FANUC 数字伺服参数设定、主要参数调整及维修

数字伺服参数设定、主要参数调整及维修

中国机电设备与维修改造技术协会 & 北京蓝拓机电设备有限公司

2005年7月

2中国机电设备与维修改造技术协会 & 北京蓝拓机电设备有限公司

维修培训班讲义撰写宋松

目录

1．伺服参数的设置 (6)

1-1.数字伺服框图及工作原理 (6)

1-2.与数字伺服相关的参数 (8)

1-3.数字伺服画面调用 (12)

对于 Series 0-C/0D (12)

对于 Series 15-A/B, 15i (12)

对于Series 16, 18, 20, 21 (12)

1-4数字伺服参数的初始化设置 (14)

2. 维修过程中主要伺服参数的调整 (21)

2-1停止时震荡相关调整参数 (21)

2-1-1. 开通速度环的比例增益高速处理有效 (21)

2-1-2. 使用250μs加速反馈功能 (22)

2-1-3. 改变停止时的比例增益 (22)

2-1-4. 使用N脉冲抑制功能 (23)

2-1-5. 若有低频波动，增加负载惯量比 (24)

2-1-6. 将负载惯量比恢复到初始值（选择电机规格号后，系统自动设定的值） (24)

2-1-7. 不断增加速度环的比例增益（PK2V） (24)

2-1-8. 降低位置环增益 (24)

2-2运动中震荡相关调整，参数 (25)

2-2-1. TCMD转矩指令过滤器 (26)

2-2-2. 采用双位置环控制（受功能参数限制） (27)

2-2-3. 振动抑制功能 (29)

2-2-4. 采用机械速度反馈功能 (31)

2-2-5. 精加、减速功能有效 (32)

2-3全闭环运动中震荡相关调整参数 (34)

2-3-1．按静止时的振荡调整 (34)

2-3-2．双位置环反馈功能 (34)

2-3-3．使机械速度反馈功能有效（参见上一节） (34)

2-3-4．降低位置环增益 (34)

2-4累计进给 (35)

2-4-1. 若无超调 (35)

2-4-2. 取消超调 (35)

2-4-3. 使PI控制有效，增加速度环增益（PK1V） (35)

2-4-4. 调整速度环积分增益 (35)

2-5超调时相关调整参数 (36)

2-5-1．使PI控制有效 (36)

2-5-2．增加负载惯量比 (40)

2-5-3．使超调抑制功能有效，调整速度环增益（PK3V） (40)

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维修培训班讲义撰写宋松2-5-4．删掉第3步中的设定值，只调整速度环的增益（PK3V） (40)

2-5-5．超调抑制功能2有效 (41)

3．IB/IC/18I系列FSSB的设置 (42)

3-1概述 (42)

3-2．手工设定1 (43)

3-3自动设定 (44)

3-3-1．在放大器设定画面。 (44)

3-3-2．按[SETING]软键。 (44)

3-3-3．在轴设定画面上 (44)

3-3-4．按[SETING]键。 (44)

⑴．放大器设定画面 (45)

⑵．轴设定画面 (46)

⑶．放大器的维护画面 (47)

4．伺服报警与故障处理 (56)

4-1伺服的基本连接和电压规格 (56)

4-2报警显示（CRT/LCD报警内容） (58)

4-3电源单元状态灯说明 (62)

4-4电源单元七段显示管报警 (64)

4-5伺服放大器模块的报警 (67)

4-5-1异常电流报警(七段显示管8, 9, A, b, C, d, 和E 报警) (69)

4-5-2伺服报警灯2号报警，输入功率电压低报警 (69)

直流环电压低报警（七段显示管 5 报警） (69)

4-5-3伺服放大器风扇故障（七段显示管 1 报警） (69)

5 主轴模块（七段显示管）报警 (70)

5-1初始化灯不亮 (72)

5-2主轴放大器模块七段显示报警分类 (73)

5-2-1 Alarm code 01 (74)

5-2-2 Alarm code 02 (74)

5-2-3 Alarm code 03 (75)

5-2-4 Alarm code 04 (75)

