《CNC dastgohlarining tebranishlarini bartaraf etish usullari》
CNC tezgahlar zamonaviy sanoat ishlab chiqarishida muhim rol o'ynaydi. Biroq, tebranish muammosi ko'pincha operatorlar va ishlab chiqaruvchilarni bezovta qiladi. CNC dastgohlarining tebranish sabablari nisbatan murakkab. Mexanik jihatdan olib tashlanmaydigan uzatish bo'shliqlari, elastik deformatsiya va ishqalanish qarshiligi kabi ko'plab omillarga qo'shimcha ravishda, servo tizimning tegishli parametrlarining ta'siri ham muhim jihatdir. Endi CNC dastgohlari ishlab chiqaruvchisi CNC dastgohlarining tebranishlarini bartaraf etish usullarini batafsil tanishtiradi.
I. Pozitsiya pastadirining daromadini kamaytirish
Proportsional-integral-lotinli kontroller CNC dastgohlarida hal qiluvchi rol o'ynaydigan ko'p funktsiyali boshqaruvchidir. U nafaqat oqim va kuchlanish signallari bo'yicha proportsional daromadni samarali bajarishi, balki chiqish signalining kechikish yoki etakchi muammolarini ham sozlashi mumkin. Tebranish nosozliklari ba'zan chiqish oqimi va kuchlanishning kechikishi yoki etakchiligi tufayli yuzaga keladi. Ayni paytda PID chiqish oqimi va kuchlanish fazasini sozlash uchun ishlatilishi mumkin.
Pozitsiya pastadirining daromadi CNC dastgohlarini boshqarish tizimidagi asosiy parametrdir. Pozitsiya halqasining daromadi juda yuqori bo'lsa, tizim pozitsiya xatolariga haddan tashqari sezgir bo'lib, tebranishlarni keltirib chiqarishga moyil bo'ladi. Pozitsiya halqasining daromadini kamaytirish tizimning javob tezligini kamaytirishi va shu bilan tebranish ehtimolini kamaytirishi mumkin.
Loopning o'sishini sozlashda, uni maxsus dastgoh modeli va ishlov berish talablariga muvofiq ravishda o'rnatish kerak. Umuman olganda, pozitsion pastadirning o'sishi dastlab nisbatan past darajaga tushirilishi mumkin, so'ngra ishlov berish aniqligi talablariga javob beradigan va tebranishlardan qochish mumkin bo'lgan optimal qiymat topilgunga qadar dastgoh ishini kuzatishda asta-sekin oshirilishi mumkin.
Proportsional-integral-lotinli kontroller CNC dastgohlarida hal qiluvchi rol o'ynaydigan ko'p funktsiyali boshqaruvchidir. U nafaqat oqim va kuchlanish signallari bo'yicha proportsional daromadni samarali bajarishi, balki chiqish signalining kechikish yoki etakchi muammolarini ham sozlashi mumkin. Tebranish nosozliklari ba'zan chiqish oqimi va kuchlanishning kechikishi yoki etakchiligi tufayli yuzaga keladi. Ayni paytda PID chiqish oqimi va kuchlanish fazasini sozlash uchun ishlatilishi mumkin.
Pozitsiya pastadirining daromadi CNC dastgohlarini boshqarish tizimidagi asosiy parametrdir. Pozitsiya halqasining daromadi juda yuqori bo'lsa, tizim pozitsiya xatolariga haddan tashqari sezgir bo'lib, tebranishlarni keltirib chiqarishga moyil bo'ladi. Pozitsiya halqasining daromadini kamaytirish tizimning javob tezligini kamaytirishi va shu bilan tebranish ehtimolini kamaytirishi mumkin.
Loopning o'sishini sozlashda, uni maxsus dastgoh modeli va ishlov berish talablariga muvofiq ravishda o'rnatish kerak. Umuman olganda, pozitsion pastadirning o'sishi dastlab nisbatan past darajaga tushirilishi mumkin, so'ngra ishlov berish aniqligi talablariga javob beradigan va tebranishlardan qochish mumkin bo'lgan optimal qiymat topilgunga qadar dastgoh ishini kuzatishda asta-sekin oshirilishi mumkin.
