通辽西门子数控系统

一、引言

当数控龙门镗铣床的位置环增益（Kv）因各种原因无法提高时，在高速加工、圆弧插补时，会产生一个较大的跟随误差和圆度误差，影响工件的加工精度。在不增加位置环增益（Kv）的情况下，为减少加工误差,我们使用了西门子跟随误差补偿功能，又称前馈控制，提高机床加工精度。本文主要讲述速度前馈控制。

二、工作原理

西门子系统的跟随误差（Following  Error）一般是指位置环的位置编程值和实际值之间的差值，它反映了机床动态跟随精度和静态定位精度。跟随误差和位置环增益之间关系式如下：

E=V/Kv

式中：  E  – 跟随误差

V  – 运动速度

Kv – 位置环增益

由上式可见，当位置环增益（Kv）确定后，跟随误差与运动速度成正比，即速度越大误差越大。数控龙门镗铣床由于受机床传动刚性、固有频率等因素的影响，其位置环增益（Kv）无法达到较高值，因此当高速加工时会产生较大的跟随误差，降低机床加工精度。在不增加位置环增益的情况下，为减小上述误差，西门子提供了跟随误差补偿功能（Fllowing error compensation）,又称前馈控制（Feedforward  control），通过该功能可将跟随误差降到接近于零，达到提高位置环增益同样的效果。西门子前馈控制有两种，一种是扭矩前馈控制，一种是速度前馈控制，大部份是采用速度前馈控制，本文主要阐述速度前馈的调试及优化。其工作原理如图1:

图1  速度前馈控制

三、跟随误差补偿功能的生效方式：

跟随误差补偿的生效方式，可以通过参数 $MA_FFW_ACTIVATION_MODE，设为总是有效或者通过程序指令选择有效，通常选择通过编程指令选择有效。

跟随误差补偿生效方式：

MD32630  $MA_FFW_ACTIVATION_MODE  = 0   ；前馈控制总是有效

= 1   ；在程序中用指令选择是否有效

编程指令： FFWON/FFWOFF   跟随误差补偿生效/无效；

MD20150【23】=2           通道复位后生效

四、跟随误差补偿功能的参数设置及优化：

注：在使用跟随误差补偿功能之前，各机床轴的位置环、速度环、电流环需经过优化 ！

1.跟随误差补偿功能的相关参数

MD32610 VELO_FFW_WEIGHT                

MD32620 $MA_FFW_MODE              ；前馈控制方式 3：速度前馈 4：扭矩前馈

MD32630 $MA_FFW_ACTIVATION_MODE ；前馈生效方式

MD32810 $MA_EQUIV_SPEEDCTRL_TIME ；速度环等效时间常数

2.速度环等效时间常数的调整与优化