FANUC系统高速高精度控制(模具加工)
1.简介：
FANUC 的高速高精度加工也是相对而言，没有绝对的高速高精度，在前面部分介绍的内容中我们知道，如果要精度高（跟随误差小），在拐角或圆弧转角处必须减速，这样就不能达到高速的要求，而提高了速度，必然精度就会降低（跟随误差大），所以，如果要两方面都要提高，必须使用特殊功能，FANUC 提供的高速高精度的特殊功能有:
1.先行控制(APC)
2.AI 先行(AI APC)
3.AI 轮廓控制控制( AI CC)
4.AI Nano 轮廓控制( AI Nano CC)
5.高精度轮廓控制( HPCC)
6.AI 高精度轮廓控制(AI HPCC)
7.AI Nano 高精度轮廓控制(AI Nano HPCC)
根据使用的系统不同和伺服软件版本数不同，能使用的这些特殊功能也不同，如果要有高速高精度方面的要求（比如进行模具加工），必须尽量选择高档次的系统，如 0I 系列的 0IC，18IB,16IB 等，对于以上不同的功能,在程序中都有相应的 G 代码配合使用,如果没有使用这些相应的代码,高速高精度功能不能使用,有些功能不但要求有相应的系统软件,还要有相应的硬件支持, 所以在选择使用这些功能时必须注意。
2.各种功能比较：见下表:
|
高速高精 度功能 |
APC | AI-APC | AICC |
AI nano CC |
HPCC |
AI-HPCC |
AI nano HPCC |
|
0IM-mate |
有 |
||||||
|
0IM B/C |
有 |
有 |
|||||
| 21IMB |
有 |
有 |
有 |
有 |
|||
| 18IMB |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
|
| 16IMB |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
|
|
补间前加 减速 |
线性 |
线性 |
线性/铃 形 |
线性 / 铃 形 |
线性 / 铃 形 |
线性 / 铃 形(各轴) |
线性 / 铃 形(各轴) |
|
自动拐角 减速 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
|
基于圆弧 半径速度控制 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
|
基于加速度速度控 制 |
无 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
有 |
|
基于切削负载度控 制 |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
有 |
|
加加速度 控制 |
无 |
无 |
16/18I
MB 有 |
16/18IM
B 有 |
无 |
有 |
有 |
|
Nano 补间 |
无 |
无 |
无 |
有 |
无 |
无 |
有 |
|
5 轴加工功 能 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
|
平滑补间 |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
有 |
| NURBS |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
有 |
|
附加硬件 |
不要 |
不要 |
不要 |
不要 |
RISC |
RISC |
RISC |
|
预读程序 段 数 |
1 | 15 | 40 | 180 |
200( 选择 功能) |
200 |
200 |
|
程 序 G 代 码 |
G08P1 |
G05.1Q1 |
G05.1Q 1 |
G05.1Q1 |
G05P100 00 |
G05P100 00 |
G05P100 00 |
|
5 轴加工功 能 |
无 |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
|
平滑补间 |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
有 |
|
NURBS |
无 |
无 |
无 |
无 |
有 |
有 |
有 |
|
附加硬件 |
不要 |
不要 |
不要 |
不要 |
RISC |
RISC |
RISC |
|
预读程序 段 数 |
1 |
15 |
40 |
180 |
200( 选择 功能) |
200 |
200 |
