目录
一、前言 (1)
1、同期攻丝概述 (1)
2、同期攻丝循环指令及动作 (1)
1)、指令格式： (1)
2）、指令动作： (1)
3）、动作说明： (2)
3、电气攻丝精度 (3)
二、同期攻丝调整步骤 (4)
1、调整前准备 (4)
2、同期攻丝调整 (4)
1）、相关参数 (4)
2）、重要参数设定要求 (5)
3）、同期攻丝加减速调整 (5)
4）、查看误差值及波形图的方法 (8)
三、各类攻丝误差波形测定实例 (12)
Ⅰ、主轴旋转极性为相反的波形： (12)
Ⅱ、攻丝时间常数过短（#3017=30），在主轴速度上升沿误差变大的波形： (12)
Ⅲ、Z轴加入了背隙补偿过大的波形：（#2012=20） (13)
Ⅳ、Z轴加入了螺距误差补偿： (13)
Ⅴ、同期攻丝时位置环增益降低的波形：（PGN=5） (14)
Ⅵ、主轴与Z轴的位置环增益(或是齿轮比)不同的波形：（#2017=15，#13002=33） (14)
四、攻丝调整实例 (15)
五、其他影响同期攻丝的因素 (18)
1、机械精度方面 (18)
2、设定合适的切削速度 (18)
3、选择合适的丝锥 (18)
4、选择合适的切削油 (18)
5、合适的孔底直径 (18)
同期攻丝调整及案例
一、前言
1.同期攻丝概述
1).同期攻丝是通过控制伺服和主轴的同步的攻丝方式。这种方式省去了浮动丝锥，能够提
高攻丝的精度和效率。
2).目前三菱的CNC系统都具有主轴同期攻丝的功能，但是一定要使用伺服主轴；如果采
用了变频器+模拟主轴的搭配方式，则同期攻丝功能不可以实现。
3).三菱的同期攻丝有：同期攻丝循环，啄式攻丝循环和深孔攻丝循环。在这次介绍的是同
期攻丝循环的调试。
2.同期攻丝循环指令及动作
1)、指令格式：
2）、指令动作：
3）、动作说明：
①Z轴以G0定位到初始点
②开始执行G84同期攻丝指令
(以快移的方式移动到R点)
③到达R点以后主轴开始实施位置控制
④主轴和Z轴同期 进给进行螺纹切削
⑤到达孔底后丝锥在孔底停留，然后回退到R点
⑦Z轴以快移的方式回到初始点，攻丝循
环结束
⑥丝锥回退到R点，主轴位置控制结束
3.电气攻丝精度
攻丝的精度需要确保机械精度与电气精度。在调试电气控制的同步误差时，Z轴方向同期攻丝的误差量将被转换成主轴脉冲数,（主轴4096p/rev）。由于加工不同直径的螺孔同期误差值均有不同，一般在调试中使用M6×1.0的螺纹切削作为测试的标准，要求的误差量不能
二、同期攻丝调整步骤
1.调整前准备
1）、按照要求完成各伺服、主轴相关调整（速度增益(VGN)、位置环增益(PGN)等） 具体调整方法请参照《伺服 主轴调整指南》
2）、将机械侧补偿相关参数清零（或通过#2313 bit7设置补偿无效）
#2011、#2012、#4006（#4016…..）等数据（调整结束后恢复原数值） 3）、对伺服轴侧同期攻丝轴(通常为Z轴)进行真圆度调整
另：不平衡轴(垂直轴·倾斜轴等) 伺服参数：#2232(扭矩偏置：TOF)也需按要求设定 4）、执行同期攻丝调整时，要预先与客户商量好测定条件(螺距与同期攻丝时的最高转速)。 ★在测定条件[通常为M6(螺距1mm)、M3(螺距0.5mm)&同期攻丝时最高转速]下进行测量。调整结果在规定范围内时，在其他测定条件下的测定结果应该也在规定范围内，因此没必要对所有条件都进行测定。
5)、调整、测定中使用以下软件及工具。
a、Ms-configurator： (A4及以后版本)
b、螺纹量规：通过加工孔精度测量器(需委托客户测定)测量。
2.同期攻丝调整
1）、相关参数
相关参数 简称 参考值 备注
2232 TOF 按要求调整设置扭矩补偿
