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數(shù)控機(jī)床系統(tǒng)為什么會產(chǎn)生振動爬行

為什么會產(chǎn)生振蕩？

       機(jī)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，本文主要討論直流伺服系統(tǒng)因參數(shù)影響引起的振蕩。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)振動的原因大致有四種情況：（1）位置環(huán)不良又引起輸出電壓不穩(wěn)；（2）速度環(huán)不良引起的振動；（3）伺服系統(tǒng)可調(diào)定位器太大引起電壓輸出失真；（4）傳動機(jī)械裝置如絲杠間隙太大。這些控制環(huán)的輸出參數(shù)失真或機(jī)械傳動裝置間隙太大都是引起振動的主要因素。它們都可以通過伺服控制系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化。

應(yīng)該如何消除振蕩？

        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，本文只討論全閉環(huán)情況下的參數(shù)優(yōu)化方法。

        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，例如FANUC0-C系列為3000，西門子3系統(tǒng)為1666，出現(xiàn)振蕩可適當(dāng)降低增益，但不能降太多，因為要保證系統(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)生振動時所示參數(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多功能控制器，它不僅能有效地對電流電壓信號進(jìn)行比例增益，同時可調(diào)節(jié)輸出信號滯后成超前的問題，振蕩故障有時因輸出電流電壓發(fā)生滯后成超前情況而產(chǎn)生，這時可通過PID來調(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)低頻振蕩時參數(shù)優(yōu)化方法，而有時數(shù)控系統(tǒng)會因機(jī)械上某些振蕩原因產(chǎn)生反饋信號中含有高頻諧波，這使輸出轉(zhuǎn)矩里不恒定，從而產(chǎn)生振動。對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。