数控机床在日常的零件加工过程中难免会遇到一些问题，而对零件表面加工精度的要求极为严格。其中不乏会遇到零件形状尺寸误差，象限过切，以及表面振纹等不同类型的加工精度问题。

零件表面振纹原因分析

    此时需确认切削参数，加工工艺，机械主轴精度，工装夹具以及机械共振等因素来排除系统以外的诱因。同时我们需要对伺服的速度环，位置环，电流环的波形进行采集并优化调整，再通过修改高精度控制参数来达到加工效果，以下为加工实际案例。

图1

调整前NC端参数设定

    ① 在对伺服轴进行优化调整前，我们需要对一些参数进行先期设定，以确保三菱伺服调整软件NC Analyzer与NC系统保持通讯连接状态。

具体设定参数如下：

图2

调整前PC端连接设定

    ② 将NC系统内相关参数设定后，我们需要对PC端的网络通讯协议进行设置。通过打开“网络和internet”设置，找到“更改设配器选项”中的以太网属性，选择“internet协议版本4（TCP/IPV4）"来设置IP地址，此时需注意的是PC端IP地址（图3）与NC端IP地址（图4）最后一位不能设置相同数值。

图3

图4

启动NC Analyzer软件

    ③ 完成以上参数设定与网络连接完成后，此时我们需要启动伺服调整软件来创建新的工程。

    打开PC端已下载的伺服调整软件图标  进入新建工程后画面弹出当前系统的NC序列号，点击设定完成按钮将工程保存至桌面,文件名为系统序列号再次打开即可。如画面中未弹出当前NC序列号需重新确认IP地址。

图5

伺服速度环调整

    ④ 通过“频率响应测试”进行伺服状态检查，判断各轴波形是否在系统推荐值范围内。调整前需观察伺服监控画面AFLT中无任何共振频率的情况下进行（如伺服停止时发生振动需要确认机械背隙是否过大）。系统前期出厂前已进行伺服优化调整，此次优先使用手动设置相关参数调整波形。

    注：采集前需将当前轴移动至丝杆中心位置。

    ★系统波形推荐值：

    增益裕量(GM)8-12dB

    相位裕量(PM)30-70deg

    交叉频率(CF)≥90Hz

    X轴速度环波形采样（调整前）VGN=150

图6

    通过以上对X轴采样我们看出该轴波形增益裕量与系统推荐值存在较大差异，需调整相关参数提高增益裕量的数值来达到理想的波形。

    在调整速度环增益，陷波滤波器频率以及滤波器深度参数后X轴波形达到推荐值范围，JOG模式下移动轴无异响发生X轴调整完成。

    X轴速度环波形采样(调整后) VGN=200

图7

    Y轴波形采集后如不符合推荐值范围同样需要修改速度环增益，陷波滤波器频率以及滤波器深度参数对波形进行修正。

    Y轴速度环波形采样（调整前）VGN=120

图8

    Y轴速度环波形采样（调整后）VGN=220

图9

    Z轴波形符合推荐值范围内无需再次进行调整。

    Z轴速度环波形采样（调整前）VGN=260

图10

伺服位置环调整

    ⑤ 伺服位置环调整是将加减速时电机扭矩波形控制在理想范围内，以此来提高轴的响应性和精度，减少对机械的冲击实现平滑控制。通过查看采样波形来判断轴移动时是否有过冲以及振动的现象，不同的进给模式下采集到的波形需要修改相应的加减速时间常数，加减速滤波器参数，或者是适当提高位置环增益，降低前馈增益来进行调整。

    ★位置环波形采样要求：

    P-P值：＜1.5 um

    加速过程：＜5 um

    减速过程：＜3 um

    电流反馈要求：

    电流匀速段P-P值＜30%，加速电流小于电机附表的80%

    X轴位置环波形采样：

图11

     Y轴位置环波形采样：

图12

    ⑥通过以上调整在抑制由机械振动因素造成的加工表面不良情况之后，如此时依然无法达到理想的加工要求，我们需要尝试修改加工参数来提高零件表面精度。

    注意：此加工参数需根据不同的情况进行相应的修改。

图13

    通过伺服优化与修改以下加工参数#1207/#2659/#12070进行调整后，下图中零件表面振纹的问题得到解决。

    本次案例仅针对以上零件表面振纹发生时的调整，如日常加工过程中遇到此类问题经上述调整无效时，需再次确认外部机械/工装夹具/加工工艺/切削参数的原因。