FANUC-高速高精度控制的调整步骤讲课讲稿
FANUC高速、高精加工的参数调整
铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整(北京发那科机电有限公司王玉琪)使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（如模具）时，应根据实际机床的机械性能对CNC系统（包括伺服）进行调整。
在FANUC的AC 电机的参数说明书中叙述了一般调整方法。
本文是参数说明书中相关部分的翻译稿，最后的“补充说明”叙述了一些实际调试经验和注意事项，仅供大家参考。
对于数控车床，可以参考此调整方法。
但是车床CNC系统无G08和G05功能，故车床加工精度（如车螺纹等）不佳时，只能调整HRV参数和伺服参数。
Cs控制时还可调整主轴的控制参数。
目录使用αi电机…………………………………………………P 2使用α电机……………………………………………………P22补充说明………………………………………………………P241使用αi电机伺服HRV控制的调整步骤⑴概述i系列CNC（15i/16i/18i）的伺服因为使用了HRV2和HRV3控制（21i为选择功能），改善了电流回路的响应，因此可使速度回路和位置回路设定较高而稳定的增益值。
图使用伺服HRV控制后的效果速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系统的响应和刚性。
因此可以减小机床的加工形状误差，提高定位速度。
由于这一效果，使得伺服调整简化。
HRV2控制可以改善整个系统的伺服性能。
伺服用HRV2调整后，可以用HRV3改善高速电流控制，因此可进行高精度的机械加工。
若伺服HRV控制与CNC的预读（Look-ahead）控制，AI轮廓控制，AI纳米轮廓控制和高精度轮廓控制相结合，会大大改善加工性能。
关于这方面的详细叙述，请见节“高速、高精加工的伺服参数调整”。
２图伺服HRV控制的效果实例⑵适用的伺服软件系列号及版本号90B0/A（01）及其以后的版本（用于15i，16i，18i和21i，但必须使用320C5410伺服卡）。
⑶调整步骤概况HRV2和HRV3控制的调整与设定大致用以下步骤：①设定电流回路的周期和电流回路的增益（图中的*1 ）电流回路的周期从以前的250μs降为125μs。
FANUC伺服调整教材
iSVSP放大器
FSSB
iI 主轴电机
is 伺服电机
机床操作盘
分散I/O 模块
I/O Link 伺服放大器
i
is 伺服电机
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BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
追加分离型检测单元后可以使用全闭环
iSVSP放大器
FSSB
FSSB
二、加工工艺对工件的影响案例
三、机械问题对工件的影响案例
4
BEIJING-FANUC
电机规格
手动调整
高速高精度
Servo guide
案例分析
第一章 伺服电机规格及初始化
5
BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
aiS22 aiS30 aiS40 aiS50 aiS100 aiS200 aiS300 aiS500
/4000 /4000 /4000 /3000 /2500 /2500 /2000 /2000
400V
ai S 2 ai S 4
/5000HV, /6000HV
/5000 HV
aiS 8 aiS12
2、βi系列 结构紧凑 高性价比 节省能源
iSVSP放大器 主轴伺服一体型
电源再生制动
iSV放大器 双轴/单轴
iSV放大器 单轴
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BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
外形紧凑适用于小型机械 电机平滑旋转实现高精度切削 高可靠性、高性价比 小型· 高分辨率的βi脉冲编码器（131,072 / rev） ID信息、温度信息输出到CNC 部分型号列表
/4000 HV
200V
FANUC伺服调整教材
①设定1902#0#1=0
#7 1902 #6 #5 #4 #3 #2 #1 ASE #0 FMD
#1：ASE
#0：FMD
FSSB的设定方式为自动设定方式时 0：自动设定未完成。 1：自动设定已经完成。 0：FSSB的设定方式为自动方式。 1：FSSB的设定方式为手动方式。
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BEIJING-FANUC
2020
2001 1820 2084/2085 2022 2023 2024 1821
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BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
1、初始化设定位
设定初始化设定位
#7 初始化 设定位 #1：DGP 0：进行伺服参数的初始设定。 1：结束伺服参数的初始设定。 #6 #5 #4 #3 #2 #1 DGP #0
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BEIJING-FANUC
目录
四、自动增益调整
五、加工条件选择功能 第四章：SERVO GUIDE软件的使用及调试方法 一、Servo Guide软件介绍 二、Servo Guide连接 三、 Servo Guide调整步骤 第五章：伺服调整实例分析 一、工件表面光洁度调整案例
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BEIJING-FANUC
第一章 伺服电机规格及初始化
四、伺服初始化
伺服初始化是在完成了FSSB连接与设定的基础上进行电机的一转移动量以 及电机种类的设定。伺服电机必须经过初始化相关参数正确设定后才能够 正常运行。
设定参数3111后，伺服设定画面能够显示。
第一章 伺服电机规格及初始化
②按伺服电机连接顺序设定参数1023的值。 1023 伺服轴号
设定控制轴为放大器连接的第几个伺服轴，通常控制轴号与伺服轴号设定 相同。
FANUC数控系统参数设定讲课文档
7.
