发那科机床加工时振动、有振纹如何调整，一篇文章帮你搞定它

一、振动调试思路及步骤

注：

1. 基本的位置增益(PG)和速度增益(VG)设定值：

   No.1825=3000，No.2021=0(对应速度增益100)。

   中小机床位置增益目标值5000，速度增益200~300；

   大型机床位置增益2000，速度增益100。

2. 半闭环振动抑制功能：

   1)减振过滤器功能（HRV滤波器，抑制高频振动）

   2)转矩指令过滤器（TCMD滤波器。抑制中频振动）

3. 全闭环振动抑制功能：

   1)减震控制功能或机床速度反馈功能

   2)双位置反馈功能

4. 停止时振动抑制功能：

   1)速度环路比例项高速处理功能

   2)加速度反馈功能

   3)停止时比例增益可变功能

   4)N脉冲抑制功能

   1、减震过滤器（HRV滤波器）

       本功能用于消除高频的共振（200Hz以上，效果较好，低于200Hz，可能导致较大的振动），进而较高地设定速度环路增益。

   

   参数设定：

   

   注：如果是低频振动，可能由于机械原因，只能降低PG，VG。

   调整步骤：

   1）根据频率响应曲线，使用HRV滤波器进行抑制，消除可能存在的机械共振点。中心频率为凸起波形对应横坐标，带宽通常为100Hz（即抑制的宽度），衰减通常为20（0~100，单位%，0衰减率最大，第一个滤波器1~100，1衰减率最大）。

   2）消除共振点后，可以设定更高的速度增益。再重新测量频率响应，如此反复，直到满足要求。

   注意：设定参数时一定要选择相应轴，设定完后一定要再侧一遍。如果有两个或以上共振点，可以使用多个滤波器抑制（每个轴有四个滤波器）。

   3）通常进行频率响应后，要求波形符合4点要求：

   a.响应带宽(幅频曲线上0dB区间)要足够宽，主要通过调整速度环增(No.2021)，位置环增益(No.1825)实现，，使之越宽越好。

   b.使用HRV滤波器后机床高频共振被抑制，高频共振频率处的幅值应低于10dB。

   c.在截至频率(幅频曲线开始下降的地方对应的频率)处的幅值应该低于10dB。

   

   转矩指令过滤器（TCMD滤波器）

   转矩指令过滤器（TCMD滤波）转矩指令过滤器是对于转矩指令应用1次低通过滤器的功能。机床系统以数百Hz以上的高频共振时，可以避免高频率振动。

注：同等条件下优先使用HRV滤波器。伺服软件90B0版本之前，只有TCMD滤波器，90B0版本以后才有HRV滤波器功能。

机床具有200Hz~400Hz的共振频率时，使用本功能，共振将会被增幅，从而产生振动，异常声响。

该情况下：转矩指令过滤器No.2067.

参数设定方法：

No.2067设定值 1166（200Hz）~2327（90Hz），将振动频率的一半频率作为参数，从下表设定截止频率。

注意：不要输入大于等于2400的数值，否则将会导致振动增大。

减震控制功能 

通过将电机端速度和机床端速度差（扭力速度）反馈给转矩指令来减少机床端的晃动。本功能与机床速度反馈功能有同等效果，且没有制约事项。功能原理如下所示。

参数设定方法：

1. 用于减震控制变幻系数位置反馈脉冲数No.2033：设定0时，本功能无效。设定负值时，理解为在内部乘上10倍的值。(-1000=10000)

A/B相光栅尺：设定值=电机每转一圈的来自分离型检测器的反馈脉冲(FFG之前)/8

例1：丝杠螺距5mm，0.5um/P光栅，检测单位1um，FFG=1/2

设定值=10000*1/8=1250

串行光栅尺：设定值=电机每转一圈的来自分离型检测器的反馈脉冲(FFG之后)/8

例2：在例1中，设定值=10000*(1/2)*(1/8)

