)際路徑實(shí)際路徑指令路徑指令路徑普通車賽車當(dāng)前第4頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)3.機(jī)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(jī)械剛性高速高精度控制需要的元素實(shí)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(duì)于實(shí)現(xiàn)機(jī)床高速高精度控制僅僅是具備了有一個(gè)好的驅(qū)動(dòng)當(dāng)前第5頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)伺服調(diào)整過程

概述當(dāng)前第6頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(jìn)給率控制伺服調(diào)整是必要的.伺服調(diào)整由下列項(xiàng)目組成.(伺服系統(tǒng)響應(yīng))

-增益和HRV濾波器調(diào)整

這個(gè)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(xiàng)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(jī)床必不可少的功能.(CNC進(jìn)給率控制)-通過加速度調(diào)整進(jìn)給速度控制-通過速度差調(diào)整進(jìn)給速度控制-通過加加速度調(diào)整進(jìn)給速度控制

以上調(diào)整實(shí)現(xiàn)高速控制和指令路徑的平滑控制什么是伺服調(diào)整?當(dāng)前第7頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)伺服調(diào)整過程概述如何進(jìn)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(jī)的干擾.調(diào)整指導(dǎo)

在伺服指導(dǎo)中自動(dòng)進(jìn)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(gè)強(qiáng)有力的工具.伺服指導(dǎo)可以觀測(cè)到伺服系統(tǒng)的狀態(tài)并能對(duì)伺服進(jìn)行自動(dòng)調(diào)整.當(dāng)前第8頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)伺服調(diào)整過程概述如何進(jìn)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(shí)現(xiàn)進(jìn)給率控制速度增益(帶圓弧-拐角的方形)

通過改變加速度實(shí)現(xiàn)進(jìn)給率控制當(dāng)前第9頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(jī)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(jī)組成.所有這些產(chǎn)品對(duì)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.當(dāng)前第10頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(jī)械共振濾波器(*2)HRV電流控制HRV2,3(*1)

+實(shí)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(jī)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(xiàng)目伺服控制當(dāng)前第11頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)(*1)

設(shè)定HRV電流控制(HRV2或HRV3)

通過選擇HRV2

標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)參數(shù)電流環(huán)控制周期縮短到125s(對(duì)于ais,ai

和bis伺服電機(jī),使用90B0系列伺服軟件支持HRV2標(biāo)準(zhǔn)電機(jī)參數(shù)).對(duì)于HRV2的加強(qiáng)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)增益高當(dāng)前第12頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)(*2),(*3)消除機(jī)械共振濾波器調(diào)整

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

的HRV濾波器除去振動(dòng)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(jìn)行調(diào)整.下列項(xiàng)目有效.

-自動(dòng)調(diào)整

設(shè)定速度增益-自動(dòng)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)整過程概述當(dāng)前第13頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)(*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%當(dāng)前第14頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)(*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(jìn)給的穩(wěn)定性決定位置增益的限制值.伺服調(diào)整過程概述當(dāng)前第15頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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當(dāng)前第16頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)伺服調(diào)整過程

詳述當(dāng)前第17頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)初始化伺服參數(shù)(1)調(diào)整初始化參數(shù)時(shí),請(qǐng)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(jī)床調(diào)整.注1.電機(jī)代碼從251到350應(yīng)用于HRV2參數(shù)當(dāng)前第18頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(bǔ)后加/減速是必要的.當(dāng)前第19頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(dāng)坐標(biāo)軸反向時(shí).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)當(dāng)前第20頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)初始化伺服參數(shù)設(shè)定(4)更詳細(xì)內(nèi)容,請(qǐng)參照‘高速和高精度運(yùn)行相關(guān)的參數(shù)說明’,FANUC交流伺服電機(jī)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(duì)小型,中型和大型機(jī)床的功能分別進(jìn)行描述.當(dāng)前第21頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(cè)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.增益裕度推薦增益當(dāng)前第22頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(cè)頻率響應(yīng)特性曲線.我們推薦通過坐標(biāo)軸的直線移動(dòng)檢測(cè)增益設(shè)定的正確性.

如果觀察到有一些振動(dòng),請(qǐng)將速度增益減小一點(diǎn).電機(jī)速度轉(zhuǎn)矩指令降低增益電機(jī)速度轉(zhuǎn)矩指令當(dāng)前第23頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(cè)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)當(dāng)前第24頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(xì)微地調(diào)整濾波器.我們推薦通過坐標(biāo)軸的直線移動(dòng)檢測(cè)濾波器設(shè)定的正確性.