伺服参数初始化：先把3111#0（SVS=1），显现伺服设定
和调整画面，设定各伺服参数（如果是全闭环，先按半闭环
设定，等运行正常后再按全闭环重设）。
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伺服设定和调整画面
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12/7/2021
07.12.2021
3108#7实际手动速度显示
3111#0伺服调整画面显示
3111#1主轴监控画面显示
3111#5操作监控画面显示
3112#0伺服波型画面显示，需要时1，最后要为0。
3201，3202，3220，3221，3290程序保护。
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• 10.3400-3600有关编程参数。
如：3401#0使用小数点的地址字，省略了小数点时
丝、缩放/坐标旋转、单向定位、极坐标插补、
法线方向控制、分度工作台分度的参数。
• 14.6095-6097宏程序调用参数。
• 15.6100-6499有关格式、跳转、刀补、外
部数据输入/输出参数。
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• 16.6500-6700图形显示参数。
如：MD6561-6595图形色彩编码。
• 17.6700-6800运行时间、零件计数参数。
• 18.6800-7000刀具寿命、位置开关参数。
• 19.7001-7117有关手动、自动、手轮进给参数。
如：7100#0JOG中用手轮
7100#4手轮超速脉冲忽略
7110手轮数量
• 20.7180-7636机械碰块、软操作面板、程序再启
动、多边形加工参数。
FANUC高速、高精加工的参数调整
铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整(北京发那科机电有限公司玉琪)使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（如模具）时，应根据实际机床的机械性能对CNC系统（包括伺服）进行调整。
在FANUC的AC 电机的参数说明书中叙述了一般调整法。
本文是参数说明书中相关部分的翻译稿，最后的“补充说明”叙述了一些实际调试经验和注意事项，仅供大家参考。
对于数控车床，可以参考此调整法。
但是车床CNC系统无G08和G05功能，故车床加工精度（如车螺纹等）不佳时，只能调整HRV参数和伺服参数。
Cs控制时还可调整主轴的控制参数。
目录使用αi电机…………………………………………………P 2使用α电机……………………………………………………P22补充说明………………………………………………………P2413.4.1伺服HRV控制的调整步骤⑴概述i系列CNC（15i/16i/18i）的伺服因为使用了HRV2和HRV3控制（21i为选择功能），改善了电流回路的响应，因此可使速度回路和位置回路设定较高而稳定的增益值。
图3.4.1(a) 使用伺服HRV控制后的效果速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系统的响应和刚性。
因此可以减小机床的加工形状误差，提高定位速度。
由于这一效果，使得伺服调整简化。
HRV2控制可以改善整个系统的伺服性能。
伺服用HRV2调整后，可以用HRV3改善高速电流控制，因此可进行高精度的机械加工。
若伺服HRV控制与CNC的预读（Look-ahead）控制，AI轮廓控制，AI纳米轮廓控制和高精度轮廓控制相结合，会大大改善加工性能。
关于这面的详细叙述，请见3.4.3节“高速、高精加工的伺服参数调整”。
２图3.4.1(b) 伺服HRV控制的效果实例⑵适用的伺服软件系列号及版本号90B0/A（01）及其以后的版本（用于15i，16i，18i和21i，但必须使用320C5410伺服卡）。
⑶调整步骤概况HRV2和HRV3控制的调整与设定大致用以下步骤：①设定电流回路的期和电流回路的增益（图3.4.3(c)中的*1 ）电流回路的期从以前的250μs降为125μs。
FANUC_高速高精度控制的调整步骤演示幻灯片
(圆) 前馈 反向间隙加速
(方) 通过速度差实现进给率控制 速度增益
(带圆弧-拐角的方形) 通过改变加速度实现进给率控制
9 Tuning - 9
伺服 调整过程概述
FANUC LTD
参数号
标准设定值
16i/18i /21i /0i
1851 2003 #5 2006 #0
大于 1 1 0/1
2009 #7
1
2009 #6
1
2223 #7
1
2015 #6
0
2146
50
2048 2082
50 5 (1um 检测单位 ) 50(0.1um 检测单位 )
