反向間隙加速功能調(diào)整方法

反向間隙加速功能調(diào)整技術(shù)部技術(shù)支持課：徐少華、郭柯一、反向間隙加速功能的原理在機床進給軸的傳動過程中，由于反向間隙、摩擦等因素，造成電機在反向運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生滯后，電機的反轉(zhuǎn)滯后造成加工的延時，此時，在加工圓弧象限過渡處將會留下象限凸起的條紋。反向間隙加速功能的原理為:將人為設定的反向間隙加速補償量補償至速度環(huán)積分環(huán)節(jié)的VCMD,用以改善電機由于傳動環(huán)節(jié)的影響造成的滯后，降低在反轉(zhuǎn)時的位置誤差。其2048反向間隙加速量在分析機床進給軸反向運轉(zhuǎn)產(chǎn)生滯后的原因中,一方面，電機本身摩擦引起的反轉(zhuǎn)延時,另一方面，機床本身的傳動摩擦引起的反轉(zhuǎn)延時，為了更好的補償上面兩個因素導致的反轉(zhuǎn)延時，二段反向間隙加速功能分別予以針對補償。二段反向間隙加速功能第一段：補償電機的反轉(zhuǎn)摩擦扭距二段反向間隙加速功能第二段：補償機床的摩擦扭距說明：實際機床調(diào)試時，是否使用二段反向間隙加速功能有以下幾個注意點：1、如果使用一段加速功能，且一段加速量設定很大值仍無補償效果，嘗試使用二段反向間隙加速功能。2、線軌機床導軌傳動使用滑塊結(jié)構(gòu)，和軌道的接觸面小，機床本身的傳動摩擦小，往往使用一段加速功能即可實現(xiàn)反向滯后的補償。3、硬軌（方軌）機床的導軌傳動使用貼塑面整體接觸，和導軌的接觸面大，傳動摩擦相應的就會變大，在導軌摻刮不均勻的情況下，使用一段反向間隙補償功能，往往達不到效果，此時，可以嘗試使用2段反向間隙補償功能。

二、一段反向間隙加速功能的調(diào)整1、將機床進給軸的位置環(huán)和速度環(huán)增益調(diào)整至合理值如果在進給軸的增益沒有進行合理的調(diào)整之前，進行進給軸反向運轉(zhuǎn)延時滯后調(diào)整，此時，反向間隙減速功能并不能很容易的補償反轉(zhuǎn)滯后，是高伺服軸的位置環(huán)和速度環(huán)增益，本身就是在提高伺服的響應和剛性，進而補償反轉(zhuǎn)滯后的延時影響故：在進行反向間隙加速補償功能之前，務必將位置環(huán)和速度環(huán)調(diào)整至較高的穩(wěn)定值，在此基礎上再進行其他功能的補償，將會很容易進行補償。如下圖：圖一為VG=150時測定的圓，圖二為VG=300時測定的圓。LEIozLEIoz10.000-10.000a.ooo100.01.0JK_Y_V?002、一段反向間隙補償?shù)膮?shù)參數(shù)號16i/18i/21i/0i設值定說明18511反向間隙補償值，圓弧調(diào)試設定為1，調(diào)試完成后，恢復為實際值2003#51反向間隙加速功能，設定為1時，開通該功能2006#00反向間隙補償功能是否有效，通常設定為0。2009#71反向加速停止功能，通常設定為12009#61反向間隙加工功能僅切削有效(前饋)2223#71反向間隙加工功能僅切削有效(G01)2015#60二段反向間隙加速功能不使用20825停止距離設定(如果檢測單位為0.1微米，設定為50)204850一段反向間隙加速量207120一段反向間隙加速有效時間在進行調(diào)試時，根據(jù)實際凸起量，進行加速量(NO2048)和加速時間(NO2071)的配合調(diào)整，直至凸起消除。10.000:-10.0005:-0.0035:200.a1.0Jlm:nE->?apDLJami)

