«Метады ліквідацыі ваганняў станкоў з ЧПУ»
Станкі з ЧПУ адыгрываюць важную ролю ў сучаснай прамысловай вытворчасці. Аднак праблема ваганняў часта перашкаджае аператарам і вытворцам. Прычыны ваганняў станкоў з ЧПУ даволі складаныя. Акрамя многіх фактараў, такіх як невыпраўныя зазоры ў перадачы, пругкая дэфармацыя і супраціў трэння ў механічным аспекце, важным аспектам таксама з'яўляецца ўплыў адпаведных параметраў саверсістэмы. Зараз вытворца станкоў з ЧПУ падрабязна прадставіць метады ліквідацыі ваганняў станкоў з ЧПУ.
I. Зніжэнне ўзмацнення контуру пазіцыі
Прапарцыйна-інтэгральна-дыферэнцыяльны кантролер — гэта шматфункцыянальны кантролер, які адыгрывае важную ролю ў станках з ЧПУ. Ён можа не толькі эфектыўна выконваць прапарцыйнае ўзмацненне сігналаў току і напружання, але і рэгуляваць праблему адставання або апярэджання выходнага сігналу. Часам з-за адставання або апярэджання выходнага току і напружання ўзнікаюць ваганні. У гэтым выпадку ПІД-рэгулятар можа быць выкарыстаны для рэгулявання фазы выходнага току і напружання.
Каэфіцыент узмацнення контуру становішча з'яўляецца ключавым параметрам у сістэме кіравання станкамі з ЧПУ. Калі каэфіцыент узмацнення контуру становішча занадта высокі, сістэма становіцца празмерна адчувальнай да памылак становішча і схільная да ваганняў. Зніжэнне каэфіцыента ўзмацнення контуру становішча можа знізіць хуткасць рэакцыі сістэмы і, такім чынам, паменшыць верагоднасць ваганняў.
Пры рэгуляванні каэфіцыента ўзмацнення контуру пазіцыі яго неабходна разумна ўсталяваць у адпаведнасці з канкрэтнай мадэллю станка і патрабаваннямі да апрацоўкі. Як правіла, каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыі спачатку можна знізіць да адносна нізкага ўзроўню, а затым паступова павялічваць, назіраючы за працай станка, пакуль не будзе знойдзена аптымальнае значэнне, якое можа задаволіць патрабаванні да дакладнасці апрацоўкі і пазбегнуць ваганняў.
Прапарцыйна-інтэгральна-дыферэнцыяльны кантролер — гэта шматфункцыянальны кантролер, які адыгрывае важную ролю ў станках з ЧПУ. Ён можа не толькі эфектыўна выконваць прапарцыйнае ўзмацненне сігналаў току і напружання, але і рэгуляваць праблему адставання або апярэджання выходнага сігналу. Часам з-за адставання або апярэджання выходнага току і напружання ўзнікаюць ваганні. У гэтым выпадку ПІД-рэгулятар можа быць выкарыстаны для рэгулявання фазы выходнага току і напружання.
Каэфіцыент узмацнення контуру становішча з'яўляецца ключавым параметрам у сістэме кіравання станкамі з ЧПУ. Калі каэфіцыент узмацнення контуру становішча занадта высокі, сістэма становіцца празмерна адчувальнай да памылак становішча і схільная да ваганняў. Зніжэнне каэфіцыента ўзмацнення контуру становішча можа знізіць хуткасць рэакцыі сістэмы і, такім чынам, паменшыць верагоднасць ваганняў.
Пры рэгуляванні каэфіцыента ўзмацнення контуру пазіцыі яго неабходна разумна ўсталяваць у адпаведнасці з канкрэтнай мадэллю станка і патрабаваннямі да апрацоўкі. Як правіла, каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыі спачатку можна знізіць да адносна нізкага ўзроўню, а затым паступова павялічваць, назіраючы за працай станка, пакуль не будзе знойдзена аптымальнае значэнне, якое можа задаволіць патрабаванні да дакладнасці апрацоўкі і пазбегнуць ваганняў.
