CNC | 负载惯量比的测定方法
- 关键词：三菱电机,数控系统,负载惯量比
- 摘要：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。
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。