lm:nE->?apDLJami)l>JO圖3、進行不同方向的補償理論上，電機在從+f—和從一fl>JO圖3、進行不同方向的補償理論上，電機在從+f—和從一f+由于機械安裝以及導軌摩擦等外界因素的影響,的情形，如下圖五其反向延時滯后的量應該是一致的,在實際測試圓弧時，可能會出現(xiàn)不一X-RxYGZ10.000-10.0010.QQ05200.01.0/:5—_+X圖五Y從上圖可以看出，X軸在兩個方向反轉(zhuǎn)延時滯后，在相同補償值下，其效果不一樣,此時需要根據(jù)不同方向分別進行補償。hllx?5VO5P組⑥十背隙加速v0參數(shù)提示戾向間陳加速2段反向國隙加打h跌反向間隙扣速刃hhllx?5VO5P組⑥十背隙加速v0參數(shù)提示戾向間陳加速2段反向國隙加打h跌反向間隙扣速刃h鈦反向冋晾枷速訓靜摩擦補下€卜回反向間陳加速有數(shù)□2段加速有效回切削時加速功能庾向間隙補悝反向間曲補償1.OOOum□不能使用位置反向間隙補償.計數(shù)器數(shù)叵］加速停止加速停止定時NO2048NO209440rms0.763um奪數(shù)-OX.pr>（lK機）丈件的編輯?移動①窗口?幫助?4、重力軸的特殊注意通常的機械設計，重力軸都為配重鐵塊或氮氣平衡氣缸平衡主軸，但是如果配重鐵塊和主軸側(cè)重量差異過大，則需要進行重力軸的扭距補償。如下圖六：10.000K:-10.001Y：-0.002G:100.10.000K:-10.001Y：-0.002G:100.01.Q進行扭距補償?shù)慕Y(jié)果：需要保證Z軸上下反轉(zhuǎn)時凸起量一致。在保證了上下兩個方向凸起量一致的基礎上，再使用一段反向間隙加速功能進行細致調(diào)整。