|
程 序 G 代 码 |
G08P1 |
G05.1Q1 |
G05.1Q 1 |
G05.1Q1 |
G05P100 00 |
G05P100 00 |
G05P100 00 |
几点说明：
3.各种功能对应参数设定：
1.AI 先行控制（G05.1Q1 配合）
|
参数号 |
标准值 |
速度优 先 1 |
速度优 先 2 |
参数含义 |
|
1432 |
– |
– |
– |
各轴最大切削进给速度（mm/min） |
|
1620 |
– |
– |
– |
各轴快速直线型加减速时间常数(ms) |
|
1621 |
– |
– |
– |
各轴快速铃型加减速时间常数 T2(ms) |
|
1730 |
3250 |
5150 |
7275 |
在圆弧半径 R 下的进给速度上限(mm/min) |
|
1731 |
5000 |
5000 |
5000 |
相对于基于圆弧半径进给速度上限值的圆弧半径 R(1um) |
|
1732 |
100 |
100 |
100 |
基于圆弧半径的进给速度钳制下的下限速度 (mm/min) |
|
1768 |
24 |
24 |
24 |
切削进给插补后加/减速的时间常数(ms) |
|
1770 |
10000 |
10000 |
10000 |
插补前加减速中最大加工速度(mm/min) |
|
1771 |
240 |
80 |
40 |
到插补前加减速中最大加工速度之前的时间(ms) |
|
1783 |
400 |
500 |
1000 |
基于拐角速度差在减速时的允许的速度差(mm/min) |
|
1784 |
– |
– |
– |
发生超程报警时的速度(mm/min) 根据超程时的超程距离设定 |
|
1785 |
320 |
112 |
56 |
基于加速度的速度确定中用来确定允许加速度的参数（ms） 设定达到最大切削进给速度（1432）之前的时间 标准设定值假定最大切削进给速度为 10000mm/min |
固定设定值的参数：
|
参数号 |
标准设定 |
参数含义 |
|
1602#6,#3 |
1,0 |
插补后加减速为直线型（使用 FAD 时设定） |
|
1825 |
5000 |
位置增益 |
|
2003#3 |
1 |
PI 控制有效 |
|
2003#5 |
1 |
背隙加速有效 |
|
2005#1 |
1 |
前馈有效 |
|
2006#4 |
1 |
在速度反馈中使用使用最新的反馈数据 |
|
2007#6 |
1 |
FAD(精密加减速)有效 |
|
2009#7 |
1 |
背隙加速停止有效 |
|
2016#3 |
1 |
停止时比例增益倍率可变有效 |
|
2017#7 |
1 |
速度环比例项高速处理功能有效 |
|
2021 |
128 |
负载惯量比（速度环增益倍乘比） |
|
2067 |
1166 |
TCMD(转矩指令)过滤器 |
|
2069 |
50 |
速度前馈系数 |
|
2071 |
20 |
背隙加速有效的时间 |
|
2082 |
5（1um） |
背隙加速停止量 |
|
2092 |
10000 |
先行（位置）前馈系数 |
|
2107 |
150 |
切削用负载惯量比倍率（%） |
|
2109 |
16 |
FAD 时间常数 |
|
2119 |
2(1um) |
停止时比例增益可变用，判断停止电平 |
|
2202#1 |
1 |
切削，快速速度环增益可变 |
|
2202#2 |
1 |
1/2PI 电流控制只在切削方式有效 |
|
2203#2 |
1 |
1/2PI 电流控制有效 |
|
2209#2 |
1 |
FAD 直线型有效 |
如果使用 HRV3(高速 HRV)时设定的参数。
|
2013#0 |
1 |
高速 HRV 电流控制有效 |
|
2334 |
150 |
高速 HRV 电流控制时电流环增益倍率（切削） |
|
2335 |
200 |
高速 HRV 电流控制时速度环增益倍率（切削） |
2 AI 轮廓控制（G05.1Q1 配合）
|
参数号 |
标准值 |
速度优 先 1 |
速度优 先 2 |
参数含义 |
|
1432 |
– |
– |
– |
各轴最大切削进给速度（mm/min） |
|
1620 |
– |
– |
– |
各轴快速直线型加减速时间常数(ms) |
|
1621 |
– |
– |
– |
各轴快速铃型加减速时间常数 T2(ms) |
|
1730 |
3250 |
5150 |
7275 |
在圆弧半径 R 下的进给速度上限(mm/min) |
|
1731 |
5000 |
5000 |
