龍門(mén)高速數控鑽床系統爲何會産生(shēng)振動爬行

龍門(mén)高速數控鑽床的振蕩故障通常發生(shēng)在機(jī)械部分(fēn)和進給伺服系統。産生(shēng)振蕩的原因有很多，陳了機(jī)械方面存在不可(kě)的傳動間隙、彈性變形、摩擦阻力等諸多因素外，伺服系統的有關參數的影(yǐng)響也是重要的一方面。數控鑽床伺服系統有交流和直流之分(fēn)，本文主要討(tǎo)論直流伺服系統因參數影(yǐng)響引起的振動。大(dà)部分(fēn)數控鑽床采用的是全閉環方式。

引起伺服系統振動的原因大(dà)緻有四種情況：a位置環不良又引起輸出電壓不穩；b速度環不良引起的振動；c伺服系統可(kě)調定位器太大(dà)引起電壓輸出失真；d傳動機(jī)械裝如(rú)絲杠間隙太大(dà)。這些控制環的輸出參數出錯或機(jī)械傳動裝置間隙太大(dà)都(dōu)是引起振動的主要因素。它們都(dōu)可(kě)以通過伺服控制系統進行參數優化解決。

應該如(rú)何進行振蕩？

1.閉環伺服系統造成的振蕩：有些數控伺服系統采用的是半閉環裝置，而全閉環伺服系統是在其局部半閉環系統不發生(shēng)振蕩的前提下進行參數調整，所以兩者大(dà)同小異，本文隻討(tǎo)論全閉環情況下的參數優化方法。

2.降低位置環增益：在伺服系統中有參考的标準值，例如(rú)FANUC0-C系列爲3000，西門(mén)子3系統爲1666，出現振蕩可(kě)适當降低增益，但(dàn)不能降太多，因爲要系統的穩态誤差。

3.降低負載慣量比：負載慣量比一般設置在發生(shēng)振動時所示參數的70%左右，如(rú)不能故障，不宜繼續降低該參數值。

4.加入比例微積分(fēn)器（PID）：比例微積分(fēn)器是一個多功能控制器，它不僅能地對電流電壓信号進行比例增益，同時可(kě)調節輸出信号滞後成的問(wèn)題，振蕩故障有時因輸出電流電壓發生(shēng)滞後成情況而産生(shēng)，這時可(kě)通過PID來(lái)調節輸出電流電壓相(xiàng)位。

5.采用高頻功能：以上討(tǎo)論的是有關低頻振蕩時參數優化方法，而有時數控系統會因機(jī)械上某些振蕩原因産生(shēng)反饋信号中含有高頻諧波，這使輸出轉矩裡(lǐ)不恒定，從(cóng)而産生(shēng)振動。對于這種高頻振蕩情況，可(kě)以在速度環上加入一階低通濾波環節，即爲轉矩濾波器。

數控鑽床速度指令與速度反饋信号經速度控制器轉化爲轉矩信号，轉矩信号通過一階濾波環節将高頻成分(fēn)截止，從(cóng)而的轉矩控制信号。通過調節參數可(kě)将機(jī)床産生(shēng)的100Hz以上的頻率停止，從(cóng)而達到高頻振蕩的效果。綜上所述，利用雙位反饋可(kě)使數控系統在全閉環和半閉環兩種方式下進行，從(cóng)而提高了數控系統的調節範圍，也增加了數控系統的調節參數。從(cóng)時間常數上可(kě)知，該數控系統可(kě)在停止狀态下進行全閉環誤差調整時，在過渡狀态下可(kě)進行半閉環調整。現以FANUC2-B爲例，将具體(tǐ)數控參數調整過程進行簡單介紹。首先設參數P8411#（DPFB）爲1，即爲選擇雙位置反饋功能；P8499爲位置反饋的振幅，一般設置爲0；P8478（分(fēn)子）和P8479（分(fēn)母）爲中位轉換環節的常數設置，可(kě)根據要求設置；P8480爲一階環節的參數設置代号，其設置範圍爲：10~300mS，一般設定爲100mS左右；P8481爲零點幅度，一般情況下爲0，但(dàn)因振蕩可(kě)适當調高一點。雙位反饋功能是一種比較的誤差修正方式，在數控系統調試過程中有很好的參數優化和系統穩定性的功能。

數控鑽床數控系統的振蕩現象已成爲數控全閉環系統的共同性問(wèn)題。系統振蕩時會造成數控鑽床産生(shēng)爬行與振動故障，尤其在卧式帶立柱的軸和旋轉數控工(gōng)作(zuò)台軸其系統出現振蕩的頻率較高。該問(wèn)題已成爲影(yǐng)響數控鑽床設備正常使用的主要因素之一。