II. Yopiq konturli servo tizimning parametrlarini sozlash
Yarim yopiq pastadirli servo tizim
Ba'zi CNC servo tizimlari yarim yopiq pastadir qurilmalaridan foydalanadi. Yarim yopiq pastadirli servo tizimni sozlashda mahalliy yarim yopiq pastadir tizimining tebranishini ta'minlash kerak. To'liq yopiq konturli servo tizim parametrlarni sozlashni uning mahalliy yarim yopiq pastadir tizimi barqaror bo'lganligi sababli amalga oshirganligi sababli, ikkalasi ham sozlash usullarida o'xshashdir.
Yarim yopiq pastadirli servo tizim vositaning aylanish burchagi yoki tezligini aniqlash orqali bilvosita dastgohning joylashuvi haqidagi ma'lumotni qaytaradi. Parametrlarni sozlashda quyidagi jihatlarga e'tibor berish kerak:
(1) Tezlik halqasi parametrlari: Tezlik halqasining daromadi va integral vaqt doimiysi sozlamalari tizimning barqarorligi va javob tezligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Haddan tashqari yuqori tezlikda aylanish tizimi juda tez javob berishiga olib keladi va tebranish hosil qilishga moyil bo'ladi; juda uzun integral vaqt konstantasi tizim javobini sekinlashtiradi va ishlov berish samaradorligiga ta'sir qiladi.
(2) Pozitsiya pastadir parametrlari: Pozitsion pastadir daromadi va filtr parametrlarini sozlash tizimning pozitsiyasi aniqligi va barqarorligini oshirishi mumkin. Loopning juda yuqori pozitsiyasi tebranishga olib keladi va filtr qayta aloqa signalidagi yuqori chastotali shovqinni filtrlashi va tizimning barqarorligini yaxshilashi mumkin.
To'liq yopiq pastadirli servo tizim
To'liq yopiq pastadirli servo tizim dastgohning haqiqiy holatini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash orqali aniq pozitsiyani boshqarishni amalga oshiradi. To'liq yopiq pastadirli servo tizimni sozlashda tizimning barqarorligi va aniqligini ta'minlash uchun parametrlarni yanada ehtiyotkorlik bilan tanlash kerak.
To'liq yopiq pastadirli servo tizimning parametrlarini sozlash asosan quyidagi jihatlarni o'z ichiga oladi:
(1) Pozitsiya halqasining daromadi: yarim yopiq pastadir tizimiga o'xshab, juda yuqori pozitsiyali pastadir ortishi tebranishga olib keladi. Biroq, to'liq yopiq pastadir tizimi pozitsiya xatolarini aniqroq aniqlaganligi sababli, tizimning pozitsiyasi aniqligini yaxshilash uchun pozitsiya pastadirining daromadi nisbatan yuqori bo'lishi mumkin.
(2) Tezlik halqasining parametrlari: Tezlik aylanish tezligini oshirish va integral vaqt doimiyligi sozlamalari dastgoh asbobining dinamik xususiyatlari va ishlov berish talablariga muvofiq sozlanishi kerak. Umuman olganda, tizimning javob tezligini yaxshilash uchun tezlik pastadirining o'sishi yarim yopiq pastadir tizimidan biroz yuqoriroq bo'lishi mumkin.
(3) Filtr parametrlari: To'liq yopiq pastadir tizimi teskari aloqa signalidagi shovqinga ko'proq sezgir, shuning uchun shovqinni filtrlash uchun tegishli filtr parametrlarini o'rnatish kerak. Filtrning turi va parametrlarini tanlash maxsus dastur stsenariysiga muvofiq sozlanishi kerak.
Yarim yopiq pastadirli servo tizim
Ba'zi CNC servo tizimlari yarim yopiq pastadir qurilmalaridan foydalanadi. Yarim yopiq pastadirli servo tizimni sozlashda mahalliy yarim yopiq pastadir tizimining tebranishini ta'minlash kerak. To'liq yopiq konturli servo tizim parametrlarni sozlashni uning mahalliy yarim yopiq pastadir tizimi barqaror bo'lganligi sababli amalga oshirganligi sababli, ikkalasi ham sozlash usullarida o'xshashdir.
