一、調整形狀輪廓誤差

　　1、三環(huán)控制

　　數(shù)控系統(tǒng)的伺服控制多采用位置環(huán)、速度環(huán)及電流環(huán)等三環(huán)控制（圖1），各環(huán)作用如下。

　(1)位置環(huán)。接收數(shù)控單元(NC)的移動指令脈沖(Mcmd)與位置反饋脈沖比較運算，準確控制機床定位。

　　(2)速度環(huán)。接收位置環(huán)傳入的速度指令(Vcmd),進行加減控制，抑制振蕩。積分項(PK1V/S)對應參數(shù)2043，在伺服畫面中為INT.GAIN項；比例項(PK2V)對應參數(shù)2044，在伺服畫面中為PROP.GAIN項。

　　(3)電流環(huán)。通過轉矩指令(Tcmd)并根據(jù)實際負載的電流反饋狀態(tài)對放大器實施脈寬調制(PWM),輸出轉矩隨負載轉矩的變大而變大，反之亦然。

　　速度環(huán)和粗糙有關，位置環(huán)和輪廓形狀有關，即調試或加工過程中出現(xiàn)問題，排除機械原因外，若從伺服控制的角度解決問題，粗糙度不良應調整速度環(huán)的參數(shù)；若出現(xiàn)輪廓形狀誤差變大，則應重點調整位置環(huán)。

　　2、速度環(huán)參數(shù)調整

　　速度環(huán)中最關鍵的參數(shù)是負載慣量比，其在0系統(tǒng)和18i、16i、0i系統(tǒng)中分別對應的參數(shù)是8X21和2021。在伺服調整畫面中，負載慣量比以速度增益(VELOC GAIN)形式出現(xiàn)。速度環(huán)的增益與負載慣量比的關系為設定值＝[(負載慣量比+256)×100]/256，無負載時，負載慣量比為0，因此速度增益為100；負載與電機慣量相同時，負載慣量設為256，這種狀態(tài)稱為慣量匹配，此時速度增益為200。速度增益應盡量設高一些，一般設為200。通過增大速度增益，可提高伺服剛性和伺服響應性，解決振動和粗糙不良等問題，但是過大的設定值會引起機床振動。

　　3、位置環(huán)參數(shù)調整

　　位置環(huán)和輪廓開關精度有關，實際中加工一個圓，伺服調整軟件SERVO GUIDE通過測圓修正形狀輪廓誤差。在位置環(huán)中調整形狀輪廓誤差時，涉及到以下一些調整。

　　(1)前饋的調整。從數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出指令到伺服系統(tǒng)驅動電機運動，這個過程會有一個滯后。伺服系統(tǒng)的滯后產(chǎn)生形狀誤差，圓弧切削時的實際機械位置與程序指令存在差異，前饋的功能就是減小形狀誤差，即電機先于指令動起來，使電機有一個提前運動量，以克服伺服系統(tǒng)的滯后。?0系統(tǒng)中參數(shù)8X05#1(第一位)值設為1，前饋功能有效；設為0，前饋功能無效。?前饋的調整主要是調整前饋參數(shù)(FALPH),0系統(tǒng)中對應參數(shù)是8X68,16i、18i、0i系統(tǒng)中對應參數(shù)是2068，取值范圍9000~10000。AIAPC(精細加工)、AICC(精密輪廓控制)加工中對應參數(shù)2092。每次調整值以200遞增。0系統(tǒng)中X值為1、2、3、4時，分別對應第1軸、第2軸、第3軸、第4軸。

　　(2)各軸插補后切消進給的加減速時間常數(shù)的調整。如果值選取小，軸啟動時加速度會急劇變化，容易出現(xiàn)沖擊。取值范圍一般從24開始設定，單位是ms,每次以8個單位遞加，如32，40等。普通加工情況下，0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)分別是0635和1622，16i、18i、0i系統(tǒng)的AICC、AIAPC中調整參數(shù)1768。

　　(3)各軸伺服環(huán)增益的調整。在伺服調整畫面中顯示為LOOP GAIN(響應時間，取值范圍3000~5000，單位0.01s-1),該參數(shù)很重要，環(huán)路增益越大，則位置控制的響應越快，形狀誤差變小，但如果過大，系統(tǒng)將不穩(wěn)定，產(chǎn)生振動。0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)分別是517和1825。