2071
20
说明
间隙补偿 间隙加速有效 0 : 半闭环系统 1 : 全闭环系统 间隙加速停止 仅在切削进给使用间隙加速功能 (FF) 仅在切削进给使用间隙加速功能 (G01) 两段间隙加速有效 两段间隙加速结束时间 间隙加速量
HRV 电流控制 HRV2,3 (*1)
11 Tuning - 11
伺服 调整过程概述
FANUC LTD
(*1) 设定 HRV 电流控制 (HRV2 或 HRV3)
? 通过选择 HRV2 标准电机参数电流环控制周期缩短到125 ? s (对于 a is, a i
和 bis 伺服电机,使用90B0系列伺服软件支持HRV2标准电机参数). ? 对于HRV2的加强功能,通过提高电流环的高速响应,使用伺服 HRV3 控制
FANUC LTD
高速高精度控制的调整步骤
1 Tuning - 1
FANUC高速高精度控制的调整步骤
根据实际情况选择合适的控制算法，如PID控制、模糊控制等，以满 足系统对高速和高精度的要求。
控制策略
根据实际需求，制定合适的控制策略，如轨迹规划、动态补偿等，以 提高系统性能和稳定性。
调试与优化
在软件配置过程中，需要进行系统调试和优化。通过调整软件参数和 算法参数，不断优化系统性能，提高控制精度和稳定性。
软件升级
及时升级fanuc控制系统软件，获取 最新的功能和性能优化，提高加工过 程的控制精度和稳定性。
05 结论
fanuc高速高精度控制的优势
高速高精度控制能够提高加工效率和 加工质量，减少加工误差，提高产品 的一致性和可靠性。
fanuc高速高精度控制能够适应各种 复杂和高效的加工需求，提高了加工 过程的灵活性和适应性。
伺服增益是影响系统动态特 性的重要参数。通过调整伺 服增益，可以改善系统响应 速度和跟踪性能。需要根据 实际情况，通过试验确定最 佳的伺服增益值。
为了消除系统中的噪声和振 动，需要设置合适的滤波器 。通过调整滤波器的参数， 可以优化系统的低通和高通 特性，提高控制精度和稳定 性。
轴参数包括位置环增益、速 度环增益、加速度等，这些 参数对轴的控制性能产生重 要影响。需要根据实际情况 ，对轴参数进行合理配置， 以保证轴的高速和高精度运 动。
硬件配置
硬件配置
伺服电机
编码器
传动机构
在调整fanuc高速高精度控制 时，需要考虑系统的硬件配置 。硬件配置包括伺服电机、编 码器、传动机构等，这些部件 的性能对系统控制效果产生直 接影响。
选择合适的伺服电机是实现高 速高精度控制的关键。需要根 据实际需求，选择具有高动态 响应和高精度的伺服电机。
高速加工
通过优化加工路径和切削参数， fanuc高速高精度控制能够实现高 速加工，从而提高生产效率和降低 生产成本。
FANUC高速高精加工的参数调整
F A N U C高速高精加工的参数调整This manuscript was revised by the office on December 22, 2012铣床、加工中心高速、高精加工的参数调整(北京发那科机电有限公司王玉琪)使用铣床或加工中心机床加工高精度零件（如模具）时，应根据实际机床的机械性能对CNC系统（包括伺服）进行调整。
在FANUC的AC 电机的参数说明书中叙述了一般调整方法。
本文是参数说明书中相关部分的翻译稿，最后的“补充说明”叙述了一些实际调试经验和注意事项，仅供大家参考。
对于数控车床，可以参考此调整方法。
但是车床CNC系统无G08和G05功能，故车床加工精度（如车螺纹等）不佳时，只能调整HRV参数和伺服参数。
Cs控制时还可调整主轴的控制参数。
目录1伺服HRV控制的调整步骤⑴概述i系列CNC（15i/16i/18i）的伺服因为使用了HRV2和HRV3控制（21i为选择功能），改善了电流回路的响应，因此可使速度回路和位置回路设定较高而稳定的增益值。
图使用伺服HRV控制后的效果速度回路和位置回路的高增益，可以改善伺服系统的响应和刚性。
因此可以减小机床的加工形状误差，提高定位速度。
由于这一效果，使得伺服调整简化。
HRV2控制可以改善整个系统的伺服性能。
伺服用HRV2调整后，可以用HRV3改善高速电流控制，因此可进行高精度的机械加工。
若伺服HRV控制与CNC的预读（Look-ahead）控制，AI轮廓控制，AI纳米轮廓控制和高精度轮廓控制相结合，会大大改善加工性能。
关于这方面的详细叙述，请见节“高速、高精加工的伺服参数调整”。
２图伺服HRV控制的效果实例⑵适用的伺服软件系列号及版本号90B0/A（01）及其以后的版本（用于15i，16i，18i和21i，但必须使用320C5410伺服卡）。
⑶调整步骤概况HRV2和HRV3控制的调整与设定大致用以下步骤：①设定电流回路的周期和电流回路的增益（图中的*1 ）电流回路的周期从以前的250μs降为125μs。
发那科系统参数调整讲课文档
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3)主轴设定