Yarim yopiq pastadirli servo tizim vositaning aylanish burchagi yoki tezligini aniqlash orqali bilvosita dastgohning joylashuvi haqidagi ma'lumotni qaytaradi. Parametrlarni sozlashda quyidagi jihatlarga e'tibor berish kerak:
(1) Tezlik halqasi parametrlari: Tezlik halqasining daromadi va integral vaqt doimiysi sozlamalari tizimning barqarorligi va javob tezligiga katta ta'sir ko'rsatadi. Haddan tashqari yuqori tezlikda aylanish tizimi juda tez javob berishiga olib keladi va tebranish hosil qilishga moyil bo'ladi; juda uzun integral vaqt konstantasi tizim javobini sekinlashtiradi va ishlov berish samaradorligiga ta'sir qiladi.
(2) Pozitsiya pastadir parametrlari: Pozitsion pastadir daromadi va filtr parametrlarini sozlash tizimning pozitsiyasi aniqligi va barqarorligini oshirishi mumkin. Loopning juda yuqori pozitsiyasi tebranishga olib keladi va filtr qayta aloqa signalidagi yuqori chastotali shovqinni filtrlashi va tizimning barqarorligini yaxshilashi mumkin.
To'liq yopiq pastadirli servo tizim
To'liq yopiq pastadirli servo tizim dastgohning haqiqiy holatini to'g'ridan-to'g'ri aniqlash orqali aniq pozitsiyani boshqarishni amalga oshiradi. To'liq yopiq pastadirli servo tizimni sozlashda tizimning barqarorligi va aniqligini ta'minlash uchun parametrlarni yanada ehtiyotkorlik bilan tanlash kerak.
To'liq yopiq pastadirli servo tizimning parametrlarini sozlash asosan quyidagi jihatlarni o'z ichiga oladi:
(1) Pozitsiya halqasining daromadi: yarim yopiq pastadir tizimiga o'xshab, juda yuqori pozitsiyali pastadir ortishi tebranishga olib keladi. Biroq, to'liq yopiq pastadir tizimi pozitsiya xatolarini aniqroq aniqlaganligi sababli, tizimning pozitsiyasi aniqligini yaxshilash uchun pozitsiya pastadirining daromadi nisbatan yuqori bo'lishi mumkin.
(2) Tezlik halqasining parametrlari: Tezlik aylanish tezligini oshirish va integral vaqt doimiyligi sozlamalari dastgoh asbobining dinamik xususiyatlari va ishlov berish talablariga muvofiq sozlanishi kerak. Umuman olganda, tizimning javob tezligini yaxshilash uchun tezlik pastadirining o'sishi yarim yopiq pastadir tizimidan biroz yuqoriroq bo'lishi mumkin.
(3) Filtr parametrlari: To'liq yopiq pastadir tizimi teskari aloqa signalidagi shovqinga ko'proq sezgir, shuning uchun shovqinni filtrlash uchun tegishli filtr parametrlarini o'rnatish kerak. Filtrning turi va parametrlarini tanlash maxsus dastur stsenariysiga muvofiq sozlanishi kerak.
III. Yuqori chastotali bostirish funktsiyasini qabul qilish
Yuqoridagi muhokama past chastotali tebranish uchun parametrlarni optimallashtirish usuli haqida. Ba'zan, CNC dastgohlarining CNC tizimi mexanik qismdagi ma'lum tebranish sabablari tufayli yuqori chastotali harmonikani o'z ichiga olgan qayta aloqa signallarini ishlab chiqaradi, bu esa chiqish momentini doimiy emas va shu bilan tebranish hosil qiladi. Ushbu yuqori chastotali tebranish holati uchun moment filtri bo'lgan tezlik pastadiriga birinchi darajali past o'tkazuvchan filtrlash aloqasi qo'shilishi mumkin.