5-2-5 Alarm code 07 (75)

5-2-6 Alarm code 09 (76)

5-2-7 Alarm code 11 (76)

5-2-8 Alarm code 12 (76)

5-2-9 Alarm code 13 (77)

5-2-10 Alarm code 15 (77)

5-2-11 Alarm code 16 (78)

5-2-12 Alarm codes 19 and 20 (78)

5-2-13 Alarm code 24 (78)

5-2-14 Alarm code 25 (78)

5-2-15 Alarm code 26 (79)

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维修培训班讲义撰写宋松5-2-16 Alarm code 27 (80)

5-2-17 Alarm code 29 (80)

5-2-18 Alarm code 30 (81)

5-2-19 Alarm code 31 (81)

5-2-20 Alarm code 32 (82)

5-2-21 Alarm code 33 (82)

5-2-22 Alarm code 34 (82)

5-2-23 Alarm code 35 (83)

5-2-24 Alarm code 36 (83)

5-2-25 Alarm Code 39 (84)

5-2-26 Alarm code 40 (84)

5-2-27 Alarm code 41 (85)

5-2-28 Alarm code 42 (86)

5-2-29 Alarm code 43 (86)

5-2-30 Alarm code 44 (86)

5-2-31 Alarm code 46 (86)

5-2-32 Alarm code 47 (86)

5-2-33 Alarm code 49 (88)

5-2-34 Alarm code 50 (88)

5-2-35 Alarm code 51 (88)

5-2-36 Alarm codes 52 and 53 (88)

5-2-37 Alarm code 54 (89)

5-2-38 Alarm code 55 (89)

5-2-39 Alarm code 56 (89)

5-2-40 Alarm code 57 (89)

5-2-41 Alarm code 58 (89)

5-2-42 Alarm code 59 (90)

6．伺服报警诊断 (91)

6-1．伺服画面中的报警 (91)

6-2．报警内容说明 (93)

6-3．详细报警分析及解决方案 (94)

6-3-2．反馈断线报警 (96)

6-3-3．过热报警 (97)

6-3-4．无效的伺服参数设定 (97)

6-3-5．串行编码器报警 (98)

6-3-6．其他报警 (99)

6-4．伺服软断线报警主要调整参数 (101)

7．如何更换保险和交换线路板 (103)

7-1．模块结构（拆装方法） (103)

7-1-1．60/90 mm 宽模块 (104)

7-1-2．150 mm Width Module (without the Connector Module) (105)

7-2．保险的更换 (108)

7-2-1．电源模块保险的更换 (108)

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维修培训班讲义撰写宋松

7-2-2．放大模块（伺服模块和主轴模块） (111)

7-3其他部分 (113)

7-3-1．主轴放大器 ROM 和主轴传感器模条的更换 (113)

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维修培训班讲义撰写宋松1．伺服参数的设置

1-1. 数字伺服框图及工作原理

作为数控系统；一般采用位置环、速度环、电流环（力矩）三环控制。如图所示

速度环控制框图

MCMD —— Machine Command 机床指令

VCMD —— Velocity Command 速度指令

TCMD —— Torque Command 力矩指令

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力矩环控制

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维修培训班讲义 撰写 宋松 8

1-2. 与数字伺服相关的参数 概述：

CNC 中经常使用的术语解释如下： 最小指令增量

从CNC 送到机床的最小指令单位。 0.001mm 检测单位

检测机床位置的最小单位。 0.001mm 指令倍乘比

(CMR)