5000 |
相对于基于圆弧半径进给速度上限值的圆弧半径 R(1um) |
|
1732 |
100 |
100 |
100 |
基于圆弧半径的进给速度钳制下的下限速度 (mm/min) |
|
1768 |
24 |
24 |
24 |
切削进给插补后加/减速的时间常数(ms) |
|
1770 |
10000 |
10000 |
10000 |
插补前加减速中最大加工速度(mm/min) |
|
1771 |
240 |
80 |
40 |
到插补前加减速中最大加工速度之前的时间(ms) |
|
1772 |
64 |
48 |
32 |
插补前铃型加减速时间常数（时间恒定）(ms) |
|
1783 |
400 |
500 |
1000 |
基于拐角速度差在减速时的允许的速度差(mm/min) |
|
1784 |
– |
– |
– |
发生超程报警时的速度(mm/min) 根据超程时的超程距离设定 |
|
1785 |
320 |
112 |
56 |
基于加速度的速度确定中用来确定允许加速度的参数（ms） 设定达到最大切削进给速度（1432）之前的时间 标准设定值假定最大切削进给速度为 10000mm/min |
固定设定值的参数：
|
参数号 |
标准设定 |
参数含义 |
|
1602#6,#3 |
1,0 1,1 |
插补后加减速为直线型（使用插补前铃型加减速） 插补后加减速为铃型（使用插补前直线型加减速） |
|
1603#7 |
1 |
插补前加减速为铃型（0：插补前直线型） |
|
7050#5 |
1 |
标准设定（未公开） |
|
7050#6 |
0 |
标准设定（未公开） |
|
7052#0 |
0/1 |
在 PMC 轴,Cs轴的情况下，设定1 |
|
1825 |
5000 |
位置增益 |
|
2003#3 |
1 |
PI 控制有效 |
|
2003#5 |
1 |
背隙加速有效 |
|
2005#1 |
1 |
前馈有效 |
|
2006#4 |
1 |
在速度反馈中使用使用最新的反馈数据 |
|
2007#6 |
1 |
FAD(精密加减速)有效 |
|
2009#7 |
1 |
背隙加速停止有效 |
|
2016#3 |
1 |
停止时比例增益倍率可变有效 |
|
2017#7 |
1 |
速度环比例项高速处理功能有效 |
|
2021 |
128 |
负载惯量比（速度环增益倍乘比） |
|
2067 |
1166 |
TCMD(转矩指令)过滤器 |
|
2069 |
50 |
速度前馈系数 |
|
2071 |
20 |
背隙加速有效的时间 |
|
2082 |
5（1um） |
背隙加速停止量 |
|
2092 |
10000 |
先行（位置）前馈系数 |
|
2107 |
150 |
切削用负载惯量比倍率（%） |
|
2109 |
16 |
FAD 时间常数 |
|
2119 |
2(1um) |
停止时比例增益可变用，判断停止电平 |
|
2202#1 |
1 |
切削，快速速度环增益可变 |
|
2202#2 |
1 |
1/2PI 电流控制只在切削方式有效 |
|
2203#2 |
1 |
1/2PI 电流控制有效 |
|
2209#2 |
1 |
FAD 直线型有效 |
如果使用 HRV3(高速 HRV)时设定的参数。
|
2013#0 |
1 |
高速 HRV 电流控制有效 |
|
2334 |
150 |
高速 HRV 电流控制时电流环增益倍率（切削） |
|
2335 |
200 |
高速 HRV 电流控制时速度环增益倍率（切削） |
4.根据机床特性需要进行调整的参数：
|
参数号 |
调整开始设定值 |
含义 |
调整方法 |
|
2021 |
128 |
负载惯量比 （速度增益） |
在轴移动过程中，如果出 现振动，减小此值 |
|
1825 |
5000 |
位置增益 |
如果即使N2021 为0 时也不能消除振动，在所有轴 上适当减小设定值 |
|
2048 |
100 |
背隙加速量 |
在轴的移动方向翻转处出现突起时，以 50 为刻度调大设定值，如果出现过切时，以 50 为刻度减 小此值。 |
注：在进行振动状态观察，反向背隙突起/过切时观察时，最好使用 SERVO GUIDE(伺服向导)。请参照相应的说明书。
5.其它需要调整的内容：
如果要进行模具加工，必须使用SERVO GUIDE(伺服向导)，仔细调整（包括：圆弧调整， 加减速调整，四角调整，带 1/4 圆弧的调整，背隙加速调整）
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