　　(4)反向間隙加速功能的調整。在機械系統(tǒng)中，如果反向間隙及摩擦很大，會造成電機反向時滯后，在圓弧切削時產(chǎn)生象限突起，即加工圓時在0°、90°、180°270°四處產(chǎn)生突起，除做反向間隙補償外，還可使用反向間隙加速功能，相關參數(shù)如下：?反向間隙加速功能有效。0系統(tǒng)參數(shù)8X03的#3(第三位)和16i、18i、0i系統(tǒng)參數(shù)2003的#3(第三位)均設為1。?反向間隙加速量。0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)分別是8X48和2048，設定值范圍50~400，一般設為100。?反向間隙加速時間。0系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)分別是8X71和2071，一般設為20。

二、抑制機械振動

　　需要根據(jù)系統(tǒng)是全閉環(huán)還是半閉環(huán)分別處理，半閉環(huán)的位置檢測信號來自伺服電機的編碼器，全閉環(huán)的位置檢測信號來自光柵尺或磁尺。

　　1、系統(tǒng)半閉環(huán)時抑制振動的方法

　　(1)調整250μs加速度功能。加速度反饋功能是用軟件對電機的速度反饋信號微分而得到加速度，再將該值乘以加速度反饋增益以補償轉矩指令．抑制速度環(huán)的振蕩。實際是估算機械負載，將估算值加到反饋中。適用情況：①電機與機械負載彈性連接。②機械慣量比電機慣量大。O系統(tǒng)和16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)分別是8x66和2066，設定值一1—20。

　　(2)使用HRv濾波器(最常用)。使用HRv濾波器可抑制某種頻域的振動，即過濾掉某些特定頻率的振動。FANUC 0li系列伺服控制器采用HRV1～HRV4高響應矢量控制技術，提高了伺服控制的剛性和跟蹤精度，適合高精度輪廓加工。HRVl、HRV2、HRV3、HRV4電流環(huán)響應速度依次越來越快。

　　HRV濾波器中涉及的相關參數(shù)：①中心頻率，產(chǎn)生振動時頻率的中心部分。16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)是2113．0系統(tǒng)沒有對應參數(shù)。②帶寬，振動時頻率的范圍，常設為20。振動的中心頻率和帶寬必須要通過某種方法(如使用SERVO GUIDE軟件或頻率計等)檢測出來。③阻尼值，對振動幅度抑制的程度，16i、18i、0i系統(tǒng)對應參數(shù)是2359，阻尼值常設為5％或10％，取值越小，抑制幅度大。

　　2．系統(tǒng)全閉環(huán)時抑制振動的方法

　　當電機與機床之間的轉矩變化和間隙等較大時，如蝸輪蝸桿傳動中．機床速度與電機速度在加減速時將會產(chǎn)生很大差異?？刹捎脵C械速度反饋功能，提前估算機床速度，加入到速度控制中，以穩(wěn)定整個位置環(huán)的功能．相關參數(shù)如下。

　　(1)機械速度反饋功能有效信號(MSFE)。0系統(tǒng)8X12的#1(第1位)和16i、18i、Oi系統(tǒng)2012的#1(第l位)均設為l。

　　(2)機械速度反饋增益(MCNFB)的設定。①0系統(tǒng)。0系統(tǒng)參數(shù)是8x88，McNFB=(a×4096×8192)／電機旋轉一圈由光柵欄尺或磁尺發(fā)出的脈沖數(shù)，a取值范圍0.3～1.0。②16i、18i、0i系統(tǒng)。16i、18i、0i系統(tǒng)參數(shù)是2088。參數(shù)2012#l=1時機械速度反饋有效；參數(shù)2叭7#7=l時，使用速度環(huán)比例項高速處理功能，參數(shù)2088設為正值；參數(shù)2017撐7=0時，2088中設為負值；柔性齒輪比N珊(對應參數(shù)2084，2085)為1時．2017#7=1，參數(shù)2088取值30～100，2017#7=0，參數(shù)2088取值-30～100；柔性齒輪比N，M(對應參數(shù)2084／2085)不為1時，2017#7=I，參數(shù)2088取值3000～10000，2017#7=0，參數(shù)2088取值-3000～10000。

　　速度環(huán)比例項高速處理功能是將速度環(huán)的比例項移到電流環(huán)中，相當于提高了響應速度，即提高了速度環(huán)的指令跟蹤性，降低了干擾轉矩的影響，提高了伺服剛性。