琴數(shù)-COI.pr>（K琴數(shù)-COI.pr>（K機）回區(qū)文件?編輯（1〕移動血〕窗口叫幫助??5VOSP組回十背隙加速軸反向間晾和速2段反向間阻抑速1￡戰(zhàn)反向間隙和速習|2段圧向間隙施亍|靜摩擦補哲t卜回反向間隙加速有效□2段加速度有效回僅切削時加速度有效反向間隙補償反商間陳補償|巧1回反向間隙加速有效□2段加速度有效回僅切削時加速度有效反向間隙補償反商間陳補償|巧1.OOCum□對位置環(huán)反向間隙補償無效1段加速度1段加連度標準值（%）1段加速度標淮值（-?>+）（%）1跌加速度翹略20at-JQ學--NO2087注：NO2087的設定值可設定正值（配重過輕）、負值（配重過重）。5、不同速度的補償設定伺服軸在不同速度下運行，反向滯后延時量也將不同，故：以不同速度下加工圓弧時，其象限的凸起量將不一致。理論上推測，象限補償量和進給速度是線性關(guān)系，如下：建立加工速度范圍內(nèi)的線性關(guān)系的步驟：1）在速度范圍內(nèi)選擇最小速度進行測試，一邊觀察象限凸起，一邊設定最佳反向間隙加速量，將設定值設定在NO2048中2）選擇在最大和最小速度之間的值，一邊測試，一邊增大倍率值（對應參數(shù)NO2114）,直至補償量消除凸起。3）將速度設定最大進行測試，觀察圓弧凸起，設定對于最大速度凸起量的補償值,將該值設定至NO2338中。說明：通常情況，考慮加工工藝，如：主軸轉(zhuǎn)速、刀具磨損等因素，模具加工的速度一般在F3000/M以下，故：簡單的測試，可以以某一固定速度（通常F2000）進行反向間隙的補償，無需上述細致的補償。當存在不同反向間隙補償時，其對應的不同速度下的補償參數(shù)如下:方向別設定反轉(zhuǎn)方向反向間隙加速量加速量倍率加速量極限值無通用\n.2H4有從正向向負向反轉(zhuǎn)從負向向IF向反轉(zhuǎn)Xo.2340\o.2341三、二段反向間隙加速功能的調(diào)整如果在一段反向間隙加速功能補償值設定很大的情況下（如：NO2048：600，NO2071：80左右），對于加工圓弧的象限凸起仍沒有明顯作用時，需要嘗試使用二段反向間隙加速功能。二段反向間隙加速功能，對于造成電機反向滯后的原因分別予以補償，尤其針對機床本身的傳動摩擦力。二段反向間隙加速功能是在一段反向間隙加速功能之后發(fā)生作用的，他們之間的作用時機和配合關(guān)系如下:說明：1、NO2082參數(shù)設定為二段反向間隙加速功能的開始位置,實際亦為一段反向間隙加速功能的停止位置。2、二段反向間隙加速開始位置NO2082和終點位置NO2089需要注意如下關(guān)系：NO2089設定為0時，NO2082設定為正值，貝V：終點位置在起點的二倍處如果NO2082設定值為負，則終點位置在起點的三倍處。NO2089設定為非0值時，則終點位置為：NO2082XNO2089/1O。3、實際調(diào)整時，需要注意固定一端，即：在修改開始位置時，需要保持結(jié)束位置保持不變，觀察測試加工的效果；修改結(jié)束位置時，需要保持開始位置不變，觀察測試加工的效果。4、需要使用二段反向間隙加速功能時，往往一段反向間隙加速補償量設定很小。如果設定過大，則：電機在一反轉(zhuǎn)時即出現(xiàn)過切現(xiàn)象二段反向間隙加速功能的調(diào)整步驟如下：1、設定初始補償值，進行粗略補償，觀察測試圓弧通常，初始設定補償值如下：□回匡?5VO5P組⑹十背隙加速v軸討回琴數(shù)提示2段反向間隍協(xié)速］緞反囪間晾加速可就段反睡1陳醯亍|靜嘩攥補八□回匡?5VO5P組⑹十背隙加速v軸討回琴數(shù)提示2段反向間隍協(xié)速］緞反囪間晾加速可就段反睡1陳醯亍|靜嘩攥補八卜0反向間隙加速有敖02段加速度有效0忸切削時加速度有敖應向間隙補f嘗反向間隙補償□對位置環(huán)反向間除補償無敦一段初始補償量設定1段加速度［段加速度標準值C■心NO20481段協(xié)速度標淮值(-->+)C%)1段加速廈紹曙l.OOOum0C0CO.O^pdi45Fnv'niln寸?2ST.IoT5W3ZPOA1補償扭柜測試測定圓弧如：圖七參數(shù)-CHCPARA-pr?（Jfi機）文件通編輯⑥穫動(W窗口址)幫助?5.OumSCICICJrclCJomtcl-5"10.000-10.0010.000200.05.OumSCICICJrclCJomtcl-5"10.000-10.0010.000200.01.0j一吊皇日畐n2、分析一段加速量是否合理按照對于一段反向間隙加速和二段反向間隙加速功能作用時機的分析，電機在一反向時，首先發(fā)生加速作用的是一段加速。將上述圖七，按下Z鍵，放大如：圖八p-1p-1nnnnJpf從圖八可以看出，在電機一反轉(zhuǎn)時即發(fā)生了過切，故：需要修改一段加速量NO2048說明：在使用二段加速功能后，一段反向間隙加速量往往只要設定很小值即可，如果按照只使用一段反向間隙加速功能時的補償量設定，此時電機一反向時將會產(chǎn)生過切。3、進行二段反向間隙加速的細調(diào)