II. Рэгуляванне параметраў замкнёнай сервасістэмы
Паўзамкнутая сервасістэма
Некаторыя сервасістэмы з ЧПУ выкарыстоўваюць прылады з паўзамкнутым контурам. Пры рэгуляванні сервасістэмы з паўзамкнутым контурам неабходна пераканацца, што лакальная сервасістэма з паўзамкнутым контурам не вагаецца. Паколькі сервасістэма з поўным замкнёным контурам выконвае рэгуляванне параметраў, зыходзячы з таго, што яе лакальная паўзамкнутая сістэма стабільная, гэтыя дзве сістэмы маюць падобныя метады рэгулявання.
Паўзамкнутая сервасістэма ўскосна перадае інфармацыю аб становішчы станка, вызначыўшы вугал павароту або хуткасць рухавіка. Пры рэгуляванні параметраў неабходна звярнуць увагу на наступныя аспекты:
(1) Параметры контуру хуткасці: Налады каэфіцыента ўзмацнення контуру хуткасці і інтэгральнай пастаяннай часу аказваюць вялікі ўплыў на стабільнасць і хуткасць рэакцыі сістэмы. Занадта высокі каэфіцыент узмацнення контуру хуткасці прывядзе да занадта хуткай рэакцыі сістэмы і схільны да ўзнікнення ваганняў; у той час як занадта доўгая інтэгральная пастаянная часу запаволіць рэакцыю сістэмы і паўплывае на эфектыўнасць апрацоўкі.
(2) Параметры контуру пазіцыянавання: Рэгуляванне каэфіцыента ўзмацнення контуру пазіцыянавання і параметраў фільтра можа палепшыць дакладнасць пазіцыянавання і стабільнасць сістэмы. Занадта высокі каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання прывядзе да ваганняў, а фільтр можа адфільтраваць высокачашчынны шум у сігнале зваротнай сувязі і палепшыць стабільнасць сістэмы.
Поўнасцю замкнёная сервасістэма
Сервасістэма з поўным замкнёным контурам рэалізуе дакладны кантроль становішча шляхам непасрэднага вызначэння фактычнага становішча станка. Пры рэгуляванні сервасістэмы з поўным замкнёным контурам параметры неабходна выбіраць больш старанна, каб забяспечыць стабільнасць і дакладнасць сістэмы.
Рэгуляванне параметраў цалкам замкнёнай сервасістэмы ў асноўным уключае наступныя аспекты:
(1) Каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання: Падобна да паўзамкнутай сістэмы, занадта высокі каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання прывядзе да ваганняў. Аднак, паколькі цалкам замкнёная сістэма больш дакладна выяўляе памылкі пазіцыянавання, каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання можна ўсталяваць адносна высокім, каб палепшыць дакладнасць пазіцыянавання сістэмы.
(2) Параметры контуру хуткасці: Налады каэфіцыента ўзмацнення контуру хуткасці і інтэгральнай пастаяннай часу неабходна карэктаваць у адпаведнасці з дынамічнымі характарыстыкамі і патрабаваннямі да апрацоўкі станка. У цэлым, каэфіцыент узмацнення контуру хуткасці можна ўсталяваць крыху вышэйшым, чым у паўзамкнутай сістэме, каб палепшыць хуткасць рэакцыі сістэмы.
(3) Параметры фільтра: цалкам замкнёная сістэма больш адчувальная да шуму ў сігнале зваротнай сувязі, таму неабходна ўсталяваць адпаведныя параметры фільтра для фільтрацыі шуму. Тып і выбар параметраў фільтра павінны быць скарэкціраваны ў адпаведнасці з канкрэтным сцэнарыем прымянення.
