摘要：FANUC系統數控機床在加工過程中，出現機床振動，導致加工效果達不到要求，通過對伺服進行調試，可以有效的改善機床的振動，提高加工效果。在調整的過程中，要研究增益與加減速的變化所帶來的形狀誤差與振動之間的關系。從而有效的降振提高加工質量。

　　關鍵詞：振動；增環；三環

　　引言

　　發那科系統提供了解決機床振動的方案，可以通過機床自帶的功能和外部軟件進行配置，我們通過對相關原理和參數配置的研究，來達到提高加工精度降低機床振動的目的。

　　1伺服控制原理

　　發那科系統將伺服三環控制集成在NC的軸卡上，通過接收NC所發出的指令，經軸卡的三環處理后輸出至放大器，驅動電機運行。位置環、速度環、電流環的三環控制，按照先后順序為位置環——速度環——電流環，而進行伺服調整的順序恰恰相反，從電流環到速度環，最后到位置環。

　　1.1位置環：

　　其中比例項K，即參數No.1825位置增益，單位：0.01/S；誤差寄存器，即診斷300號參數中的跟隨誤差設定值=指令脈沖-反饋脈沖；跟隨誤差的定義值=速度/位置增益。位置差產生速度輸出。調整時應注意，插補軸位置增益應一致，提升位置增益可以提升加工精度。但位置增益過高容易在準停時過沖。高增益的同時，保證平穩運行，是我們調整的方向。

　　1.2速度環、電流環：

　　其中誤差放大器對應的參數為No.2021負載慣量比，它也是速度增益調整中的關鍵參數。No.2021=（負載慣量/電機慣量）*256；速度增益（%）=（1+No.2021/256）*100%；適合的速度增益，會提升相應的加減速，從而提升效率節拍和加工光潔度。通常負載大的軸對應的負載慣量比大。若機床的速度增益顯著降低，仍然出現振動，原因很可能是機床的機械性能不佳。

　　1.3加減速功能

　　加減速功能具有下面2個功能：一、插補后加速度，主要通過軸卡實現。二、插補前加速度，主要通過NC實現。所對應的參數No.1420快速進給速度（mm/min）、No.1620快速進給直線形加減速時間常數（ms）；由于加速度急劇變化，容易出現沖擊。如何減少對機械系統的沖擊，可以采用插補后快速進給鐘形加減速控制，與快速進給時的加減速控制為直線形的情況相比，由于加減速動作開始與結束時的速度變化是平滑的，所以對機械系統的沖擊要比直線型加減速小。但是加速度G00運行（快速進給運行）時，優先考慮沖擊，尤其是大型機床，快速運行，主要考慮沖擊，時間常數設定的過小，則沖擊太大；時間常數設定的過大，加速太慢，效率又過低。可以通過在伺服調整界面觀察電流值和伺服位置誤差DGN300的值。

　　切削進給時，為了在程序段與程序段連接處對切削面沒有影響，需要進行平滑加減速，所以通常采用指數函數形加減速。

　　直線形加減速的特點：縮短加減速時間，減小形狀誤差。機械沖擊大，相對而言精度好，光度差；鐘形加減速的特點：平滑加減速，減少機械沖擊，時間長，帶來形狀誤差，加工效果好。相對而言精度差，光度好。對于OID系統而言，#1（CTB）1：插補后切削進給的加減速為鐘形加減速#0（CTL）1：插補后切削進給的加減速為直線形加減速切削和快速的區別：切削的速度較快速移動低，所以不容易造成沖擊，故調整的側重點主要考慮平穩性，和快速移動稍有不同。

　　1.4針對速度環的PI與IP控制

　　考慮到各種各樣機械系統的需要，在速度控制方面設計了I-P控制和P-I控制兩種控制方式。P：是Proportion（比例）的縮寫；I：是Integral（積分）的縮寫。I-P控制結構：先積分后比例；P-I控制結構：先比例后積分。

　　2手動伺服設定

　　2.1速度增益調整：

　　其中的速度增益相關的是系統No.2021號參數，速度增益=（電機慣量+負載慣量）/電機慣量*100

　　例如：伺服電機ais8/4000的慣量：0.0012Kgm*m；負載慣量：0.0020Kgm*m；

　　速度增益=（0.0012+0.0020）/0.0012*100=267

　　設定值是假定電機與機床處于剛性聯結（完全連接）的狀態。實際機床因剛性、摩擦、間隙等因素影響，往往與計算值有出入。電機不帶負載時負載慣量為零，理論設定值為100。先設定速度增益為100（參數2021=0），每次增加100（或50），具體要根據電機大小和負載決定。直到電機出現振動。此時停止增大增益。一般情況下，設定值為此時設定值的70%。

　　2.2位置增益調整：

　　進行插補的各個伺服軸位置環增益必須設定一致，只做定位控制的伺服軸位置環增益可以不同。位置環增益手動調整，對于位置環增益，直接影響工作的精度，半閉環建議設定為5000，全閉環推薦值3000。如機床不振動可參照此數值設定，如有振動可適當減小。

　　3基于系統的伺服一鍵設定

　　AICC功能是選配功能，（AIHighPrecisioncontourcontrol），按下system-擴展¬-參數設定-AICC調整¬-操作，可使用自動初始設定；選擇初始化，然后執行，則當前精度等級的相應參數由系統自動設定。通過加工程序中的AI輪廓控制方式選擇，設定重視速度、重視精度的參數集，通過在加工時指定適合加工條件的精度級，即可自動計算符合條件的參數，以滿足加工的需要。使用方法：設定好1級和10級的參數之后，可以在程序中指定1-10級中任意一級加工精度，參數由系統自動計算。

　　G05.1Q1Rx;x:等級1-10

　　G08P1Rx;x:等級1-10

　　4應用

　　公司現有某加工中心一臺，在加工零件的過程中，出現振紋，通過研究，我們將相關參數進行了優化，將加速度的時間參數，和速度環增益進行了調整，振紋有了很大的減輕，得到了很好的效果。

　　參考文獻

　　[1]王杰.FANUC伺服調整原理和技術特點.電工技術雜志2012

　　作者高博劉洋

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