針對二段反向間隙的細調(diào)主要圍繞開始位置、終點位置、加速量的細致調(diào)整進行。出現(xiàn)的幾種情況如下：如圖I：二段加速的起點和終點過遲。補償時間太短。設定舉例：P2039=500P2082=10P2089=0注：起點和終點的確認有如下規(guī)律：當P2089=0時，P2048為正值時，終點在2倍起點處；P2048為負值時，終點在3倍起點處。當在P2089設定值時，終點可以在任意處，此時計算的終點為（P2089設定值）X（P2082設定值）/10。如圖II：二段補償?shù)钠瘘c有點遲，需要重新調(diào)整起點，修改時，保持終點不變。設定舉例：P2039=500P2082=5P2089=40（為保證終點不變，修改值為40）圖II如圖III：二段加速的終點有點早，需要重新修改，此時保持起點不變。設定舉例：P2039=500P2082=5（修改終點，保持起點不變）P2089=60如圖IV：合理調(diào)整二段加速起點、終點，得到如圖IV，由于二段加速量補償比較多，產(chǎn)生過切。此時需要調(diào)整二段補償量。設定舉例：P2039=150P2082=5P2089=604、關(guān)于加速量偏置NO2167在使用NO2039進行補償二段反向間隙加速量時，如果設定值很大時仍無法進行有效抑止圓弧象限凸起時，請嘗試使用NO2167參數(shù)進行抑止象限凸起，該參數(shù)在抑制象限凸突起上作用明顯。5、進行不同方向的補償如果使用二段反向間隙加速功能時，出現(xiàn)不同凸起量，和一段加速一樣，也可以進行不同方向的補償設定。其對應關(guān)系如下：方向別設定反轉(zhuǎn)方向第2級加遠量加遠量倍率加遠量極隕值無通用Xti.2039.\ih.21U\o.233S有從正向向費向反轉(zhuǎn)從負向向正向返反轉(zhuǎn)5.2339\o.2J4l四、調(diào)整案例案例一：加工曲面效果不好圖8表面粗糙和有象限點淺析：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。可能是參數(shù)設置引起震動造成，也有可能是機械原因造成。解決過程：1）使用SERVOGUIDE測試原始圖形如下:

圖9XZ軸插補的圓弧圖形2）使用SERVOGUIDE進行調(diào)整之后測試圖形如下:圖10調(diào)整之后的圖形從調(diào)整前后的圖形來看，有所改善，但加工出來效果依然。于是，進行機械的檢查。重新進行X軸和Z軸的裝配。3）重新裝配機械后再次使用SERVOGUIDE進行調(diào)整，測試波形如下:

10.0QQ4）再次進行加工，表面刀紋和光潔度很好，問題解決。5）調(diào)整前后的參數(shù)設置:參數(shù)號調(diào)整前調(diào)整后X軸Z軸X軸Z軸2003#511112015#6110118511015121820482020350520940045002071202020202009#71111208255552271#511012039100200050208900025216720050003006）小結(jié)從調(diào)整的過程，可以看出加工效果不好主要是由參數(shù)設置和機械安裝不良共同造成的。機床是三軸硬軌，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。

案例二：象限點問題1圖12象限點淺析：在機床系統(tǒng)中，當反沖，摩擦的影響較大時，在電機反轉(zhuǎn)時，就會產(chǎn)生延遲，造成圓弧切削時的象限突起。如果進行補償過量時，又會產(chǎn)生象限凹下。不管象限凸起還是凹下，從肉眼來觀測，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，需要從實際加工的調(diào)試中來摸索，然后有針對性地調(diào)整相關(guān)參數(shù)或者機械來解決。解決過程：1）使用SERVOGUIDE測試原始圖形如下:圖13XZ軸的圓弧原始圖形

2）使用SERVOGUIDE進行調(diào)整之后圖形如下:3）再次進行加工，象限點消除，問題解決。4）調(diào)整前后的參數(shù)設置參數(shù)號調(diào)整前調(diào)整后X軸Z軸X軸Z軸2003#511112015#601001851101510172048300202503502094350602003852071202020202009#71111208255552271#501002039