Паўзамкнутая сервасістэма
Некаторыя сервасістэмы з ЧПУ выкарыстоўваюць прылады з паўзамкнутым контурам. Пры рэгуляванні сервасістэмы з паўзамкнутым контурам неабходна пераканацца, што лакальная сервасістэма з паўзамкнутым контурам не вагаецца. Паколькі сервасістэма з поўным замкнёным контурам выконвае рэгуляванне параметраў, зыходзячы з таго, што яе лакальная паўзамкнутая сістэма стабільная, гэтыя дзве сістэмы маюць падобныя метады рэгулявання.
Паўзамкнутая сервасістэма ўскосна перадае інфармацыю аб становішчы станка, вызначыўшы вугал павароту або хуткасць рухавіка. Пры рэгуляванні параметраў неабходна звярнуць увагу на наступныя аспекты:
(1) Параметры контуру хуткасці: Налады каэфіцыента ўзмацнення контуру хуткасці і інтэгральнай пастаяннай часу аказваюць вялікі ўплыў на стабільнасць і хуткасць рэакцыі сістэмы. Занадта высокі каэфіцыент узмацнення контуру хуткасці прывядзе да занадта хуткай рэакцыі сістэмы і схільны да ўзнікнення ваганняў; у той час як занадта доўгая інтэгральная пастаянная часу запаволіць рэакцыю сістэмы і паўплывае на эфектыўнасць апрацоўкі.
(2) Параметры контуру пазіцыянавання: Рэгуляванне каэфіцыента ўзмацнення контуру пазіцыянавання і параметраў фільтра можа палепшыць дакладнасць пазіцыянавання і стабільнасць сістэмы. Занадта высокі каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання прывядзе да ваганняў, а фільтр можа адфільтраваць высокачашчынны шум у сігнале зваротнай сувязі і палепшыць стабільнасць сістэмы.
Поўнасцю замкнёная сервасістэма
Сервасістэма з поўным замкнёным контурам рэалізуе дакладны кантроль становішча шляхам непасрэднага вызначэння фактычнага становішча станка. Пры рэгуляванні сервасістэмы з поўным замкнёным контурам параметры неабходна выбіраць больш старанна, каб забяспечыць стабільнасць і дакладнасць сістэмы.
Рэгуляванне параметраў цалкам замкнёнай сервасістэмы ў асноўным уключае наступныя аспекты:
(1) Каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання: Падобна да паўзамкнутай сістэмы, занадта высокі каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання прывядзе да ваганняў. Аднак, паколькі цалкам замкнёная сістэма больш дакладна выяўляе памылкі пазіцыянавання, каэфіцыент узмацнення контуру пазіцыянавання можна ўсталяваць адносна высокім, каб палепшыць дакладнасць пазіцыянавання сістэмы.
(2) Параметры контуру хуткасці: Налады каэфіцыента ўзмацнення контуру хуткасці і інтэгральнай пастаяннай часу неабходна карэктаваць у адпаведнасці з дынамічнымі характарыстыкамі і патрабаваннямі да апрацоўкі станка. У цэлым, каэфіцыент узмацнення контуру хуткасці можна ўсталяваць крыху вышэйшым, чым у паўзамкнутай сістэме, каб палепшыць хуткасць рэакцыі сістэмы.
(3) Параметры фільтра: цалкам замкнёная сістэма больш адчувальная да шуму ў сігнале зваротнай сувязі, таму неабходна ўсталяваць адпаведныя параметры фільтра для фільтрацыі шуму. Тып і выбар параметраў фільтра павінны быць скарэкціраваны ў адпаведнасці з канкрэтным сцэнарыем прымянення.
III. Выкарыстанне функцыі падаўлення высокіх частот
Вышэйапісанае абмеркаванне тычыцца метаду аптымізацыі параметраў для нізкачастотных ваганняў. Часам сістэма ЧПУ станкоў з ЧПУ генеруе сігналы зваротнай сувязі, якія змяшчаюць высокачастотныя гармонікі з-за пэўных прычын ваганняў у механічнай частцы, што робіць выхадны крутоўны момант непастаянным і, такім чынам, генеруе вібрацыю. Для гэтай сітуацыі высокачастотных ваганняў да контуру хуткасці можна дадаць нізкачастотны фільтр першага парадку, які называецца фільтрам крутоўнага моманту.