使CNC 指令脉冲的权与来自检测器脉冲的权相匹配的常数。 2 检测倍乘比

(DMR) 使CNC 指令脉冲的权与来自检测器脉冲的权相匹配的常数。

基本轴参数的设置

[数据形式] 位型参数

INM —— 输入单位

0 —— 公制输入

1 —— 英制输入

[数据形式] 位型参数

ISA ，ISC 设定最小输入单位和最小移动单位。

ISC

ISA 最小输入单位，最小移动单位 简称 0 0

0.001mm,0.001deg 或0.0001inch IS-B 0 1

0.01mm, 0.01deg 或0.001inch IS-A 1

0 0.0001mm,0.0001deg

或0.00001inch

IS-C

IPR 设定单位按IS-A IS-B IS-C 公制输入时，是否把各轴的最小设定单位设定为最小移动单位的10倍。

0：不设定为10倍

1：设定为10倍

当IPR 设定为“1”时，最小设定单位变为如下表所示

设定单位

最小设定单位 IS-B

0.01mm, 0.01deg 或0.001inch IS-C 0.001mm,0.001deg 或0.0001inch

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9

请按下表设定各控制轴的程序名称

轴名称 设定值 轴名称 设定值 轴名称 设定值 X 88 U 85 A 65 Y 89 V 86 B 66 Z

90

W

87

C

67

[数据形式] 字节轴型

[数据范围] 1，2，3??，控制轴数

设定各控制轴为对应的第几号伺服轴。

通常，控制轴号与伺服轴号的设定值相同。

所谓的控制轴号，就是表示设定轴型参数或轴型机械信号的序号。

使用主轴作为控制轴时，设定为－1。 如果屏蔽该伺服轴时也应设为负值。

参数CSS （No.3704#7）设定为1时，第二串行主轴可指定为Cs 轮廓控制轴。

参考连接说明书（功能）B －63833C －1中关于FSSB 的设定。

有关指令检测倍率和指令倍率的设定

图中设定CMR 与DMR 的比率，以便使误差计数器的正输入比率等于负输入比率。

参考计数器容量指定栅格方式返回参考点的栅格间隔。

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参考计数器容量 ＝ 栅格间隔 / 检测单位

栅格间隔 ＝ 脉冲编码器1转的移动量

[数据形式

] 字轴型

[数据单位] -0.01s -1

[数据范围] 1

～9999

该参数设定各轴的位置控制环的增益。

进行直线与圆弧等插补（切削加工）时，请将所有轴设定相同的值。机床只做定位时，各轴可设定不同的值。环路增益越大，则位置控制的响应越快，但如果太大，伺服系统不稳定。

位置偏差量（误差寄存器内累积的脉冲量）和进给速度的关系如下：

进给速度 位置偏差量 ＝———————— 环路增益×60

单位： 位置偏差量mm 、inch 或deg

进给速度mm/min 、inch/min 或deg/min

环路增益s -1

注意：当机床由于机械间隙引起的振荡时，可以通过适当减少位置环增益减少机床的振荡，但是会损失定位精度。

[数据形式] [数据单位] 检测单位

[数据范围] 0～32767

该参数设定各轴的到位宽度。

机床位置与指令位置的差（位置偏差量的绝对值）比到位宽度小时，机床即认为到位了（机床处于到位状态）。

] [数据单位] 检测单位

[数据范围] 0～32767

设定各轴切削进给时的到位宽度。

本参数在参数No.1801#4(CCI)为1时有效。

] [数据单位] 检测单位

[数据范围] 0～99999999

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该参数设定各轴移动中的最大允许位置偏差量。

移动中位置偏差量超过最大允许位置偏差量时，会出现伺服报警并立刻停止运行（和急停相同）。

通常在参数中设定快速移动的位置偏差量，并考虑一些裕量。

通过伺服诊断画面可以观察到此实际值。（在画面的右侧 POS ERROR 后

[

数据形式] 字轴型

[

数据单位] 检测单位

[数据范围] 0

～32767

该参数设定各轴停止中的最大允许位置偏差量。

停止中位置偏差量超过最大允许位置偏差量时，会出现伺服报警并立刻停止运行（和急停相同）。

] [数据单位] 检测单位

[数据范围] 0～99999999

该参数设定各轴伺服关断时的位置偏差量极限值。

伺服关断时的位置偏差量超过位置偏差量的极限值时，会出现伺服报警（NO.410）并立刻停止运行（和急停相同）。通常与停止时的位置偏差量极限值（参数NO.1829）的设定值相同。

