A06B-0115-B804
THM46100精密卧式加工中心(沈机集团)昆明机床股份有限公司在***机床重大专项支持下***新开发的四轴精密卧式加工中心，可广泛应用于复杂箱体类零件、盘类及模具等零件的加工。如图1所示，该机床由X、Y、Z方向的直线进给轴和绕B轴的回转工作台构成，为提高系统刚度而采用了“箱中箱”的独特结构，如图2所示，并且为了保证X方向具有较大的驱动能力，而采用了X1、X2双轴驱动的模式。由于该加工中心FANUC31i数控系统具有丰富的控制功能，因此此加工中心配置了FANUC31i数控系统，以实现对X、Y、Z直线位移及B轴回转位移的高速高精度控制。
THM46100精密卧式加工中心
图1 THM46100精密卧式加工中心
THM46100机床机械结构
图2 THM46100机床机械结构
2 伺服驱动系统参数整定方法研究
为提高数控机床的刚度、稳定性及高速加工性能，需要对其控制系统的参数进行调试，一方面使得机械传动系统和运动系统更好地匹配，另一方面补偿由于机械系统的缺陷而引起的误差。本文基于FANUC3li-MA，通过PI控制器参数整定和轮廓误差***两方面研究提高机床加工精度的方法。
2.1 环PI控制器参数整定
控制系统三环控制结构
图3 控制系统三环控制结构
如图3所示，FANUC3li-MA伺服驱动系统可简化为传统的电流环、速度环、位置环三环控制结构方式，分别通过位置控制环节(比例P控制器)、速度控制环节(比例积分PI控制器)、电流控制环节(比例积分PI控制器)等实现系统的***控制。对数控系统三环控制器PI参数的调节，对于提高机床的精度具有较为重要的意义。
由于内环性能的优劣直接影响着外环的控制性能，因此在PI参数调节过程中，通常采用从内环到外环，即电流环、速度环、位置环的调试顺序，分别对系统的力矩、速度、位置进行控制，以保证整个伺服系统性能的充分发挥。FANUC3li提供了以下可供调节的伺服参数。
1)电流环控制器：N02040---电路环积分增益和N02041m电流环比例增益。
2)速度环控制器：N02043m速度环积分增益和N02044m速度环比例增益。
3)位置环控制器：N01825一位置环路增益。
在对电流环调试过程中，在机床不发生振动的前提下，令积分增益先失效而逐渐提高比例增益N02041，直至电机发生微弱的啸叫，然后再通过积分增益系数N02040的调节以消除系统的稳态误差。通过电流环PI参数的整定，可以提高系统的快速响应性并***内部干扰，使得系统在保证其稳定性的同时有较大的扭矩。
速度环调试方法类似于电流环PI参数的整定过程，在保证系统稳定性的前提下，通过增益的提高获得较高的伺服刚度，同时施加积分环节消除稳态误差。速度环良好的性能增强了系统抗负载扰动的能力，并且***了速度较大幅度的波动。通过位置环增益的调节可以实现系统更加***的位置控制，减小位置偏差量，但同时可能会造成系统振荡，需要根据实际情况酌情确定，其余位置偏差的关系可用下式表示：
位置偏差量(e)=进给速度(v)／/位置环路增益(KP)
2.2 反冲加速功能
机床在其反向过程中，由于导轨和滑块接触部件之间摩擦的影响以及丝杠螺母传动间隙，造成电机反转的***，从而引起较大的轮廓误差，使得机床在进行圆周运动的情况下，会造成圆弧切削时的过象限突起误差。为减少此项误差，FANUC3li提供了反向加速功能。通过数控系统的反向加速功能，在机床反向处施加一定补偿量以增大瞬时扭矩，从而消除摩擦的影响。
FANUC3li提供了N01851一反冲补偿值、N02048--反冲加速量、N02071一反冲加速补偿有效时间等反向加速参数，通过合理调节系统这些参数，可以实现机床在反向时的瞬间加速。当其补偿值设置的较为合理时，机床运动部件的实际速度将会准确跟随给定速度如图4(a)所示；若补偿值设置较小，系统得不到充分补偿，其反冲加速不甚明显如图4(b)所示；若补偿值设置过大，又会造成过补偿，引起过切现象，如图4(C)所示。
反冲加速功能11、偿速度延迟
2.3 静摩擦补偿功能
当机床沿同一方向从停止状态开始启动时，由于静摩擦的作用，造成速度增加延迟。针对此，可通过摩擦补偿功能，如图5所示，在机床再次启动时，施加补偿、偿数据于速度环中，由此消除速度停滞现象。静摩擦补偿需要调节的参数有N02005#7-静摩擦补偿功能有效、N02071-静摩擦补偿功能有效时间、N02073-静摩擦补偿值(停止到开始运动时的速度偏置值)和N02073-停止状态判断参数(确定机床是否进入停止状态)。
