數(shù)控車(chē)床的振蕩故障通常發(fā)生在機(jī)械部分和進(jìn)給伺服系統(tǒng)。產(chǎn)生振蕩的原因有很多,陳了機(jī)械方面存在不可消除的傳動(dòng)間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外,伺服系統(tǒng)的有關(guān)參數(shù)的影響也是重要的一方面。伺服系統(tǒng)有交流和直流之分。大部分?jǐn)?shù)控機(jī)床采用的是全閉環(huán)方式,引起伺服系統(tǒng)振動(dòng)的原因大致有四種情況:
位置環(huán)不良又引起輸出電壓不穩(wěn);
速度環(huán)不良引起的振動(dòng);
伺服系統(tǒng)可調(diào)定位器太大引起電壓輸出失真;
傳動(dòng)機(jī)械裝如絲杠間隙太大。這些控制環(huán)的輸出參數(shù)失真或機(jī)械傳動(dòng)裝置間隙太大都是引起振動(dòng)的主要因素。它們都可以通過(guò)伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。
數(shù)控車(chē)床消除振蕩的基本措施:
1.閉環(huán)伺服系統(tǒng)造成的振蕩
有些數(shù)控伺服系統(tǒng)采用的是半閉環(huán)裝置,而全閉環(huán)伺服系統(tǒng)必須是在其局部半閉環(huán)系統(tǒng)不發(fā)生振蕩的前提下進(jìn)行參數(shù)調(diào)整,所以兩者大同小異。
2.降低位置環(huán)增益
在伺服系統(tǒng)中有參考的標(biāo)準(zhǔn)值,出現(xiàn)振蕩可適當(dāng)降低增益,但不能降太多,因?yàn)橐WC系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差。
3.降低負(fù)載慣量比
負(fù)載慣量比一般設(shè)置在發(fā)生振動(dòng)時(shí)所示參數(shù)的70%左右,如不能消除故障,不宜繼續(xù)降低該參數(shù)值。
4.加入比例微積分器(PID)
比例微積分器是一個(gè)多功能控制器,它不僅能有效地對(duì)電流電壓信號(hào)進(jìn)行比例增益,同時(shí)可調(diào)節(jié)輸出信號(hào)滯后成超前的問(wèn)題,振蕩故障有時(shí)因輸出電流電壓發(fā)生滯后成超前情況而產(chǎn)生,這時(shí)可通過(guò)PID來(lái)調(diào)節(jié)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(guān)低頻振蕩時(shí)參數(shù)優(yōu)化方法,而有時(shí)數(shù)控系統(tǒng)會(huì)因機(jī)械上某些振蕩原因產(chǎn)生反饋信號(hào)中含有高頻諧波,這使輸出轉(zhuǎn)矩里不恒定,從而產(chǎn)生振動(dòng)。對(duì)于這種高頻振蕩情況,可在速度環(huán)上加入一階低通濾波環(huán)節(jié),即為轉(zhuǎn)矩濾波器。
速度指令與速度反饋信號(hào)經(jīng)速度控制器轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)矩信號(hào),轉(zhuǎn)矩信號(hào)通過(guò)一階濾波環(huán)節(jié)將高頻成分截止,從而得到有效的轉(zhuǎn)矩控制信號(hào)。通過(guò)調(diào)節(jié)參數(shù)可將機(jī)械產(chǎn)生的100Hz以上的頻率截止,從而達(dá)到消除高頻振蕩的效果。
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