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FANUC | SERVO GUIDE MATE常用功能调试说明(上)

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

高效操作 | SERVO GUIDE MATE常用功能调试说明(上)

1 Servo guide软件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

1.1
SERVO GUIDE MATE设定
    SERVO GUIDE MATE设置包括以下内容:测量设定、设置通道和运算图形

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:

高效操作 | SERVO GUIDE MATE常用功能调试说明(上)

振动频率测量设定

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”。

高效操作 | SERVO GUIDE MATE常用功能调试说明(上)

振动频率测试设置通道

在“设定通道”画面内设置CH1~CH3,具体设定值及含义见13是按照采集第3轴振动频率曲线进行设定的。

CH1

CH2

CH3

指定同一轴

种类

2TCMD

16FRTCM

15FREQ

单位

33%

31A(p)

32HZ

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&图形画面。

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振动频率测试运算&图形

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。

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振动频率曲线

 

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]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。

 

1.2
参数调整

如果 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 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

高效操作 | SERVO GUIDE MATE常用功能调试说明(上)

转矩指令滤波器

 

Ø 如果 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

2.1
SERVO GUIDE MATE设定

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

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 3)。2、点击“System”后选择波形”右扩展进入CH设定”画面,翻页至 3 所示的设定通道” CH1CH2具体设定值及含义 2

种类

单位

转换系数

转换基准

原始值

CH1

同一轴

5POSF

4mm

0.001

1.000

0

CH2

2TCMD

33%

100

7282

0

2 电流曲线测试-CH设定

 

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&形”画面。

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电流曲线测试运算&图形(Y-TIME

 

在图形方式(Y-时间)的图1~2进行 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

1

4:Diff2(AT)

1CH1

21mm/sec/sec

2

2:通常显示

2CH2

33%

3 电流曲线测试图形&运算设定

 

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 8(经过了显示调整)所示。

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电流曲线测试图形&运算设定

 

2.2
参数调整

通常情况下需要采集快速移动G00和切削进给G01TCMD 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 AMP(放大器)画面予以确认。

需要调整的参数主要集中在 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

电流曲线调整相关参数

(待续)

  

 
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