Фільтр крутоўнага моманту можа эфектыўна фільтраваць высокачастотныя гармонікі ў сігнале зваротнай сувязі, робячы выхадны крутоўны момант больш стабільным і тым самым зніжаючы вібрацыю. Пры выбары параметраў фільтра крутоўнага моманту неабходна ўлічваць наступныя фактары:
(1) Частата зрэзу: Частата зрэзу вызначае ступень аслаблення фільтра высокачастотных сігналаў. Занадта нізкая частата зрэзу паўплывае на хуткасць рэакцыі сістэмы, а занадта высокая частата зрэзу не зможа эфектыўна адфільтраваць высокачастотныя гармонікі.
(2) Тып фільтра: Да распаўсюджаных тыпаў фільтраў адносяцца фільтр Батэрворта, фільтр Чабышава і г.д. Розныя тыпы фільтраў маюць розныя характарыстыкі частотнай характарыстыкі і павінны выбірацца ў адпаведнасці з канкрэтным сцэнарыем прымянення.
(3) Парадак фільтрацыі: чым вышэйшы парадак фільтрацыі, тым лепшы эфект аслаблення высокачастотных сігналаў, але ў той жа час гэта таксама павялічвае вылічальную нагрузку на сістэму. Пры выбары парадку фільтрацыі неабходна ўсебакова ўлічваць прадукцыйнасць і вылічальныя рэсурсы сістэмы.
Вышэйапісанае абмеркаванне тычыцца метаду аптымізацыі параметраў для нізкачастотных ваганняў. Часам сістэма ЧПУ станкоў з ЧПУ генеруе сігналы зваротнай сувязі, якія змяшчаюць высокачастотныя гармонікі з-за пэўных прычын ваганняў у механічнай частцы, што робіць выхадны крутоўны момант непастаянным і, такім чынам, генеруе вібрацыю. Для гэтай сітуацыі высокачастотных ваганняў да контуру хуткасці можна дадаць нізкачастотны фільтр першага парадку, які называецца фільтрам крутоўнага моманту.
Фільтр крутоўнага моманту можа эфектыўна фільтраваць высокачастотныя гармонікі ў сігнале зваротнай сувязі, робячы выхадны крутоўны момант больш стабільным і тым самым зніжаючы вібрацыю. Пры выбары параметраў фільтра крутоўнага моманту неабходна ўлічваць наступныя фактары:
(1) Частата зрэзу: Частата зрэзу вызначае ступень аслаблення фільтра высокачастотных сігналаў. Занадта нізкая частата зрэзу паўплывае на хуткасць рэакцыі сістэмы, а занадта высокая частата зрэзу не зможа эфектыўна адфільтраваць высокачастотныя гармонікі.
(2) Тып фільтра: Да распаўсюджаных тыпаў фільтраў адносяцца фільтр Батэрворта, фільтр Чабышава і г.д. Розныя тыпы фільтраў маюць розныя характарыстыкі частотнай характарыстыкі і павінны выбірацца ў адпаведнасці з канкрэтным сцэнарыем прымянення.
(3) Парадак фільтрацыі: чым вышэйшы парадак фільтрацыі, тым лепшы эфект аслаблення высокачастотных сігналаў, але ў той жа час гэта таксама павялічвае вылічальную нагрузку на сістэму. Пры выбары парадку фільтрацыі неабходна ўсебакова ўлічваць прадукцыйнасць і вылічальныя рэсурсы сістэмы.
