Methoden fir d'Eliminatioun vun der Oszillatioun vun CNC-Maschinnen
CNC-Maschinnen spille eng wichteg Roll an der moderner Industrieproduktioun. Wéi och ëmmer, d'Schwéngungsproblematik plaagt dacks Bedreiwer a Produzenten. D'Ursaachen fir d'Schwéngung vun CNC-Maschinnen si relativ komplex. Nieft ville Faktoren wéi net ewechhuelbar Iwwerdroungslücken, elastesch Deformatioun a Reibungswiderstand am mechaneschen Aspekt, ass den Afloss vu relevante Parameteren vum Servosystem och e wichtegen Aspekt. Elo wäert den Hiersteller vun CNC-Maschinnen am Detail d'Methoden virstellen, fir d'Schwéngung vun CNC-Maschinnen ze eliminéieren.
I. Reduzéierung vum Positiounsschleifgewënn
De proportional-integral-derivativen Controller ass e multifunktionelle Controller, deen eng entscheedend Roll a CNC-Maschinnen spillt. E kann net nëmmen effektiv eng proportional Verstärkung op Stroum- a Spannungssignaler ausféieren, mä och d'Verzögerung oder d'Verlängerung vum Ausgangssignal upassen. Schwéngungsfehler trieden heiansdo op wéinst der Verzögerung oder der Verlängerung vum Ausgangsstroum a vun der Spannung. Zu dësem Zäitpunkt kann de PID benotzt ginn, fir d'Phase vum Ausgangsstroum a vun der Spannung unzepassen.
De Positionéierungs-Schleifverstärkungsgrad ass e Schlësselparameter am Steiersystem vun CNC-Maschinnen. Wann de Positionéierungs-Schleifverstärkungsgrad ze héich ass, ass de System iwwerempfindlech op Positiounsfeeler a kann doduerch Schwéngungen verursaachen. D'Reduzéierung vum Positionéierungs-Schleifverstärkungsgrad kann d'Reaktiounsgeschwindegkeet vum System reduzéieren an doduerch d'Méiglechkeet vu Schwéngungen reduzéieren.
Beim Upassen vun der Positiounsschleifverstärkung muss se no dem spezifesche Maschinnmodell an den Ufuerderunge vun der Veraarbechtung raisonnabel agestallt ginn. Am Allgemengen kann d'Positiounsschleifverstärkung als éischt op e relativ niddrege Niveau reduzéiert ginn, an dann graduell erhéicht ginn, während de Betrib vun der Maschinn observéiert gëtt, bis en optimale Wäert fonnt gëtt, deen d'Ufuerderunge vun der Veraarbechtungsgenauegkeet erfëllt an Oszillatiounen vermeit.
De proportional-integral-derivativen Controller ass e multifunktionelle Controller, deen eng entscheedend Roll a CNC-Maschinnen spillt. E kann net nëmmen effektiv eng proportional Verstärkung op Stroum- a Spannungssignaler ausféieren, mä och d'Verzögerung oder d'Verlängerung vum Ausgangssignal upassen. Schwéngungsfehler trieden heiansdo op wéinst der Verzögerung oder der Verlängerung vum Ausgangsstroum a vun der Spannung. Zu dësem Zäitpunkt kann de PID benotzt ginn, fir d'Phase vum Ausgangsstroum a vun der Spannung unzepassen.
De Positionéierungs-Schleifverstärkungsgrad ass e Schlësselparameter am Steiersystem vun CNC-Maschinnen. Wann de Positionéierungs-Schleifverstärkungsgrad ze héich ass, ass de System iwwerempfindlech op Positiounsfeeler a kann doduerch Schwéngungen verursaachen. D'Reduzéierung vum Positionéierungs-Schleifverstärkungsgrad kann d'Reaktiounsgeschwindegkeet vum System reduzéieren an doduerch d'Méiglechkeet vu Schwéngungen reduzéieren.
Beim Upassen vun der Positiounsschleifverstärkung muss se no dem spezifesche Maschinnmodell an den Ufuerderunge vun der Veraarbechtung raisonnabel agestallt ginn. Am Allgemengen kann d'Positiounsschleifverstärkung als éischt op e relativ niddrege Niveau reduzéiert ginn, an dann graduell erhéicht ginn, während de Betrib vun der Maschinn observéiert gëtt, bis en optimale Wäert fonnt gëtt, deen d'Ufuerderunge vun der Veraarbechtungsgenauegkeet erfëllt an Oszillatiounen vermeit.