Moment filtri qayta aloqa signalidagi yuqori chastotali harmonikalarni samarali ravishda filtrlashi mumkin, bu esa chiqish momentini yanada barqaror qiladi va shu bilan tebranishni kamaytiradi. Tork filtrining parametrlarini tanlashda quyidagi omillarni hisobga olish kerak:
(1) Chiqib ketish chastotasi: Chiqib ketish chastotasi filtrning yuqori chastotali signallarga zaiflashuv darajasini aniqlaydi. Juda past kesish chastotasi tizimning javob tezligiga ta'sir qiladi, juda yuqori kesish chastotasi esa yuqori chastotali harmoniklarni samarali filtrlay olmaydi.
(2) Filtr turi: Umumiy filtr turlariga Butterworth filtri, Chebyshev filtri va boshqalar kiradi. Turli xil filtrlar chastotali javob xususiyatlariga ega va maxsus dastur stsenariysiga ko'ra tanlanishi kerak.
(3) Filtr tartibi: filtrlash tartibi qanchalik baland bo'lsa, yuqori chastotali signallarga zaiflashuv ta'siri shunchalik yaxshi bo'ladi, lekin ayni paytda tizimning hisoblash yukini ham oshiradi. Filtr tartibini tanlashda tizimning ishlashi va hisoblash resurslarini har tomonlama hisobga olish kerak.
Yuqoridagi muhokama past chastotali tebranish uchun parametrlarni optimallashtirish usuli haqida. Ba'zan, CNC dastgohlarining CNC tizimi mexanik qismdagi ma'lum tebranish sabablari tufayli yuqori chastotali harmonikani o'z ichiga olgan qayta aloqa signallarini ishlab chiqaradi, bu esa chiqish momentini doimiy emas va shu bilan tebranish hosil qiladi. Ushbu yuqori chastotali tebranish holati uchun moment filtri bo'lgan tezlik pastadiriga birinchi darajali past o'tkazuvchan filtrlash aloqasi qo'shilishi mumkin.
Moment filtri qayta aloqa signalidagi yuqori chastotali harmonikalarni samarali ravishda filtrlashi mumkin, bu esa chiqish momentini yanada barqaror qiladi va shu bilan tebranishni kamaytiradi. Tork filtrining parametrlarini tanlashda quyidagi omillarni hisobga olish kerak:
(1) Chiqib ketish chastotasi: Chiqib ketish chastotasi filtrning yuqori chastotali signallarga zaiflashuv darajasini aniqlaydi. Juda past kesish chastotasi tizimning javob tezligiga ta'sir qiladi, juda yuqori kesish chastotasi esa yuqori chastotali harmoniklarni samarali filtrlay olmaydi.
(2) Filtr turi: Umumiy filtr turlariga Butterworth filtri, Chebyshev filtri va boshqalar kiradi. Turli xil filtrlar chastotali javob xususiyatlariga ega va maxsus dastur stsenariysiga ko'ra tanlanishi kerak.
(3) Filtr tartibi: filtrlash tartibi qanchalik baland bo'lsa, yuqori chastotali signallarga zaiflashuv ta'siri shunchalik yaxshi bo'ladi, lekin ayni paytda tizimning hisoblash yukini ham oshiradi. Filtr tartibini tanlashda tizimning ishlashi va hisoblash resurslarini har tomonlama hisobga olish kerak.
Bundan tashqari, CNC dastgohlarining tebranishini yanada bartaraf etish uchun quyidagi choralarni ham ko'rish mumkin:
Mexanik tuzilmani optimallashtirish
Mashina asbobining mexanik qismlarini, masalan, hidoyat relslari, vintlardek, podshipniklar va boshqalarni tekshiring, ularning o'rnatish aniqligi va o'rnatish bo'shlig'i talablarga javob berishiga ishonch hosil qiling. Qattiq eskirgan qismlar uchun ularni o'z vaqtida almashtiring yoki ta'mirlang. Shu bilan birga, mexanik tebranish hosil bo'lishini kamaytirish uchun dastgohning qarshi og'irligi va muvozanatini oqilona sozlang.