Акрамя таго, каб яшчэ больш ліквідаваць ваганні станкоў з ЧПУ, можна прыняць наступныя меры:
Аптымізацыя механічнай структуры
Праверце механічныя часткі станка, такія як накіроўвалыя рэйкі, хадавыя шрубы, падшыпнікі і г.д., каб пераканацца, што дакладнасць іх усталёўкі і зазоры адпавядаюць патрабаванням. Моцна зношаныя дэталі своечасова замяніце або адрамантуйце. Адначасова адрэгулюйце процівагу і баланс станка, каб паменшыць узнікненне механічнай вібрацыі.
Паляпшэнне здольнасці сістэмы кіравання супраць перашкод
Сістэма кіравання станкамі з ЧПУ лёгка падвяргаецца ўздзеянню знешніх перашкод, такіх як электрамагнітныя перашкоды, ваганні магутнасці і г.д. Для паляпшэння здольнасці сістэмы кіравання супраць перашкод можна прыняць наступныя меры:
(1) Выкарыстоўвайце экранаваныя кабелі і меры зазямлення для памяншэння ўплыву электрамагнітных перашкод.
(2) Усталюйце фільтры харчавання для стабілізацыі напружання электрасілкавання.
(3) Аптымізаваць праграмны алгарытм сістэмы кіравання для паляпшэння яе прадукцыйнасці ў галіне перашкод.
Рэгулярнае абслугоўванне і рамонт
Рэгулярна праводзьце тэхнічнае абслугоўванне і рамонт станкоў з ЧПУ, чысціце розныя часткі станка, правярайце працоўны стан сістэмы змазкі і сістэмы астуджэння, а таксама своечасова замяняйце зношаныя дэталі і змазачнае масла. Гэта можа забяспечыць стабільную працу станка і паменшыць узнікненне ваганняў.
Аптымізацыя механічнай структуры
Праверце механічныя часткі станка, такія як накіроўвалыя рэйкі, хадавыя шрубы, падшыпнікі і г.д., каб пераканацца, што дакладнасць іх усталёўкі і зазоры адпавядаюць патрабаванням. Моцна зношаныя дэталі своечасова замяніце або адрамантуйце. Адначасова адрэгулюйце процівагу і баланс станка, каб паменшыць узнікненне механічнай вібрацыі.
Паляпшэнне здольнасці сістэмы кіравання супраць перашкод
Сістэма кіравання станкамі з ЧПУ лёгка падвяргаецца ўздзеянню знешніх перашкод, такіх як электрамагнітныя перашкоды, ваганні магутнасці і г.д. Для паляпшэння здольнасці сістэмы кіравання супраць перашкод можна прыняць наступныя меры:
(1) Выкарыстоўвайце экранаваныя кабелі і меры зазямлення для памяншэння ўплыву электрамагнітных перашкод.
(2) Усталюйце фільтры харчавання для стабілізацыі напружання электрасілкавання.
(3) Аптымізаваць праграмны алгарытм сістэмы кіравання для паляпшэння яе прадукцыйнасці ў галіне перашкод.
Рэгулярнае абслугоўванне і рамонт
Рэгулярна праводзьце тэхнічнае абслугоўванне і рамонт станкоў з ЧПУ, чысціце розныя часткі станка, правярайце працоўны стан сістэмы змазкі і сістэмы астуджэння, а таксама своечасова замяняйце зношаныя дэталі і змазачнае масла. Гэта можа забяспечыць стабільную працу станка і паменшыць узнікненне ваганняў.
У заключэнне, для ліквідацыі ваганняў станкоў з ЧПУ патрабуецца ўсебаковы ўлік механічных і электрычных фактараў. Разумная рэгуляванне параметраў сервасістэмы, ужыванне функцыі падаўлення высокіх частот, аптымізацыя механічнай структуры, паляпшэнне здольнасці сістэмы кіравання супраць перашкод, а таксама рэгулярнае тэхнічнае абслугоўванне і рамонт могуць эфектыўна знізіць узнікненне ваганняў, а таксама палепшыць дакладнасць апрацоўкі і стабільнасць станка.