II. Parametereinstellung vum Servosystem mat zouener Schleif
Semi-zougemaachte Servosystem
Verschidde CNC-Servosystemer benotzen Semi-Closed-Loop-Geräter. Beim Ajustéiere vum Semi-Closed-Loop-Servosystem ass et néideg sécherzestellen, datt dat lokalt Semi-Closed-Loop-System net oszilléiert. Well dat vollstänneg zougemaacht Servosystem d'Parameterjustéierung ënner der Viraussetzung ausféiert, datt säi lokalt Semi-Closed-Loop-System stabil ass, sinn déi zwee an den Ajustéierungsmethoden ähnlech.
De Servosystem mat hallef zouener Schleif gëtt d'Positiounsinformatioun vun der Maschinn indirekt zréck, andeems en de Rotatiounswénkel oder d'Geschwindegkeet vum Motor erkennt. Beim Upassen vun de Parameteren mussen déi folgend Aspekter berücksichtegt ginn:
(1) Parameter vun der Geschwindegkeetsschleif: D'Astellungen vun der Geschwindegkeetsschleifverstärkung an der Integralzäitkonstant hunn e groussen Afloss op d'Stabilitéit an d'Reaktiounsgeschwindegkeet vum System. Eng ze héich Geschwindegkeetsschleifverstärkung féiert zu enger ze schneller Systemreaktioun an ass ufälleg fir Schwéngungen; während eng ze laang Integralzäitkonstant d'Systemreaktioun verlangsamt an d'Veraarbechtungseffizienz beaflosst.
(2) Positiounsschleifparameter: D'Upassung vum Positiounsschleifverstärkungs- a Filterparameter kann d'Positiounsgenauegkeet an d'Stabilitéit vum System verbesseren. Eng ze héich Positiounsschleifverstärkung verursaacht Schwéngungen, an de Filter kann Héichfrequenzgeräischer am Feedbacksignal erausfilteren an d'Stabilitéit vum System verbesseren.
Voll zougemaachte Servosystem
De voll zougemaachte Servosystem realiséiert eng präzis Positiounskontroll andeems en déi tatsächlech Positioun vun der Maschinn direkt erkennt. Beim Astellen vum voll zougemaachte Servosystem mussen d'Parameter méi virsiichteg ausgewielt ginn, fir d'Stabilitéit a Genauegkeet vum System ze garantéieren.
D'Parameteranpassung vum voll zougemaachte Servosystem ëmfaasst haaptsächlech déi folgend Aspekter:
(1) Positiounsgewënn: Ähnlech wéi beim semi-zougemaachte System féiert eng ze héich Positiounsgewënn zu Schwéngungen. Well awer de voll zougemaachte System Positiounsfeeler méi genee erkennt, kann d'Positiounsgewënn relativ héich agestallt ginn, fir d'Positiounsgenauegkeet vum System ze verbesseren.
(2) Parameter vun der Geschwindegkeetsschleif: D'Astellungen vun der Geschwindegkeetsschleifverstärkung an der Integralzäitkonstant mussen no den dynamesche Charakteristiken an den Ufuerderunge vun der Veraarbechtung vun der Maschinn ugepasst ginn. Am Allgemengen kann d'Geschwindegkeetsschleifverstärkung e bësse méi héich agestallt ginn wéi déi vum semi-zougemaachte System, fir d'Reaktiounsgeschwindegkeet vum System ze verbesseren.
(3) Filterparameter: De voll zougemaachte System ass méi empfindlech op Rauschen am Feedbacksignal, dofir mussen entspriechend Filterparameter agestallt ginn, fir Rauschen erauszefilteren. Den Typ an d'Parameterauswiel vum Filter solle jee no dem spezifeschen Uwendungsszenario ugepasst ginn.
Semi-zougemaachte Servosystem
Verschidde CNC-Servosystemer benotzen Semi-Closed-Loop-Geräter. Beim Ajustéiere vum Semi-Closed-Loop-Servosystem ass et néideg sécherzestellen, datt dat lokalt Semi-Closed-Loop-System net oszilléiert. Well dat vollstänneg zougemaacht Servosystem d'Parameterjustéierung ënner der Viraussetzung ausféiert, datt säi lokalt Semi-Closed-Loop-System stabil ass, sinn déi zwee an den Ajustéierungsmethoden ähnlech.