1Vpp光栅尺：设定值=(电机每转1圈的移动距离[mm])/(检测器的信号周期[mm])*512/8

例3：电机每转动一圈移动距离10mm，检测器信号间距=20um设定值=(10/0.020)*512/8=32000

注：FFG即柔性齿轮比

2.减震控制增益No.2034

初始设定500，再通过移动轴观察振动情况，以100为刻度调整。如果振动变大，尝试设定负值（-500）进行调整。

机床速度反馈功能 

通过全闭环系统中将机床本身的速度加到速度控制中区，来确保整个位置环路的稳定。原理如下图所示：

参数设定方法：

1. 功能位 No.2012#1 MSFE 0：无效 1：有效

2. 机床速度反馈增益 No.2088 MCNFB按如下设定：

注意：对于串行光栅，设定参数No.2088如果超过100会出现SV0417报警，诊断352内容为883，设定0-100之间，一般设定50。

双位置反馈功能

双位置反馈功能（J704）

大型机床，由于机械原因，反向间隙较大，即使在半闭环下稳定运行，在全闭环时仍会产生振动。该功能将系统控制成类似半闭环的功能，此功能属于选项功能。

ER1：半闭环的误差计数器 ER2：全闭环的误差计数器一阶延时时间常数=（1+τs）-1

(1)时间常数 τ=0时，……（1+τs）-1 =1ER=ER1+（ER2-ER1）=ER2（全闭环的误差）

(2)时间常数 τ=∞时，……（1+τs）-1 =0ER=ER1（半闭环的误差）

根据一次延迟时间常数项，可利用半闭环控制过渡状态（移动中），利用全闭环控制定位状态（停止时）。

使用该功能后，在移动中可以获得半闭环一样的高控制性能，在停止时可使用反馈检测元件的高精度定位。

参数设定：

1.功能位No.2019#7 0：无效 1：有效

2.变换系数No.2078/2079：等于当半闭环控制时的柔性齿轮比N/M。

3.一阶延迟时间常数No.2080：

将10~300ms作为大致标准。初始设定100，如果加减速出现振荡，以50为刻度逐渐增大，如果趋于稳定，则以20为刻度减小设定值。

若设定值为0，轴运动与全闭环相同；

若设定值为32767，轴运动与半闭环相同；

在2轴同步的系统中，将2轴的设定值设为相同值。

注意：当全闭环时，反向间隙补偿值默认累加到半闭环端。通过参数No.2010#5设定为1，改为累加到全闭环端。

速度环路比例项高速处理功能 

通过转移到用来决定速度环路的振荡极限的速度环路比例项计算的高速处理，来提高比以外更高的速度环路增益的振荡极限。

参数设定：1.No.2017#7 0：不使用 1：使用

2.与加速度反馈功能的比较

3.使用注意：

1）根据机床的共振频率和共振强度，有时反而会引起机械共振。该情况下，请勿使用本功能。

2）使用本功能后不能使用如下功能：

速度环路增益倍率，加速度反馈功能，N脉冲抑制功能。

加速度反馈功能

通过微分电机的速度反馈信号获取加速度，该加速度上应用加速度反馈增益，对转矩指令进行补偿，来抑制速度环路的振荡。

参数设定：

1. 加速度反馈增益No.2066 设定值-10~-20注意点：

   1）加速度反馈增益过大时，在加减速中会产生异常声音或振荡，请调低设定值。

   2）使用速度环路比例项高速处理功能时，本功能无效。

停止时比例增益可变功能

通常，施加在电机上的负载惯量较大或提高响应性时，应提高速度增益或负载惯量比。但当设定过大时，电机停止时会产生高频振动。本功能未有在停止中调低速度环路比例增益（PK2V），才可以抑制停止中的振动，较高地设定速度增益。

参数设定：

1. 功能位No.2016#3 0：不使用 1：使用

2. 停止时比例增益可变功能停止判断水平No.2119

   设定内容：2~10（检测单位：1um）20~100（检测单位：0.1um）

3. 停止时比例增益可变功能有效时百分比No.2207#3 0：75% 1：50%

N脉冲抑制功能

停止中的电机的微小运动，将会通过速度环路的比例项而放大，由此引起振动。N脉冲抑制功能是用来抑制此类停止时的振动功能。

参数设定：

1. 功能位No.2003#4 0：不使用 1：使用

2. N脉冲抑制水平参数No.2099 400表示检测单位1脉冲 

Tandem轴振动调试

衰减补偿功能：

为了提高串联控制的稳定性，如果主轴和副轴存在速度差，则在副轴端或者主轴/副轴两端都进行转矩补偿，以使速度差为成为0。对刚性较低的机床产生的振动（共振频率从数Hz到数十Hz）有效果。

参数设定：

1.功能位No.2008#7 主轴和副轴均设定0：仅对副轴有效。

2.速度反馈平均功能有效 No.2008#2=1

3.设定适当预载值No.2087主轴400，副轴-400(相同方向)以50为单位向上调整，不超过800

4.如果使用双位置反馈功能，时间常数No.2080设定200左右，调整参数，使轴趋于稳定。

5.相位系数a No.2036，仅副轴设定512。

6.衰减增益Kc No.2036，仅主轴设定3277，调高或者调低此值，以使振动变小。

振动调试案例分析

案例分析：

一、卧加（0iMC），X轴全闭环，F4000以上进行移动出现间隔的振动，并伴有啸叫。

1）分析如果光栅尺有问题或参数设定不当，不应该有速度区域问题。疑机械共振引起。

2）改为半闭环出现相同振动，且也是在F4000以上，使用HRV滤波器，降低PG，VG等方法调试，但无法消除故障。判断为机械故障引起。

3）检查丝杠，丝杠螺母，联轴器，轴承，未发现明显问题。后通过更换丝杠解决。

4）检查故障丝杠，发现丝杠螺母套内有金属丝状异物。半闭环，全闭环下测试，振动和啸叫均消除，问题得到解决。

二、龙门6035（0iMD）半闭环调试正常后，改为全闭环控制。Y轴每次定位结束后出现频率较为缓慢的晃动（不是振动），且不停止。

电话指导厂家进行了全闭环振动抑制的调试，降低了PG，VG，现象依旧。

系统侧无法解决，要求厂家排查机械原因。最终确认为读数头支架过长，钢板较薄，刚性不足，导致启动或停止时不稳定，更换支架后，问题解决。

三、龙门3202（0iMD），X轴经常出现445报警，且放置重量大的工件时，机床抖动——使用机械速度反馈功能，并降低PG至1800。机床放置不同重量的工件，也能稳定运行。

分析根本原因——X轴反向间隙大导致445报警，并导致全闭环下机械动态性能不稳定，只能设定较低的PG使用。

小窍门：

通过伺服监控画面确认全闭环位置反馈脉冲数（No.2024）设定是否正确。

方法：手动方式，以F1000~2000的速度移动该轴，观察实际位置增益，若与No.1825设定值接近，则设置正确。否则，设定有问题，需修改确认。

设定有误结果：插补加工圆弧存在问题，也可能导致轴振动。