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    機床體系為何會產生振動

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    機床體系為何會產生振動

    發布日期:2018-05-25 作者: 點擊:

         機床的振動故障通常發作在機械部分和進給伺服體系。產生振動的緣由有許多,陳了機械方面存在不可消除的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多要素外,伺服體系的有關參數的影響也是重要的一方面。伺服體系有交流和直流之分,本文主要討論直流伺服體系因參數影響引起的振動。大部分數控機床采用的是全閉環方法。引起伺服體系振動的緣由大致有四種情況:a方位環不良又引起輸出電壓不穩;b速度環不良引起的振動;c伺服體系可調定位器太大引起電壓輸出失真;d傳動機械裝如絲杠間隙太大。這些操控環的輸出參數失真或機械傳動裝置間隙太大都是引起振動的主要要素。它們都可以通過伺服操控體系進行參數優化。

           應該如何進行消除振動:

        1.閉環伺服體系造成的振動:有些數控伺服體系采用的是半閉環裝置,而全閉環伺服體系必須是在其部分半閉環體系不發作振動的前提下進行參數調整,所以兩者大同小異,本文只討論全閉環情況下的參數優化方法。

      2.降低方位環增益:在伺服體系中有參閱的標準值,例如FANUC0-C系列為3000,西門子3體系為1666,出現振動可適當降低增益,但不能降太多,由于要保證體系的穩態誤差。  

      3.降低負載慣量比:負載慣量比一般設置在發作振動時所示參數的70%擺布,如不能消除故障,不宜繼續降低該參數值。  

      4.加入比例微積分器(PID):比例微積分器是一個多功能操控器,它不僅能有效地對電流電壓信號進行比例增益,一起可調節輸出信號滯后成超前的問題,振動故障有時因輸出電流電壓發作滯后超前情況而產生,這時可通過PID來調節輸出電流電壓相位。  

      5.采用高頻抑制功能:以上討論的是有關低頻振動時參數優化方法,而有時數控體系會因機械上某些振動緣由產生反饋信號中含有高頻諧波,這使輸出轉矩里不恒定,從而產生振動。對于這種高頻振動情況,可在速度環上加入一階低通濾波環節,即為轉矩濾波器。  

      速度指令與速度反饋信號經速度操控器轉化為轉矩信號,轉矩信號通過一階濾波環節將高頻成分截止,從而得到有效的轉矩操控信號。通過調節參數可將機械產生的100Hz以上的頻率截止,從而達到消除高頻振動的效果。綜上所述,利用雙位反饋可使體系在全閉環和半閉環兩種方法下進行,從而大大提高了體系的調節范圍,也增加了體系的調節參數。從時間常數上可知,該體系可在停止狀態下進行全閉環誤差調整,在過渡狀態下可進行半閉環調整。現以FANUC0-C為例,將詳細參數調整進程進行簡略介紹。首先設參數P8411#(DPFB)為1,即為選擇雙方位反饋功能;P8499為方位反饋的最大振幅,一般設置為0;P8478(分子)和P8479(分母)為中位轉換環節的常數設置,可根據要求設置;P8480為一階延時環節的參數設置代號,其設置范圍為:10~300mS,一般設定為100mS擺布;P8481為零點幅度,一般情況下為0,但因振動可適當調高一點。雙位反饋功能是一種比較靈活的誤差修正方法,在體系調試進程中有很好的參數優化和保證體系穩定性的功能。機床體系的振動現象已成為數控全閉環體系的共同性問題。體系振動時會造成機床產生匍匐與振動故障,尤其在臥式帶立柱的軸和旋轉數控工作臺軸其體系出現振動的頻率較高。該問題已成為影響數控設備正常使用的重要要素之一。

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