FANUC最新推出的0i-F系列CNC上，首次新增了SERVO GUIDE MATE功能，其作用相当于将SERVO GUIDE软件集成于CNC中，可在CNC画面上以图形形式显示与伺服电机或主轴电机相关的各类数据，由此可以简单地测量机床精度并可以轻易地了解由于时间变化、地面震动和机床的冲击而引起的精度变化。极大地提升了系统应用的便利性。从今天起后台君就将分上、下两期来介绍这一新功能的使用方法。
SERVO GUIDE MATE一次最多可采集4组数据，每组数据最多包含10000个点，共有5种图形描绘方式：Y-Time图形、XY图形、Circle图形、Fourier图形和Bode图形。描绘图形前需要在“测量设定”、“设定通道”、“运算&图形”和“缩放”画面内进行数据设定。
图1 Servo guide软件与Servo guide mate功能的对应关系
本文主要介绍使用SERVO GUIDE MATE进行手动伺服调整时数据采集的常用设定，如机械振动频率曲线、电流曲线、象限突起、刚性攻丝曲线等。文中实验系统为0i-MF TYPE5包，一体型8.4寸显示屏。
Part 1
机床振动频率测试
测量设定
“测量设定”画面的进入方式有两种：1、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“BODE”画面，然后依次点击“操作”、“测量”、“取数”和“样品”后进入图2所示的“测量设定”画面。2、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“CH设定”画面，翻页至“测量设定”。具体设定内容见下图：
设定通道
“设定通道”画面的进入方式有两种：1、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“BODE”画面，然后依次点击“操作”、“测量”、“取数”和“CH设定”后进入“设定通道”画面。2、点击“System”后选择“波形”， 右扩展进入“CH设定”画面，翻页至“设定通道”。
在“设定通道”画面内设置CH1~CH3，具体设定值及含义见表1。图3是按照采集第3轴振动频率曲线进行设定的。
|
CH1 |
CH2 |
CH3 |
|
| 轴 |
指定同一轴 |
||
| 种类 |
2：TCMD |
16：FRTCM |
15：FREQ |
| 单位 |
33：% |
31：A(p) |
32：HZ |
| 转换系数 |
100 |
100 |
1 |
| 原始值 |
0 |
0 |
0 |
运算&图形
“运算&图形”画面的进入方式有两种：1、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“BODE”画面，依次点击“操作”后连续右扩展至“O/GSET”进入图 4所示的“运算&图形”画面。2、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“CH设定”画面，翻页至图 4所示的“运算&图形”画面。
曲线采集
完成上述设定后，点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“BODE”画面，依次点击“操作”、“测量”和“启动”，此时 “BODE”画面内“Now Sampling”标志急速闪烁。切换至MEM方式运行NC程序，触发后“NowSampling”慢速闪烁直至采集结束，最终采集的振动频率曲线如图 5所示。为了便于观察，可操作图 5内屏幕下方软键来调整图形显示。
图5中有上下两组曲线，1 为幅频特性曲线，2 为相频特性曲线，调试中主要以曲线1 作为考察伺服特性的主要依据。曲线1 中，按照频率区域划分：
Ø [10Hz~200Hz]为低频特性响应区，该区域内接近 0dB 的曲线代表系统的响应带宽，接近0dB 的曲线越宽，系统的响应特性越好。
Ø [200Hz~1000Hz]为中高频特性衰减区，利用该区域的曲线可以测试出机床高频振荡点，利用系统 HRV 过滤器可以过滤振荡点。
如果图 5有低频率振动，可以利用 TCMD 滤波器来抑制振动。设定时将振动频率的一半频率作为参数，按照图 6设定截止频率。例如：200HZ振动时选择转矩指令滤波器的截止频率100HZ进行设定。此时参数PRM 2067设定值为2185。
Ø 如果图 5有高频振动，则可以利用HRV滤波器来消除高频振动点。系统供使用的滤波器共有5 组，如果系统有两个或以上共振点，需要组合使用滤波器。
Ø 消除掉共振点后，就可以设定更高的速度增益（PRM 2021）。然后需要重新测量频率响应，如此反复进行，直到满足以下要求：
Ø 响应带宽（也就是幅频曲线上 0dB 区间）要足够宽，主要通过调整伺服位置环增益（PRM 1825），速度环增益（PRM 2021）参数来实现，使之越宽越好。
Ø 使用 HRV 滤波器后机床高频共振被抑制，此时高频共振频率处的幅值应低于 -10dB。
Ø 在截止频率（幅频曲线开始下降的地方对应的频率）处的幅值应该低于 10dB。在 1000Hz 附近的幅值应该低于-20dB。
Part 2 机床运行电流曲线测试
采集电流曲线时，Servo Guide Mate端“测量设定”部分与图 2一致，本节重点描述“设置通道”和“图形&运算”部分的设定。
“设定通道”画面的进入方式有两种：1、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“Y-TIME”画面，然后依次点击“操作”、“测量”、“取数”和“CH设定”后进入“设定通道”画面（见图 3）。2、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“CH设定”画面，翻页至图 3 所示的“设定通道”。 CH1和CH2具体设定值及含义表 2。 轴 种类 单位 转换系数 转换基准 原始值 CH1 同一轴 5：POSF 4：mm 0.001 1.000 0 CH2 2：TCMD 33：% 100 7282 0 设定通道
运算&图形
“运算&图形”画面的进入方式有两种：1、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“Y-TIME”画面，依次点击“操作”后连续右扩展至“O/GSET”进入“运算&图形”画面。2、点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“CH设定”画面，翻页至图 7所示的“运算&图形”画面。
在图形方式（Y-时间）的图1~图2进行表 3所示设定，值得注意的是“输入1”可根据实际需求选择通道，显示单位也可根据实际需求进行变更。
|
运算 |
输入1 |
显示单位 |
|
|
图1 |
4:Diff2(AT) |
1：CH1 |
21：mm/sec/sec |
|
图2 |
2:通常显示 |
2：CH2 |
33：% |
曲线采集
完成上述设定后，点击“System”后选择“波形”，右扩展进入“Y-TIME”画面，依次点击“操作”、“测量”和“启动”，此时 “Y-TIME”画面内“Now Sampling”标志急速闪烁。切换至MEM方式运行NC程序，触发后“NowSampling”慢速闪烁直至采集结束。最终调整显示后的机床运行曲线如图 8（经过了显示调整）所示。
通常情况下需要采集快速移动G00和切削进给G01的TCMD 曲线并进行调整。调整过程需要遵循以下3 要点：
Ø 在加速和减速段（斜线段）过渡平滑，无过冲现象；
Ø 恒速段（直线段）电流粗细一致，中间没有波动；
Ø TCMD曲线的电流最大值不超过放大器电流最大值的80%。放大器的最大输出电流由 FSSB 的AMP(放大器)画面予以确认。
需要调整的参数主要集中在表 6所示的加减速时间常数：
|
参数 |
含义 |
备注 |
|
PRM 1622 |
各轴切削进给插补后加减速时间常数 |
|
|
PRM 1620 |
各轴快移直线型加减速时间常数 |
|
|
PRM 1621 |
各轴快移直线型加减速时间常数 |
前馈无效时为0，有效时设定为32~64 |
|
PRM 1769 |
插补后加减速时间常数 |
开启高速高精时有效 |
（待续）
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