NKCL01-100M
NKCL01-10M
NKCL01-11M
NKCL01-15
NKCL01-150M
NKCL01-220M
NKCL01-260M
NKCL01-62M
NKCL01-70M
NKCL01B-5、NKCL02B-5
NKCS01-100
NKCS02-100
NKDO01-2
NKDO01-3
NKDO11-3
NKDS02-100
NKDS03-2
NKDS05-10
NKDS05-2
NKEB01
NKEB02
NKHS01-15
NKHS01-20
NKHS01-25
NKHS03-15
NKHS03-20
NKLM01-10
NKLM01-15
NKLM01-20
NKLM01-25
NKLS01-10
NKLS01-15
NKLS01-20
NKLS01-5
NKMF01-2
NKMF02-2
NKMP01-2
NKMP01-5
NKMR01-15
NKPL01-6M
NKPL01-9M
NKRO01-3(5)
NKSD01-10
NKSD01-15
NKSD01-20
NKSD01-25
NKSD01-30
NKSE01-2
NKSE01-3
NKTK01-10
NKTK01-15
NKTK01-20
NKTK01-25
NKTK11-10
NKTL01-3
NKTM01-15
NKTM02-15
NKTT01-3
NKTT01-6
NKTT01-9
NKTU01-10
NKTU01-15
NKTU01-20
NKTU01-25
NKTU01-30
NKTU01-50
NKTU02-15
NKTU02-20
NKTU02-25
NKTU11-15
N-L20
NLIM02
NLIS01
NLMM02
NLMM03
NMFC05
NORD电机 SK205F-90L/4
NORD电机 SK80S/4BRE10RG
NP3-MQ001B
NPEP02
NP***02
NQRC01
NRAI01
NRDAO01
NRDI01
NRDI02
NRDO01
NRDO02
NSBM01
NSPS02
NTA106
NTAI01
NTAI02
NTAI03
NTAI04
NTAM01
NTCF01
NTCF22
NTCF23
NTCL01
NTCR01
NTCS04
N***01
N***01-A
N***02
NTDO02
NTFB01
NTHS03
NTLS01
NTMF01
NTMP01
NTMU01
NTMU02
NTPL01
NTR002
NTRI02-A
NTRL02A
NTRL02B
NTRL03
NTRL04
NTRO01
NTRO02-A
NTRO03-A
NTRO04
NTRO05
NTST01
NTU-715
NTU-716
NTU-7T1
NW-RR85-001
O1D100
OAAO
OAB0
OABO
OBAOO-3AAO
OIS LED CRT
OMRON NE1A-SCPU01-V1
OP37触摸屏6***3637-1LL00-0AX1
OPU201 0PU201
ORION真空泵 KHH251-101 100V
OS32C-SN
OS-AD033A
os-GCs2-2/ER
os-pw12
os-RioA12
os-RTD12
P+F编码器 ***M58N-032AAR0GN-1213
P+F编码器 PVM58N-011AGR0BN-1213
P+F拉线盒 ECN30PL-02A1A-Xn：NN
P0973BP STK-RPS-150PS
P0973JN P0973JP A4H124 A4H254
P3BSE003585R1 BASIC POWER SUPPLY
P43-F4V-2D-1C0-180E
PARKER ORIGA缓冲器 SA3/4X3 7986FIL
PARKER电磁阀 A14LX3AB8A48
PARKER电磁溢流阀 RS10R35S4SN1JW
PARKER阀 8V1-P8VE-11A0-SSV-PE
PARKER阀 QR4003SK4PXXF***IIM
PARKER节流阀 FM4DDFVHT
PARKER节流阀 FM6DDK
PARKER气缸 38.1J2HLT14A16
PARTLOW温控器 MMIC2000 2211011
PCI-E
PEP-BA
PEP-BA 110VAC
PEP-BB
PEP-BC
PFXGE4501WAD
PFXGP4501TAA
PFXGP4501TAD
PGP