] [数据单位] 检测单位

[数据范围] 0～99999999

偏移参考点时，偏移量为该参数的设定值。可设定的栅格偏移量应小于参考计数器容量的最大值。

] [数据单位] 检测单位

[数据范围] -9999～9999

设定各轴的反向间隙补偿量。接通电源后，机床以返回参考点相反的方向运动时，进行第一次反向间隙补

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1-3. 数字伺服画面调用

对于 Series 0-C/0D

按键（数次）直到翻出伺服显示画面。

按翻页键，显示相应的伺服轴画面。

经过上述操作如果不能够显示伺服画面，确认下面的参数设定是否正确。

SVS (#0)=0 (显示伺服画面)

对于 Series 15-A/B, 15i

按键（数次）直到翻出伺服显示画面。

按键，显示相应轴的伺服画面。

对于Series 16, 18, 20, 21

按键[SYSTEM] [SV-PRM] [SV-TUN]

经过上述操作如果不能够显示伺服画面，确认下面的参数设定是否正确。

SVS (#0)=1 (显示伺服画面)

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伺服画面中的报警，对应相应的诊断画面如下表所示：

Series 16i diagnosis screen

报警详细说明参见第（6）部分

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1-4 数字伺服参数的初始化设置

由于数字伺服控制是通过软件方式进行运算控制的，而控制软件是存储在伺服ROM中。通电时数控系统根据所设定的电机规格号和其它适配参数——如齿轮传动比、检测倍乘比、电机方向等，加载所需的伺服数据到工作存储区（伺服ROM 中写有各种规格的伺服控制数据），而初始化设定正是进行电机规格号和其它适配参数的设定。

设定方法如下：

z在紧急停止状态，接通电源。

z确认显示伺服设定调整画面的参数

SVS (#0)=1 (显示伺服画面)

z按照下面顺序，显示伺服参数的设定画面

按键[SYSTEM] [SV-PRM]

z

（1）初始设定位

＃3(PRMCAL)1：进行参数初始设定时，自动变成1。根据脉冲编码器的脉冲数自动计算下列值。

PRM 2043（PK1V），PRM 2044（PK2V），PRM 2047（POA1），

PRM 2053（PPMAX），PRM 2054（PDDP），

PRM 2056（EMFCMP），

PRM 2057（PVPA），PRM 2059（EMFBAS），

PRM 2074（AALPH），PRM 2076（WKAC）

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＃1（DGPRM ）0：进行数字伺服参数的初始化设定。

1：不进行数字伺服参数的初始化设定。

＃0（PLC01） 0：使用PRM 2023，2024的值。

1：在内部把PRM 2023，2024的值乘10倍。

（2）电机ID 号

选择所使用的电机ID 号，按照电机型号和规格号（中间4位：A06B-XXXX-BXXX ）列于下面的表格中。对于本手册中没叙述到的电机型号，请参照α系列伺服放大器说明书。

例： 电机类型 α1/5000i α2/5000i α4/3000i α8/3000i

电机规格 0202

0205 0223 0227 152(252) 155(255) 173(273) 177(377)

电机类型 α12/3000i α22/3000i α30/3000i α40/3000i

电机规格 0243 0247 0253

0257 电机类型号 193(293) 197(297) 203(303)

207(307)

□αCi 系列伺服电机

电机类型 αC 4/3000i αC 8/2000i αC 12/2000i

αC 22/2000i 电机规格 0221

0226 0241 0246 电机类型号 171(271) 176(276) 191(291) 196(296)

（3）任意AMR 功能

（4）CMR

CMR 为 1/2 - 1/27

CMR 为 0.5 - 48 1 设定值=———— + 100 CMR

设定值=2XCMR

（5）关断电源，然后再打开电源。

（6）进给齿轮比N/M （F.FG ）。 注意： 设定为“00000000”

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16 设定半闭环α脉冲编码器

（注1）

F.FG 分子（≤32767） 电机每转所需的位置反馈脉冲

—————————— = ——————————————

F.FG 分母（≤32767） 1，000，000（注2）

(不能约分小数)

