CNC | 负载惯量比的测定方法

机床厂里每一个新机型或机型结构有所改变时，建议测定并设置相应负载惯量比。负载惯量比能有效地促进系统和实际机械间的配合，是实现高响应、高精度、高稳定性加工的必要条件。

负载惯量比设定的实际作用

01 判断测量选配的马达是否适当

用负载惯量比的数值来判断：

表 1

负载惯量比数值超过350时，说明选配的马达转矩太小，建议更换大一些的马达。

02 影响其他并联功能及参数

负载惯量比的参数设定完成后，其他一部分并联功能和参数才能正常使用。此具体内容会在后文列出。

测定步骤

需要设定的参数如表2所示：

（1）清空参数和设定参数

在进行负载惯量比测量时，首先确认上述参数#2232、#2245、#2237中数值为0。

将#2235bitF设置为1，即SV035设置为8***。

（2）测定不平衡转矩和摩擦转矩

A.制作测定程序

把工作台移动到中央，然后各轴以F=1000的进给速度，往左往右来回移动200mm（行程不够时可以缩短），往返暂停时间为0.5s。

程序编写参考图1（M系）。

B.测定摩擦转矩(#2245) 

以A.中程序循环运行，观测“诊断”界面中，“Drv监视”里的伺服负载电流（图2）。

图 2

记录正负两个方向的值并代入下述公式求摩擦转矩：

摩擦转矩＝│(正方向负载电流%）-（负方向负载电流%）│/2

例如：以G01F1000切削进给时正方向负载电流为20%，负方向负载电流为-20%，那么摩擦转矩：

摩擦转矩=│（20%）－（-20%）│/2= 20%

因此#2245(SV045)设定为20。

C.测定转矩补偿(#2232)

伺服轴为不平衡轴时，需要设定不平衡转矩。

依旧使用（1）中程序测试，并且在“诊断”界面观察伺服的负载电流。

不平衡转矩的公式如下：

不平衡转矩＝（（正方向负载电流%）＋（负方向负载电流%））/2

例如以G01F1000切削进给时正方向负载电流为30%，负方向负载电流为-20%，那么不平衡转矩＝（（30%）＋（-20%））/2= 5%

因此，#2232(SV032)设定为5。

D. 测定负载惯量倍率（#2237）

将A.中测试程序的G01修改为G00，然后慢慢的把快速进给倍率手动调到100%运行，那么负载惯量比将会在诊断界面内显示出来，如下图3所示。

图 3

E. 设定负载惯量倍率：将测得的数值输入到#2237

F. SV035 的设定值恢复为0***，完成负载惯量比测定

并联功能和参数

（具体说明请参考功能说明书）    

01 外部干扰监测

外部干扰监测可以减小因切削时的外部干扰、摩擦电阻或扭转振动而导致的影响。对因速度超前补偿控制而引起的振动也有抑制效果。

相关参数：

#2243(外部干扰监测滤波器频率)

#2244(外部干扰监测增益)

#2237（负载惯性倍率）

02 冲突检测功能

冲突检测功能可快速检测电机轴的冲突，使机床减速停止。由此可极力抑制对机床的过大转矩，减少异常状态的发生。（图4）

 图 4

主要相关参数：

#2235（伺服功能4）

#2259（冲突检测转矩推算增益）

#2260（冲突检测等级）

#2232（转矩补偿）

#2245（摩擦转矩）

03 垂直轴上拉控制

通过使用垂直轴上调功能，对于因机械性局限导致的掉落现象，可在垂直轴低速动作时的紧急停止或停电情况下，使刀具稍微从工件处向上退避，从而防止刀具等发生损伤。

主要相关参数：

#2233（伺服功能选择2）

#2248（垂直轴防掉落时间 ）

#2295（垂直轴上调距离 ）

#2232（转矩补偿）

结语

负载惯量比测定作为标准伺服调整的一个重要部分，相关电气调试人员应尽量熟练掌握。如果需要使用上述关联的功能，请务必按照设定步骤进行设置，这样可以实现最大化的功能效果。而且，对于目前日益提升的加工精度以及效率需求，负载惯量比的使用也是不可或缺的部分。