Boshqarish tizimining shovqinga qarshi qobiliyatini yaxshilang
CNC dastgoh asboblarini boshqarish tizimi elektromagnit parazit, quvvatning o'zgarishi va boshqalar kabi tashqi shovqinlardan osongina ta'sirlanadi. Boshqarish tizimining shovqinlarga qarshi qobiliyatini yaxshilash uchun quyidagi choralar ko'rilishi mumkin:
(1) Elektromagnit parazitlarning ta'sirini kamaytirish uchun ekranlangan kabellar va topraklama choralarini qabul qiling.
(2) Quvvat manbai kuchlanishini barqarorlashtirish uchun quvvat filtrlarini o'rnating.
(3) Tizimning shovqinlarga qarshi ishlashini yaxshilash uchun boshqaruv tizimining dasturiy algoritmini optimallashtirish.
Muntazam parvarishlash va parvarish qilish
CNC dastgohlariga texnik xizmat ko'rsatish va texnik xizmat ko'rsatishni muntazam ravishda amalga oshiring, dastgohning turli qismlarini tozalang, moylash tizimi va sovutish tizimining ish sharoitlarini tekshiring va eskirgan qismlarni va moylash moyini o'z vaqtida almashtiring. Bu dastgohning barqaror ishlashini ta'minlashi va tebranishning paydo bo'lishini kamaytirishi mumkin.
Mexanik tuzilmani optimallashtirish
Mashina asbobining mexanik qismlarini, masalan, hidoyat relslari, vintlardek, podshipniklar va boshqalarni tekshiring, ularning o'rnatish aniqligi va o'rnatish bo'shlig'i talablarga javob berishiga ishonch hosil qiling. Qattiq eskirgan qismlar uchun ularni o'z vaqtida almashtiring yoki ta'mirlang. Shu bilan birga, mexanik tebranish hosil bo'lishini kamaytirish uchun dastgohning qarshi og'irligi va muvozanatini oqilona sozlang.
Boshqarish tizimining shovqinga qarshi qobiliyatini yaxshilang
CNC dastgoh asboblarini boshqarish tizimi elektromagnit parazit, quvvatning o'zgarishi va boshqalar kabi tashqi shovqinlardan osongina ta'sirlanadi. Boshqarish tizimining shovqinlarga qarshi qobiliyatini yaxshilash uchun quyidagi choralar ko'rilishi mumkin:
(1) Elektromagnit parazitlarning ta'sirini kamaytirish uchun ekranlangan kabellar va topraklama choralarini qabul qiling.
(2) Quvvat manbai kuchlanishini barqarorlashtirish uchun quvvat filtrlarini o'rnating.
(3) Tizimning shovqinlarga qarshi ishlashini yaxshilash uchun boshqaruv tizimining dasturiy algoritmini optimallashtirish.
Muntazam parvarishlash va parvarish qilish
CNC dastgohlariga texnik xizmat ko'rsatish va texnik xizmat ko'rsatishni muntazam ravishda amalga oshiring, dastgohning turli qismlarini tozalang, moylash tizimi va sovutish tizimining ish sharoitlarini tekshiring va eskirgan qismlarni va moylash moyini o'z vaqtida almashtiring. Bu dastgohning barqaror ishlashini ta'minlashi va tebranishning paydo bo'lishini kamaytirishi mumkin.
Xulosa qilib aytganda, CNC dastgohlarining tebranishini bartaraf etish mexanik va elektr omillarni har tomonlama hisobga olishni talab qiladi. Servo tizimning parametrlarini oqilona sozlash, yuqori chastotali bostirish funktsiyasini qo'llash, mexanik tuzilmani optimallashtirish, boshqaruv tizimining shovqinga qarshi qobiliyatini yaxshilash va muntazam parvarishlash va texnik xizmat ko'rsatish orqali tebranish paydo bo'lishini samarali ravishda kamaytirish va ishlov berish aniqligi va dastgohning barqarorligini oshirish mumkin.