3013 Stap1 3000 第一段攻丝最高转速
3017 Stapt1 500 第一段攻丝最高速度到达时间
3037 Taps2 6000 第二段攻丝最高转速
3041 Tapt21 1250 第二段攻丝最高速度到达时间
3045 Tapt31 2500 第三段攻丝最高速度到达时间
3106 Zrn-t 0090 Bit7=1:同期攻丝指令逆向，bit4=1 同期攻丝 减速停止
13002 PGN 33
2017 Tap-g 33
同期控制时必须设定相同值，否则容易断锥 2249 PGN1sp 33 主轴同期控制位置环1（与#2017设定值相同） 2250 PGN2sp 88 主轴同期控制位置环（#2249*8/3）
2258 PGNCsp 198 主轴同期控制SHG控制增益（#2249*6）
13035 SFNC3 1600 Bit9=1:使用#13008-#13010数据，BitA=1:使用#13015数据，BitC=1:主轴SHG控制启用
1223 Aux07 Bit7（0：攻丝多段加减速，1：以往）
1229 Set01 Bit4（0：无“R1”非同期，1：无“R1”同期）
（表2）
2）、重要参数设定要求
a、轴规格参数：#2017(tap-g)=33，此数据反映在伺服参数：#2249(SV49：PGN1sp)，同
期攻丝时伺服侧位置环增益。
*1：同期攻丝时，不使用#2203(SV003:PGN1)。
*2：当#2203的值小于33时，参考#2203设定#2017的数值 (同值)。
b、伺服参数：#2250(SV50：PGN2sp) =(#2249的值)*8/3
c、伺服参数：#2258(SV58：SHGCsp)=(#2249的值)*6
*b、c参数在MDS-D系列以后同期攻丝时，以SHG控制为标准，变更#2017(#2249)时，要参考运算式变更#2250、#2258!
d、主轴参数：#13002(SP002：PGE)=33同期攻丝时为主轴侧位置环增益。
*变更#2017(#2249)时，参考#2017变更#13002的数值 (同值)。
e、切换主轴侧速度环增益、励磁率。主轴参数：#13035(SP035：SFNC3)=1600
主轴侧由SHG控制的启动/停止参数(SP035/bit-C)执行切换。且同期攻丝时，速度环增益使用#13008(SP008：VGN2)、#13009(SP009：VIA2)、#13010(SP010：VIL2) [#13010(VIL2)为标准设定值=0]& #13015(SP015：PY2)，所以在切换参数时也要变
更(速度增益：SP035/bit-9) (励磁：SP035/bit-A)。
*MDS-D系列主轴放大器必须通过两个速度增益选择通常的旋转(非插补模式)、同期
攻丝/C轴控制(插补模式)、主轴同期(主轴同期模式)。通常在非插补模式、主轴
同期模式、插补模式中，考虑最高转速、控制的稳定性、主轴电机特性选择各自的
速度增益。
f、#3106 bit7: 同期攻丝指令极性（0: 正向 1: 逆向）极性设置错误时会影响调整的
精度，bit6-5: 同期攻丝的原点返回方向（00: 近转 01: 正转 10: 反转），bit4: 同期攻丝的原点返回/ 减速停止指定（0: 原点返回 1: 减速停止）
3）、同期攻丝加减速调整
a、测定0 r/min至同期攻丝最高转速的加减速时间。
将0r/min至同期攻丝最高转速的加减速时间*1.2倍的数值设为暂定的攻丝时间常数
b、设定方法如下所示：
①设定#3013~#3016[攻丝最高转数(齿轮1~4)]=同期攻丝最高转数
②#3017~#3020[攻丝时间常数(齿轮1~4)]=加减速时间*1.2倍的数值
