FANUC數字伺服（digital servo）框圖如圖1所示，圖中标出了主要的伺服參數。從中可以看出：

圖1 FANUC數字伺服框圖

移動指令MCMD被送入位置控制環，經過脈沖分配器輸出指令脈沖①，與位置反饋脈沖②比較；

經過位置誤差寄存器（error register，診斷号300）将比較後的差值送入比例項（增益Kv，參數1825）輸出速度指令VCMD 到速度控制環；

再經過與速度反饋數據TSA的比較進入誤差放大器，之後進行速度環處理，并與電機轉子位置信息θ 比較産生力矩指令TCMD進入電流控制環；

最終進行脈寬調制處理（PWM），形成PWMa~PWMf 脈寬調制信号，并經過I/F接口處理将其轉換為串行光電信号，通過FSSB（COP10A）光纜将脈寬調制信号送到伺服放大器上。

進給軸參數有數百上千個（見FANUC 0i Mate-D參數手冊B-64310），在同一參數号下，對各軸可分别設定不同的值。為學習方便，這裡将FANUC進給運動軸參數分為兩類，一是伺服初始化參數，二是基本軸參數。

基本軸參數主要是與速度有關的參數、與伺服控制有關的參數等。

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有關進給速度的參數（Feed rate）

機床進給運動的控制主要包括位置、方向和速度等方面，盡管在SERVO SETTING畫面已經設定了分辨率和方向，但如果不設定速度，機床仍然無法産生進給運動。

數控系統本身可以達到的快速移動速度（VR）與最大切削進給速度（Fmax）是很高的，但還需根據機床特性确定。同時，在各種工作方式下，需設定合适的進給速度。

（1）各軸快速移動（G00）速度

PRM No.1420：RAPID FEEDRATE—設定各軸快速移動速度，一般在30m/min左右。

G00快速定位時，各軸都是以快進速度運動，先到位的軸先停止，另一軸繼續快進運動至終點。

如圖2（a）所示，G00 X200 Y100表示将刀具快速移動到（200，100）的位置；圖（b）中G01 X200 Y100 F80表示以合成速度80mm/min切削斜面；對于圓弧插補來說，程序中指令的進給速度為圓弧在切線方向的合成速度，如圖2（c）所示。

圖2 各種定位軌迹

（2）切削進給（如G01）上限速度

PRM No.1422（FANUC 0i Mate-D中為1430）：MAX CUT FEEDRATE—設定切削進給的上限速度，即NC程序中F代碼的最大值。

（3）各軸手動（JOG）進給時的進給速度

PRM No.1423：JOG FEEDRATE—設定各軸手動（JOG）進給速度，一般在1500mm/min左右。

（4）各軸手動快速移動速度

PRM No.1424：MANUAL RAPID FEEDRATE—設定各軸的手動快速移動速度，一般在5000mm/min左右。

（5）各軸返回參考點低速

PRM No.1425：REFERENCE RETURN FL—設定各軸返回參考點的最低進給速度。

FANUC系統規定，返回參考點必須“沿返回參考點的方向并在跟随誤差量為128個脈沖以上進給時才能确定參考點位置”，一般設為300~500mm/min。

（6）空運行速度

PRM No.1410：DRY RUN FEEDRATE—設定空運行進給速度。一般與切削進給上限速度大緻相同。

新程序第一次加工的時候可以使用空運行速度把程序跑一遍，檢驗加工程序的路線或指令是否正确。

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有關加減速時間的參數

PRM No.1620：RAPID TIME CONSTANT—設定各軸快速進給的直線形加減速時間常數。指電機從零加速至額定轉速所用的時間，一般設定150ms左右。

PRM No.1622：CUT TIME CONSTANT—設定各軸切削進給的指數形加減速時間常數。指移動部件從零加速至程編速度所用的時間，一般設定100ms左右。

快速進給加減速一般為直線形，切削進給加減速一般為指數形，如圖3所示。

圖3 各種加減速特性

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有關伺服的參數（Servo）

（1）各軸位置增益

PRM No.1825：SERVO LOOP GAIN—設定各軸位置控制中的伺服環增益。

a. 設定該參數的目的是使伺服系統有合适的響應。該值越大，伺服的響應越快，但過大時會導緻不穩定。

b. 參與插補（2軸以上控制，移動指定的路徑）的軸，設定相同的值。定位專用軸和刀庫、托盤等其他數控軸，可設定不同的值。

c. G00非切削運動時，增益不宜過大。

d. 伺服環增益30 /s時，伺服時間常數為33ms（倒數關系）。

e. 沒有設定該參數，LCD産生417号報警。

（2）各軸移動時跟随誤差的臨界值

PRM No.1828：ERROR LIMIT: MOVE—設定各軸移動時跟随誤差的臨界值。

a. 設定該參數的目的是防止機床進給速度過快而導緻事故（如飛車）。

b. 給出移動指令後，如果跟随誤差量超出該設定值就發出411号報警。

c. 設定值計算：用檢測單位求出快速進給時的跟随誤差量，為了使在一定的超量範圍内系統不報警，應留有50%左右的餘量。

（3）各軸停止時跟随誤差的臨界值。

PRM No.1829：ERROR LIMIT: STOP—設定各軸停止時跟随誤差量的臨界值。

a. 設定該參數的目的是防止外力幹擾過大。當坐标軸定位完成後，系統仍将處于閉環位置調節的狀态，這時由于外力的作用，可能會導緻坐标軸偏離定位的位置。系統中對軸在停止狀态下CNC指令位置與機床實際位置之間的最大差值有規定的要求，不能超出該參數規定的值。

b. 在沒有給出移動指令的情況下或在軸定位完成後，隻要位置跟随誤差量超過這一差值，CNC即發出410号報警。例如，垂直軸上沒有裝平衡配重時，如果伺服放大器和伺服電動機狀态不好，而伺服電動機上又沒有電流流過時，機械就會因自重而下落；或者由于供給制動器的24V電壓有瞬間拉低的現象。

c. 回轉軸定位結束、使用機械鎖緊時，需使用該參數和伺服關閉信号（SVF）。

d. 一般設定為機床實際定位精度的10~20倍。

（4）各軸到位寬度。

PRM No.1826：IN-POSITION WIDTH—設定各軸的到位寬度。

a. 設定該參數可用于拐角加工時的尖角過渡或保證孔加工時的深度尺寸。

b. 跟随誤差量（DGNNo.300）的絕對值小于該設定值時，認作定位已結束。

c. 因為跟随誤差量與進給速度成正比，所以到位狀态可認為是設定速度以下的狀态。

d. 當增大該設定值時，軸就會在沒有完全停止時進入下一段動作區。

e. 典型設定值10~20μm。

（文/湯彩萍）

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