• 首先地4133#参数中输入电机代码，把4019#7设为1进行自动
初始化。断电再上电后，系统会自动加载部分电机参数，
如果在参数手册上查不到代码，则输入最相近的代码。
• 初始化后根据主轴电机 参数说明书的参数表对照一下，有不同
• 2024各轴位置反馈脉冲数，半闭环12500；全闭
环（电机一转应走的微米数）
• 2084、2085各轴柔性进给传动比
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• 8. 3000-3099有关I/O的参数。
如： 3003#0互锁信号无效，*IT（G8.0）
3003#2各轴互锁信号无效，*IT1-4（G130）
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4。系统调试参数设定
•
1）上电全清。上电时同时按MDI面板上RESET+DEL键。
•
1.
2.
全清后一般会出现如下报警：
100 参数可写入，参数写保护打开PWE=1
506/507 硬超程报警，PMC中没处理硬件超程信号，设定
3004#5OTH=1，可消除。
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• 2.1000-1200：轴控制/设定单位的参数。
如：1001.0公/英制；
1002手动、参考点档块；
1005回参考点方式；
1006回参考点方向、旋转轴；
1010CNC控制轴数；
发那科机床操作及精度控制
授课班级16机电预科班教师
授课模块数控车床实训课时 2 课程名称数控编程实训
实训项目发那科机床操作及精度控制
实训准备1.CA6136S数控车床
2.FANUC 0I MATE TD
实训目的与要求1、掌握车床操作的基本常识
2、掌握车床的装刀与对刀操作
3、遵守操作规程，养成文明操作、安全操作的习惯。
实训重点掌握车床的简单操作
实训方式[讲解]
指令的运用。
该零件的工艺安排、切削用量的选择；车刀的装夹与对刀方法，程序的编制，加工精度的保证。
[示范]
车刀的装夹与对刀操作，磨损值的输入，加工余量的消除
[指导方式]集中讲解——巡回指导——个别辅导——课后小结
作业布置
零件图纸一、简单工件示意图。
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Tuning - 15
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
举例
• 下列图形表示伺服调整后的结果. • 四象限凸起完全被抑制. • 路径变得更平滑.
Tuning - 8
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
如何进行伺服调整 2
伺服调整使用一些代表性的图形形状. 这些图形形状的程序已登记到 伺服指导的 程序窗口 并通过程序窗口执行生成相应的程序.
(圆) 前馈 反向间隙加速
(方) 通过速度差实现进给率控制 速度增益
(带圆弧-拐角的方形) 通过改变加速度实现进给率控制
拐角前 慢下来
拐角后 速度升起来
高速
曲线前 慢下来
曲线时 慢速
Tuning - 3
F A N U C L T D
高速高精度控制需要的元素
2. 伺服系统响应 -尽可能精确地跟随移动指令 - 尽可能抑制干扰扭矩 通过使用HRV2 或 HRV3 和 HRV 滤波器技术 实现较高的速度增益设定
实际路径
普通车
实际路径
赛车
指令路径
指令路径
Tuning - 4
F A N U C L T D
高速高精度控制需要的元素
3. 机械刚性 为了获得高增益和加工出高精度的工件,
也 需要高的机械刚性
普通车
刚性好并 平稳的车
实际 路径
指令路径
满足以上所有 3 条对于实现机床高速高精度控制仅仅是具备 了有一个好的驱动
Tuning - 5
高精度 电流反馈
ai 伺服电机
Tuning - 10
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
伺服控制
前馈 (*4)
实现高速高精度控制如下调整伺服功能
CNC发出 的指令
位置增益 (*5)
+ +
高速速度环
(*3)
消除 机械共振
滤波器 (*2)
伺服控制中的伺服调整项目
(*1) 设定 HRV 电流控制 (HRV2 或 HRV3) (*2,*3) 调整消除机械共振滤波器并设定速度环路增益 (*4) 前馈调整 (*5) 位置增益调整
前馈0%
前馈 100%
Tuning - 14
伺服调整过程概述
(*5) 位置增益调整
• 通过使用高速速度环响应可以设定高的位置增益. • 设定高的位置增益也可以用于减小误差. • 推荐设定值大于 50/sec, 只要能保证稳定性. • 考虑快速进给的稳定性决定位置增益的限制值.