De Servosystem mat hallef zouener Schleif gëtt d'Positiounsinformatioun vun der Maschinn indirekt zréck, andeems en de Rotatiounswénkel oder d'Geschwindegkeet vum Motor erkennt. Beim Upassen vun de Parameteren mussen déi folgend Aspekter berücksichtegt ginn:
(1) Parameter vun der Geschwindegkeetsschleif: D'Astellungen vun der Geschwindegkeetsschleifverstärkung an der Integralzäitkonstant hunn e groussen Afloss op d'Stabilitéit an d'Reaktiounsgeschwindegkeet vum System. Eng ze héich Geschwindegkeetsschleifverstärkung féiert zu enger ze schneller Systemreaktioun an ass ufälleg fir Schwéngungen; während eng ze laang Integralzäitkonstant d'Systemreaktioun verlangsamt an d'Veraarbechtungseffizienz beaflosst.
(2) Positiounsschleifparameter: D'Upassung vum Positiounsschleifverstärkungs- a Filterparameter kann d'Positiounsgenauegkeet an d'Stabilitéit vum System verbesseren. Eng ze héich Positiounsschleifverstärkung verursaacht Schwéngungen, an de Filter kann Héichfrequenzgeräischer am Feedbacksignal erausfilteren an d'Stabilitéit vum System verbesseren.
Voll zougemaachte Servosystem
De voll zougemaachte Servosystem realiséiert eng präzis Positiounskontroll andeems en déi tatsächlech Positioun vun der Maschinn direkt erkennt. Beim Astellen vum voll zougemaachte Servosystem mussen d'Parameter méi virsiichteg ausgewielt ginn, fir d'Stabilitéit a Genauegkeet vum System ze garantéieren.
D'Parameteranpassung vum voll zougemaachte Servosystem ëmfaasst haaptsächlech déi folgend Aspekter:
(1) Positiounsgewënn: Ähnlech wéi beim semi-zougemaachte System féiert eng ze héich Positiounsgewënn zu Schwéngungen. Well awer de voll zougemaachte System Positiounsfeeler méi genee erkennt, kann d'Positiounsgewënn relativ héich agestallt ginn, fir d'Positiounsgenauegkeet vum System ze verbesseren.
(2) Parameter vun der Geschwindegkeetsschleif: D'Astellungen vun der Geschwindegkeetsschleifverstärkung an der Integralzäitkonstant mussen no den dynamesche Charakteristiken an den Ufuerderunge vun der Veraarbechtung vun der Maschinn ugepasst ginn. Am Allgemengen kann d'Geschwindegkeetsschleifverstärkung e bësse méi héich agestallt ginn wéi déi vum semi-zougemaachte System, fir d'Reaktiounsgeschwindegkeet vum System ze verbesseren.
(3) Filterparameter: De voll zougemaachte System ass méi empfindlech op Rauschen am Feedbacksignal, dofir mussen entspriechend Filterparameter agestallt ginn, fir Rauschen erauszefilteren. Den Typ an d'Parameterauswiel vum Filter solle jee no dem spezifeschen Uwendungsszenario ugepasst ginn.
III. D'Adoptioun vun der Héichfrequenz-Ënnerdréckungsfunktioun
Déi uewe genannte Diskussioun beschäftegt sech mat der Parameteroptimiséierungsmethod fir Nidderfrequenz-Schwéngungen. Heiansdo generéiert den CNC-System vu CNC-Maschinnen aus bestëmmte Schwéngungsgrënn am mechaneschen Deel Feedbacksignaler mat Héichfrequenz-Harmonien, wouduerch den Ausgangsdrehmoment net konstant ass a sou Vibratiounen entstinn. Fir dës Héichfrequenz-Schwéngungssituatioun kann en Déifpassfilter vun der éischter Uerdnung un d'Geschwindegkeetsschleef bäigefüügt ginn, nämlech den Drehmomentfilter.
Den Drehmomentfilter kann effektiv héichfrequent Harmonien am Feedbacksignal erausfilteren, wouduerch den Ausgangsdrehmoment méi stabil gëtt an doduerch d'Vibratioun reduzéiert gëtt. Bei der Auswiel vun de Parameteren vum Drehmomentfilter mussen déi folgend Faktoren berécksiichtegt ginn:
(1) Ofgrenzungsfrequenz: D'Ofgrenzungsfrequenz bestëmmt den Dämpfungsgrad vum Filter op Héichfrequenzsignaler. Eng ze niddreg Ofgrenzungsfrequenz beaflosst d'Äntwertgeschwindegkeet vum System, während eng ze héich Ofgrenzungsfrequenz net fäeg ass, Héichfrequenzharmonien effektiv erauszefilteren.