注意：

1．对分子和分母，最大设定值（约分后）是32767。

2．对柔性齿轮比，αi 脉冲编码器假定电机每转有1000000个脉冲，

3．如果计算电机转数时使用了π值，比如使用齿轮和齿条，假定π值 近似为355/113

[例]

对检测单位为1μm ，指定如下：

丝杆导程 （mm/rev ）所需的脉冲数

（脉冲/转）

F.FG 10 20 30 10000 20000 30000 1/100

2/100或1/50 3/100

[例]

对旋转轴，机械有一1/10的减速齿轮和设定为1000度的检测单位，则电机每转一转工作台旋转360/10度的移动量。

对工作台而言，每1度所需脉冲为1000位置脉冲。

电机一转的所需移动量为：

F.FG 分子/F.FG 分母=36000/1000000=36/1000

[例]

使用0.5-um 刻度来检测1-um 距离，设定如下：

F.FG 分子/F.FG 分母=（L/1）/（L/0.5）=1/2 设定独立脉冲编码器（全闭环） 依照最小检测单位移动量的 F.FG 分子（≤32767） 位置反馈脉冲量 —————————— = ———————————— F.FG 分母（≤32767） 1，000，000 （注2） (不能约分小数)

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17《计算例》

（7）移动方向

+111 正向， -111 负向

（8）速度脉冲数，位置脉冲数

① 串行αi脉冲编码器或串行α脉冲编码器时：

设定单位1/1000mm 设定单位1/10000mm

参数号

闭环半闭环闭环半闭环

高分辨率设定2000 xxxxxxx0 xxxxxxx1 分离型检测器1815 00100010 00100000 00100010 00100000 速度反馈脉冲2023 8192 819 位置反馈脉冲2024 NS 12500 NS/10 1250 注：

1．NS为电机一转的位置反馈脉冲数（4倍后）。

2．闭环时，也要设定PRM 2002＃3＝1，＃4＝0。

（9）参考计数器

参考计数器的设定主要用于栅格方式回原点，根据参考计数器的容量使电机

转一转。所以，参考计数器设定错误后，会导致每次回零的位置会不一致，

也即回零点不准。

参考计数器容量设定值是指电机转一转所需的（位置反馈）脉冲数，或者设

定为该数能够被整数除尽的分数。

也可以理解为返回参考点的栅格间隔

所以，参考计数器容量＝栅格间隔 / 检测单位

栅格间隔＝脉冲编码器1转的移动量

《设定举例》

丝杠螺距栅格间隔检测单位所需的位置脉

冲数

参考计数器容量栅格宽度

10 mm/转0.001 mm 10000 脉冲/转10000 10

mm

20 mm/转0.001 mm 20000脉冲/转20000 20

mm

30 mm/转0.001 mm 30000脉冲/转30000 30

mm z将电源关闭，然后再接通。

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维修培训班讲义撰写宋松（10）FSSB显示和设定画面

通过一个高速串行总线（FANUC 串行伺服总线，或FSSB）连接CNC控制单元到伺服放大器，只用用一根光缆，可显著减少机床电气的电缆使用量。

轴设定会根据轴和放大器内部之间关系自动计算并输入到FSSB设定画面。参数1023，1905，1910-1919，1936和1937会按计算结果自动定义。

具体设定方法见第3部分iB/iC/18i系列FSSB的设置

注意

在设定伺服参数之前，请确认下面的数据是否准备:

<1> 数控系统类型如：0ic

<2> 伺服电机规格号α6/2000

<3> 内装式编码器电机αA1000

<4> 分离型编码器电机Y/N

<5> 电机每转机床移动发出的脉冲数10mm/每转

<6> 机床检测单位0.001mm

<7> 数控指令单位0.001mm

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维修培训班讲义撰写宋松附：电机号motor No.

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212. 维修过程中主要伺服参数的调整

2-1停止时震荡相关调整参数

2-1-1. 开通速度环的比例增益高速处理有效

（FUCTION 1）功能1：速度环的比例增益高速处理有效

#7 #6 #5 #4 #3 #2 #1 #0

PK2V25（b7）=1（速度环的比例增益高速处理有效）

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/av3l.html