F A N U C L T D
HRV 电流控制
HRV2,3 (*1)
Tuning - 11
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
(*1) 设定 HRV 电流控制 (HRV2 或 HRV3)
• 通过选择 HRV2 标准电机参数电流环控制周期缩短到125 s (对于 ais, ai
和 bis 伺服电机,使用90B0系列伺服软件支持HRV2标准电机参数). • 对于HRV2的加强功能,通过提高电流环的高速响应,使用伺服 HRV3 控制
F A N U C L T D
伺服调整过程 概述
Tuning - 6
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
什么是伺服调整 ?
为了提高伺服系统的执行性能和CNC 进给率控制伺服调整是必要的. 伺服调整由下列项目组成. (伺服系统响应)
- 增益和 HRV 滤波器调整 这个调整提高了伺服控制总体的执行性能. 增益调整是最重要的项目.
F A N U C L T D
高速高精度控制的调整步骤
Tuning - 1
F A N U C L T D
高速高精度控制需要的基本元素
• 车驱动的三个基本要素
驾驶员 的驾驶技巧
• 高速高精度机床加工的 • 三个基本要素
CNC 的进给率控制
加速器, 刹车,手动 响应速度
车的 悬挂
伺服
系统 响应
机械 刚性
[ 调整导航器 ]
调整导航器按照一步一步的调整步骤提 示进行调整. 下列项目有效. - 自动调整 设定速度增益 - 自动调整 设定HRV 滤波器 - 支持设定 高速高精度控制功能.
Tuning - 13
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
(*4) 前馈调整
• 通过 ‘提前预读前馈’, 伺服延迟被消除并且图形误差减小了 • 通常使用97% 到100% 的前馈系数
可以得到更高的速度环增益. • 电流环的高速响应是伺服系统总体执行性能提高的基础
速度环增益低
速度环增益高
Tuning - 12
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
(*2),(*3) 消除机械共振滤波器调整 和速度环增益设定
• 一些机床在特定的频率有很强的机械共振. • 消除机械共振滤波器 的HRV滤波器除去振动有效. • 伺服指导的调整导航器功能用于调整 HRV 滤波器. • 也可以使用调整导航器功能设定更高的速度环增益全面提高伺服的执行性能.
如何进行伺服调整 1
伺服指导 是支持伺服调整的一个强有力的工具. 伺服指导可以观测到伺服 系统的状态并能对伺服进行自动调整.
伺服 指导
PCMCIA LAN 卡
在伺服调整过程中, 增益调整和HRV 滤波器调整是最重要的. 通过提高伺服 系统的速度增益和位置增益能够高精度跟随位置指令和抑制伺服电机的干 扰. 调整指导 在伺服指导中自动进行增益调整.
驾车和机床高速高精度控制具有以上 ‘相似性’ .
Tuning - 2
F A N U C L T D
高速高精度控制需要的元素
1. CNC 进给速度控制 高速高精度开始不协调的因素 为了保证两者协调, 切线方向的速度仅在必要的点上需要 减小或者增加
- 依靠各个轴的速度差 - 依靠各个轴的加速度 - 依靠各个轴的加加速度
Tuning - 9
伺服调整过程概述
F A N U C L T D
关于伺服系统
伺服系统由伺服控制, 伺服放大器和伺服电机组成. 所有这些产品对 于提高伺服系统的执行性能是很重要的. 伺服调整提高了伺服控制的 执行性能.
伺服系统 伺服控制
位置控制
速度控制
HRV滤波 器
HRV 控制
伺服 放大器ห้องสมุดไป่ตู้
高速响应和 高分辨率反馈
- 前馈调整 调整前馈将路径误差减小为0. 它是高速高精度机床必不可少的功能.
(CNC 进给率控制) - 通过加速度调整进给速度控制 - 通过速度差调整进给速度控制 - 通过加加速度调整进给速度控制 以上调整实现高速控制和指令路径的平滑控制
Tuning - 7
伺服调整过程概述
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