*1：线圈切换规格时，将各线圈的攻丝最高转数、攻丝最高转数时的加减速时间*1.2倍的数值设定在齿轮1~4中。
*2:时间常数、最高转数的设定值为“暂定值”，最终要测定同期误差、同期攻丝时的主轴电流后再设定“多段加减速”。
*3：同期攻丝时，使用加速时的电流限制值参数，将时间常数设定为加速时间*1.2
倍的数值。此时，当减速时间≥加速时间时，有未实施主轴加减速调整的可能性，所以要事先执行加减速调整。
c、同期误差确认?实施调整
① 同期攻丝时加减速时间常数的确认（测定主轴的速度波形&电流F/B ） *1：通过Ms-configurator 软件测定的波形(调整前)如下所示。 *2：测定条件为速度S3000(r/min)、螺距1mm
② 下图测定波形的问题：出在红色圆圈部分的电流值超过了同期攻丝调整时的最大
电流目标值[±70%(注1)]
（图1）
③ 对同期攻丝时间常数，主轴电机产生红色圆圈部分的电流，为了降低电流值需要执
行如下措施。
★提高时间常数=延长加减速时间=延长攻丝加工时间
d、同期攻丝多段加减速设置
当攻丝转速要求较高时又无法通过以往调整单一的攻丝时间常数来满足最大电流值范围和理想攻丝时间的要求，此时可通过设置同期攻丝多段加减速的方式来实现。
70%
-70%
① 相关参数：
#1223 bit7同期攻丝方式（0：多段加减速攻丝，1：以往方式） #3013stap1 第一段攻丝最高转速，#3017stapt1 第一段攻丝时间常数 #3035taps21 第二段攻丝最高转速，#3041tapst21 第二段攻丝时间常数 #3005smax1 主轴最高转速，#3045tapt31 第三段攻丝时间常数 ② 设置方法： Ⅰ、确认主轴电机特性
（图2）
Ⅱ、根据要求设置第一段攻丝转速#3013（可设为NB 值），攻丝程序的S 指令设定与#3013
相同的数值测定主轴电流，并通过调整第一段攻丝时间常数#3017保证电流值小于目标值（70%），并使其在50%--60%之间为最佳
Ⅲ、根据要求设置第二段攻丝转速#3035（可设为NP 值），攻丝程序的S 指令设定与#3035
相同的数值测定主轴电流，并通过调整第二段攻丝时间常数#3041保证电流值小于目标值（70%），并使其在50%--60%之间为最佳
Ⅳ、设置主轴最高转速#3005（一般为NR 值），攻丝程序的S 指令设定与#3005相同的
数值测定主轴电流，并通过调整第三段攻丝时间常数#3045保证电流值小于目标值（70%），并使其在50%--60%之间为最佳（此时为了避免刀具损坏，要先将#3045设为足够大的值）
（图3）
e、OMR-DD高速同期攻丝设置：
① 相关参数
参数 内容 设置值
1281（PR） 高速同期攻丝有效
（SVJ3无此功能）
bit5设定为”1”时，高速同期攻丝有效
1
3120 高速同期攻丝时间常数
的缩短率
执行高速同期攻丝时，可设定普通同期攻丝时间常数的缩短
率（0视为缩短率为0，没有缩短时间）
例：设定为10，则以普通攻丝时间常数的90%执行。
3137（PR） 高速同期攻丝无效轴 特定的轴无法在驱动单元间通信时，请对无效轴设定所有主
轴的对应bit。0：有效；1：无效。
0003
13244（PR） 驱动间通信补偿单位 设定0时，看做设定为20（0.05um）的情况。
标准设定为0。 0
2329 加速度反馈滤波器频率 设定驱动间通信，主从方式的加速度反馈滤波器频率，标准
设定600. 600
2444（PR） 驱动间通信补偿单位 设定0时，看做设定为20（0.05um）的情况。
标准设定为0。 0 （表3）
②注意事项
●必须将伺服和主轴接在同一系统内，否则将是普通同步攻丝；
