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2       概述

通常进行主轴优化时,需要先进行自动优化,再对主轴进行手动优化,以确保机床能完成高效稳定的加减速运动和高质量的攻丝。828D SW4.95版本在主轴自动优化中新增了攻丝优化的功能,可以将主轴已经优化好的参数与攻丝插补轴的参数进行匹配和设置,减少手动优化工作量,降低攻丝优化调试难度。

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具体设置的参数类型包括:

 设置开放的转速控制回路相位

设置转速控制器增益

设置开放的位置控制回路相位

设置位置控制回路和前馈控制

设置设定值滤波器

当用户确认参数符合预期后,就会自动将插补轴与主轴的参数进行匹配。

3       关键词

主轴优化  攻丝优化   TRACE  攻丝NC参数调试

4       要求

4.1        硬件要求

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4.2        软件版本要求

        V4.95

5       调试步骤

5.1     主轴自动优化

优化主轴时,必须先激活主轴控制使能(DB380x.DBX2.1)。建议如下图程序,用PLC机床数据MD14512切换控制使能是否一直激活,用于主轴优化,将MD14512 Bit0设为1即可优化主轴。

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A.     使用方向键选中主轴,点击image.png

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B.     选择要优化的主轴类型,这里使用的铣削系统,选择铣削主轴。确认主轴后,勾选位置控制和攻丝,用于优化攻丝时,主轴与Z轴的速度和位置匹配,点击image.png

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C.     选择image.png,进行常规的参数优化,优化完成后如下右图所示,选择image.png

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D.     进入攻丝插补页面,勾选Z轴,选择image.png

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E.      优化完成后,选择image.png,就可以查看到Z轴与主轴已经进行的攻丝插补优化。

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  F.      查看攻丝优化后各轴总时间常数(经攻丝优化总时间常数一致)

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5.2     攻丝优化参数对比

为了更清楚的了解攻丝优化后修改的参数,下面以立式加工中心未优化的Z轴和主轴为例,先进行自动优化,完成自动优化后,再进行攻丝优化,通过下表直观对比优化前后参数的变化。

5.2.1          Z轴和主轴单轴自动优化

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自动优化主要对Z轴的MD32200[0]MD32800[0]MD32810[0]和主轴的MD32200[0]/[1]MD32800[0] /[1]MD32810[0] /[1]进行了优化设置,关闭了单轴设定值相位滤波器MD32890,并将其时间常数MD32895[0]清零。

5.2.2          Z轴和主轴的攻丝优化

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攻丝优化主要将Z轴和主轴的MD32200MD32800MD32810[1]~[5]参数全部设置成与参数[0]相同的数值。同时,将主轴的MD32900参数置1,生效了主轴动态响应调整,并为其时间常数MD32910[0]~[5]配置了数值。

此时已经完成了攻丝插补所需参数的配置,可以进行攻丝测试。

5.3     优化相关参数

根据上节中的具体优化后的参数对比,列出如下相关参数:

MD32200

位置环增益


MD32620

前馈控制类型


MD32800

力矩前馈等效时间常数


MD32810

速度前馈等效时间常数


MD32400

轴冲击限制

使能轴冲击限制,为1时,MD32410生效

MD32410

轴冲击滤波器的时间常数

MD324001时生效

MD32890

单轴设定值相位滤波器

使能单轴设定值相位滤波器,为1时,MD32895生效

MD32895

单轴设定值相位滤波器的时间常数

MD328901时生效,本例中Z轴和主轴均为0

MD32900

动态响应调整

使能动态响应调整,为1时,MD32910生效

MD32910

动态响应调整的时间常数

MD329001时生效

实际使用了攻丝优化后,根据攻丝插补计算,表中的参数就已经设置完成。

之前版本的828D系统没有攻丝优化,完成单轴优化后需要手动将Z轴和主轴的MD32200[1]MD32800[1]改为相同即可(如果MD326204,为力矩前馈模式,参数MD32800生效;如果MD32620的值为3,为速度前馈模式,需将Z轴和主轴的MD32810[1]改为相同)。在SW4.95版本之后由系统自动计算完成,不需要再进行手动优化。

6       TRACE攻丝程序及参数测试

6.1     Trace攻丝程序

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 根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=20.1351/360*1=0.0559mm0.0554mm

由上可以判断Z轴与主轴同步性一致。如果误差较大,可根据下文的参数设置检查Z轴与主轴的参数,另外力矩前馈时间MD32800[1]与跟随误差成正比。

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 可以通过调整设置加速度MD35210[1]和加加速度MD32431[1]的值来改变主轴利用率,该值越大主轴利用率越高,建议最大不要超过90%

6.2     参数测试

理论上攻丝加工需要主轴与插补轴的参数完全匹配,当主轴与插补轴参数不一致时,Z轴与主轴的跟随误差偏大,会出现断刀或者加工出的螺纹无法使用的情况。在实际攻丝应用中,如果类似情况,可以考虑调整攻丝相关参数以保证高质量的完成攻丝加工,下面使用立式加工中心分别测试了不同参数对攻丝的影响:

1)      攻丝优化后的参数及跟随误差

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根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=22.03886/360*1=0.0612mm

Z轴跟随误差0.0610mm偏差0.0002mm


2)      位置环增益MD32200对攻丝的影响

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根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=18.50857/360*1=0.0514mm

Z轴跟随误差0.05mm偏差0.0014mm

 

3)      力矩前馈等效时间常数MD32800对攻丝的影响

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根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=18.3972/360*1=0.0511mm

Z轴跟随误差0.08979mm偏差0.03469mm

 

4)      轴冲击滤波器的时间常数MD32410对攻丝的影响

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根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=18.3972/360*1=0.0511mm

Z轴跟随误差0.1696mm偏差0.1185mm


5)      单轴设定值相位滤波器时间常数MD32895对攻丝的影响

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根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=18.3972/360*1=0.0511mm

Z轴跟随误差0.09136mm偏差0.04026mm

 

6)      单轴设定值相位滤波器时间常数MD32895对攻丝的影响

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根据公式将主轴的角度跟随误差转换成Z轴跟随误差:

主轴跟随误差/360*螺距=18.3972/360*1=0.0511mm

Z轴跟随误差0.1228mm偏差0.0717mm

7       作者/联系人

Zhao Wei Bin

2022-07-15

8       版本信息

版本

日期

修改内容

V1.0

2022.07.15