如果觀察到有一些振動(dòng),請(qǐng)稍修改一下濾波器參數(shù).電機(jī)速度轉(zhuǎn)矩指令修改中心頻率當(dāng)前第25頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)改變?cè)鲆娴男Ч蜑V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當(dāng)前第26頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(bǔ)償.這個(gè)補(bǔ)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(bǔ)償.這個(gè)補(bǔ)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++++位置反饋當(dāng)前第27頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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)當(dāng)前第28頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)(位置)前饋調(diào)整前饋調(diào)整(2)插補(bǔ)后時(shí)間常數(shù)=24ms前饋系數(shù)100%時(shí)間調(diào)整系數(shù)=0插補(bǔ)后時(shí)間常數(shù)=24ms前饋系數(shù)100%時(shí)間調(diào)整系數(shù)=-3072通過使用“時(shí)間調(diào)整系數(shù)”

能夠補(bǔ)償由“插補(bǔ)后時(shí)間常數(shù)”導(dǎo)致的半徑減小.如果路徑誤差有必要達(dá)到一定的限制值時(shí),請(qǐng)?zhí)峁┦褂眠@個(gè)特性.當(dāng)前第29頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)速度前饋調(diào)整當(dāng)各個(gè)軸的加速度變化得快時(shí),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(bǔ)償這個(gè)延遲.這個(gè)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(qǐng)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)當(dāng)前第30頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)圓弧半徑減速根據(jù)加速度調(diào)整進(jìn)給率控制(1)在這個(gè)點(diǎn)‘從直線到圓弧’或‘從圓弧到直線’各個(gè)軸的加速度快速變化.在這些點(diǎn)的路徑誤差變大.‘圓弧半徑減速功能’減小了拐角時(shí)的切線方向的速度和在上面2點(diǎn)加速度的變化.ABCD直線部分:F4000圓弧部分:F3000切線速度ABCDXY測(cè)試程序圓弧->直線直線->圓弧當(dāng)前第31頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(qǐng)調(diào)整‘圓弧半徑減速’

滿足機(jī)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(jì)算最大加速度根據(jù)加速度調(diào)整進(jìn)給率控制(2)圓弧半徑減速當(dāng)前第32頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(yùn)算有效.“根據(jù)加速度減速”由到最大進(jìn)給率的時(shí)間常數(shù)確定.速度時(shí)間最大進(jìn)給率時(shí)間常數(shù)這個(gè)斜率表示允許加速度當(dāng)你設(shè)定了這一欄中的加速度值時(shí),伺服指導(dǎo)自動(dòng)地確定了適當(dāng)?shù)臅r(shí)間常數(shù).根據(jù)加速度減速

根據(jù)加速度調(diào)整進(jìn)給率控制(3)當(dāng)前第33頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)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(qǐng)?jiān)O(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(bǔ)前時(shí)間常數(shù)值.通常

插補(bǔ)前時(shí)間常數(shù)

=圓弧鉗制值X3.0根據(jù)加速度調(diào)整進(jìn)給率控制(4)當(dāng)前第34頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)通過僅僅設(shè)定插補(bǔ)前時(shí)間常數(shù),坐標(biāo)軸在方形的拐角處不減速.在這點(diǎn)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(jìn)給率控制(1)ABCDXY測(cè)試程序當(dāng)前第35頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)拐角速度是F500拐角速度是F200請(qǐng)調(diào)整‘拐角減速’

滿足機(jī)床加工精度要求.

根據(jù)速度差調(diào)整進(jìn)給率控制(2)當(dāng)前第36頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)高速高精度伺服HRV3控制當(dāng)前第37頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)伺服HRV控制伺服HRV控制實(shí)現(xiàn)高速高精度帶高精度電流檢測(cè)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(jī)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(jìn)給和

高速頻率響應(yīng)當(dāng)前第38頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)通過高速CPU和ai

伺服放大器的高精度電流檢測(cè)器實(shí)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(shí)現(xiàn)高的速度增益控制HRV濾波器消除從高頻到低頻的機(jī)械共振通過與ai

和ais伺服電機(jī)的很平滑進(jìn)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(bǔ)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(jī)高的

速度增益控制伺服HRV3控制特性當(dāng)前第39頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)SERVOHRV3Control伺服HRV3控制增強(qiáng)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(jī)械共振導(dǎo)致的振動(dòng)多個(gè)(最多4個(gè))機(jī)械共振抑制根據(jù)機(jī)床的特性,濾波器寬度和深度自由地設(shè)定增強(qiáng)的HRV濾波器(1/2)當(dāng)前第40頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)SERVOHRV3Control伺服HRV3控制自動(dòng)實(shí)時(shí)跟蹤隨意移動(dòng)的機(jī)械共振適應(yīng)依靠位置,運(yùn)行中的狀態(tài)和機(jī)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(dòng)減小濾波器頻率HRV濾波器固定210Hz變化后的實(shí)際響應(yīng)210210250HzHz振動(dòng)繼續(xù)跟蹤后總是固定的增強(qiáng)的HRV濾波器(2/2)當(dāng)前第41頁(yè)\共有45頁(yè)\編于星期三\13點(diǎn)SERVOHRV3Control伺服HRV3誤差4mm立式加工中心(半閉環(huán))圓弧切削(XYR100mm,F