●与NC的OPT光纤接口连接的必须是伺服驱动器，主轴驱动器需连接在伺服驱动器
之后(除DM系列驱动器外)；
●在使用高速同步攻丝功能前，请确保NC、伺服驱动器以及主轴驱动器均能支持
OMR-DD功能；
●如您的设备中同时有支持该功能的驱动器(如MDS-D-V1系列)和不支持该功能的
驱动器(如MDS-D-SVJ3)存在，只要与支持该功能的驱动器连接的轴即可实现高速
同步攻丝功能；
4）、查看误差值及波形图的方法
a、MS Configurator调整软件采样
①打开软件后首先按照要求设定通讯连接并保证通讯连接正常
②按照以下步骤进入测量功能画面：Tool →MeasurementFunction
→Measurement Function
③进入测量功能画面后按下图设定相关内容后点击Create 生成程序
（图4）
④点击Measure 进入下图界面，并如图设置
（图5）
⑤点击OK 进入下图界面，保持机床在“自动运行”模式下并且保证足够的安全运行
距离（防止碰撞），然后点击机床操作面板上的“循环启动”开始自动采样并生成攻丝波形图及误差值
（图6）
（图7）
b、通过NC 主轴驱动器监视画面查看攻丝误差：
→查看步骤：
→查看内容：
注：当
c、根据测定结果执行以下对应措施。
① 主轴在攻丝启动、方向反转时发生延迟(在同期误差测定波形中，与速度波形同向
的方向产生误差)
●增大时间常数(延长加工时间)
●提高主轴同期攻丝时的速度环增益(有主轴/C轴、定向功能时，在同期攻丝调整
后要进行确认)
② 伺服轴(Z轴)在攻丝启动、方向反转时发生延迟(在同期误差测定波形中，与速度
波形同方向产生误差)
●增大时间常数(延长加工时间)
●提高伺服轴(Z轴)的速度环增益(VGN1)(事先执行伺服调整时，不执行本操作)
●设定伺服轴(Z轴)的丢步补偿(事先执行了Z-X/Z-Y平面的真圆度测定时，不执
行本操作)
③ 速度按照加速→恒速或是恒速→加速变化时，在加速度发生变化的地方，误差变大。
●执行Ⅰ、Ⅱ项措施
●降低同期攻丝时的位置环增益
④ 速度较高时产生误差。
●执行Ⅰ、Ⅱ项措施
●不希望过度提高时间常数时，设定“多段加减速时间常数”
⑤ 上述措施以外误差较大的因素考虑有以下几种
●位置环增益、齿轮比等参数出现问题。
●主轴转向有误（确认主轴极性：1→-1)
●程序侧螺距设定值与软件侧螺距设定值不同
●未测定出正确的数据
三、各类攻丝误差波形测定实例
Ⅰ、主轴旋转极性为相反的波形：
（图8）
Ⅱ、 攻丝时间常数过短（#3017=30），在主轴速度上升沿误差变大的波形：
（图9）
Ⅲ、Z轴加入了背隙补偿过大的波形：（#2012=20）
在Z轴设定了背隙补偿量，所以该
部分出现了偏置
（图10）
Ⅳ、Z轴加入了螺距误差补偿
Z轴加入了螺距误差数据，误差波形引
起振动
（图11）
Ⅴ、同期攻丝时位置环增益降低的波形：（PGN=5）
速度、位置&误差波形均变圆
（图12）
Ⅵ、主轴与Z轴的位置环增益(或是齿轮比)不同的波形：（#2017=15，#13002=33）
速度、位置波形会偏移位置环增
益差(齿轮比差)的距离
（图13）
四、攻丝调整实例
1、案例问题：执行G84攻丝，在Z 轴移动至R 点时，发出了“咚”“咚”的响声
案例分析调整：首先检查机械问题（Z 轴、主轴背隙）排除机械上的原因，再检查伺服、
主轴参数，发现攻丝未开启SHG 功能。打开攻丝SHG 控制功能并按照要求设置相关参数后（如下表），异响消失。
（表4）
案例总结：此次案例问题是攻丝参数未按要求设置而造成的，以后出现类似问题后在排
除机械问题后再核对攻丝相关参数设置
2、案例问题：攻丝时经常断丝锥
案例分析调整：通过了解机床的伺服、主轴参数均为标准参数未做过优化调整，首先进
行伺服、主轴的优化调整
调整前的攻丝误差：
通过伺服、主轴调整后（速度环、位置环、加减速、真圆）的误差：
案例总结：通过伺服、主轴调整后攻丝误差得到大幅度改善，满足加工要求，由此可见
伺服、主轴调整的结果对攻丝误差影响很大。
由以上误差（P-P 值）计算方式可知：
P-P 值=23.7245*4096/360=269.9（误差过大）
由以上误差（P-P 值）计算方式可知：
P-P 值=4.7003*4096/360=53.5（误差符合标准）
3、案例问题：攻丝烂牙及拔锥
案例分析调整：通过了解在攻丝过程中时有发生“误差过大”的报警，首先确认伺服、
主轴参数，测定相关攻丝数据
●调整前的攻丝误差值（#3017=120）
（图14）调整前速度波形
●调整后的攻丝误差值（#3017=200）
（图15）调整后速度波形
案例总结：从调整前后速度波形图可以看出在主轴加速时有过冲现象（图1红圈处），并
且造成误差值过大，通过延长攻丝时间#3017=120→200后，主轴加速过冲现象消失（图2红圈处）并且攻丝误差得到大幅度改善，经过多次加工测试满足加工要求
4.案例问题：连续加工10几个M2*0.4攻丝时会断丝锥（主轴
转速要求3000r/min）
案例分析调整：a.伺服、主轴参数优化调整；
b.球杆仪测ZX转角误差量超过100um不符合精度要求；通过攻丝误差图
形采集可看出在攻丝未到达底部前误差及速度变化异常（下图红圈处），初
步判断机床机械存在问题，后更换机床再进行测试ZX转角误差在2um左右，
符合精度要求。
（图16）
c.打开高速同期攻丝OMR-DD，#1281bit5=1,#2329=600；
d.设置多段加减速攻丝，#3013=1800，#3017=200，#3037=3800，#3041=600，
加工测试200个孔时未发生断丝锥，但攻丝转速为2800r/min未达到指
定转速（图17）；通过调整#3013=2000，#3017=165，#3037=4000，
#3041=500，加工测试400个孔时未发生断丝锥，并且攻丝转速达到指定
速度（图18），单个攻丝时间为2.13s，攻丝的精度等均符合客户要求
（图17） （图18）
案例总结：机床机械精度对加工影响很大，调整前首先要确认机床机械精度；打开OMR-DD 高速同期攻丝功能可通过提高转速并保证精度的前提下来缩短时间；通过合理
的设置多段加减速攻丝参数来满足加工要求
五、其他影响同期攻丝的因素
1、机械精度方面
减小伺服轴的丝杠误差，提高定位精度，保证伺服轴
和主轴安装的平行度。
伺服轴的丝杠误差、丝锥和孔不同心、伺服轴和主轴
安装的不平行都会造成攻丝的误差
（图19）
2、设定合适的切削速度
攻丝时的切削速度对攻丝的精度都会有影响。如果设定的攻丝切削速度过大，碎屑
不能排出，螺纹会被碎屑损坏，影响攻丝精度也可能引起断丝锥。 3、选择合适的丝锥
针对不同的加工材料，选择了不合适的丝锥会导致加工的精度不良。 4、选择合适的切削油
合适的切削油的使用有利于碎屑的排除，从而保证加工的螺纹质量。 5、合适的孔底直径
攻丝加工前道工序的钻孔直径对攻丝质量也有很大影响，如果直径过小会导致断丝锥和烂牙，直径过大会导致攻丝精度不良，以下是攻丝底孔一般的计算方法 ①切削丝锥：
D0=D-P 【P<1mm 】，
D0=D-（1.04～1.06）*P 【P>1mm
（图20）
②挤压丝锥：（应用于铝、铜等韧性好硬度低的材料或通孔） D0=D-0.5*P
③钻孔深度=攻丝深度+0.7P 以上式中：D0—底孔直径；
D—螺纹公称直径； （图21） P—螺距
不同心 不平行
无排削槽 有排削槽