(2) Filtertyp: Zu de gängleche Filtertypen gehéieren de Butterworth-Filter, de Chebyshev-Filter, etc. Verschidde Filtertypen hunn ënnerschiddlech Frequenzgangscharakteristiken a mussen jee no dem spezifeschen Uwendungsszenario ausgewielt ginn.
(3) Filterreihenfolg: Wat méi héich d'Filterreihenfolg ass, wat besser den Dämpfungseffekt op Héichfrequenzsignaler ass, awer gläichzäiteg erhéicht dat och d'Rechenlaascht vum System. Bei der Auswiel vun der Filterreihenfolg mussen d'Leeschtung an d'Rechenressourcen vum System ëmfaassend berécksiichtegt ginn.
Déi uewe genannte Diskussioun beschäftegt sech mat der Parameteroptimiséierungsmethod fir Nidderfrequenz-Schwéngungen. Heiansdo generéiert den CNC-System vu CNC-Maschinnen aus bestëmmte Schwéngungsgrënn am mechaneschen Deel Feedbacksignaler mat Héichfrequenz-Harmonien, wouduerch den Ausgangsdrehmoment net konstant ass a sou Vibratiounen entstinn. Fir dës Héichfrequenz-Schwéngungssituatioun kann en Déifpassfilter vun der éischter Uerdnung un d'Geschwindegkeetsschleef bäigefüügt ginn, nämlech den Drehmomentfilter.
Den Drehmomentfilter kann effektiv héichfrequent Harmonien am Feedbacksignal erausfilteren, wouduerch den Ausgangsdrehmoment méi stabil gëtt an doduerch d'Vibratioun reduzéiert gëtt. Bei der Auswiel vun de Parameteren vum Drehmomentfilter mussen déi folgend Faktoren berécksiichtegt ginn:
(1) Ofgrenzungsfrequenz: D'Ofgrenzungsfrequenz bestëmmt den Dämpfungsgrad vum Filter op Héichfrequenzsignaler. Eng ze niddreg Ofgrenzungsfrequenz beaflosst d'Äntwertgeschwindegkeet vum System, während eng ze héich Ofgrenzungsfrequenz net fäeg ass, Héichfrequenzharmonien effektiv erauszefilteren.
(2) Filtertyp: Zu de gängleche Filtertypen gehéieren de Butterworth-Filter, de Chebyshev-Filter, etc. Verschidde Filtertypen hunn ënnerschiddlech Frequenzgangscharakteristiken a mussen jee no dem spezifeschen Uwendungsszenario ausgewielt ginn.
(3) Filterreihenfolg: Wat méi héich d'Filterreihenfolg ass, wat besser den Dämpfungseffekt op Héichfrequenzsignaler ass, awer gläichzäiteg erhéicht dat och d'Rechenlaascht vum System. Bei der Auswiel vun der Filterreihenfolg mussen d'Leeschtung an d'Rechenressourcen vum System ëmfaassend berécksiichtegt ginn.
Zousätzlech, fir d'Schwéngunge vun CNC-Maschinnen ze eliminéieren, kënnen déi folgend Moossname getraff ginn:
Optimiséiert d'mechanesch Struktur
Iwwerpréift déi mechanesch Deeler vun der Maschinn, wéi Führungsschinnen, Führschrauben, Lager, etc., fir sécherzestellen, datt hir Installatiounsgenauegkeet an hire Spillraum den Ufuerderunge entspriechen. Fir staark ofgenotzt Deeler, ersetzen oder reparéieren se rechtzäiteg. Gläichzäiteg sollt d'Géigegewiicht an d'Gläichgewiicht vun der Maschinn raisonnabel ugepasst ginn, fir d'Generatioun vu mechanesche Schwéngungen ze reduzéieren.
Verbessert d'Anti-Interferenzfäegkeet vum Kontrollsystem
De Kontrollsystem vun CNC-Maschinnen ass liicht vun externen Interferenzen beaflosst, wéi z. B. elektromagnetesch Interferenzen, Stroumschwankungen, etc. Fir d'Anti-Interferenzfäegkeet vum Kontrollsystem ze verbesseren, kënnen déi folgend Moossname getraff ginn:
(1) Maacht geschirmte Kabelen a maacht Äerdungsmoossnamen, fir den Afloss vun elektromagneteschen Interferenzen ze reduzéieren.
(2) Installéiert Stroumfilter fir d'Stroumversuergungsspannung ze stabiliséieren.
(3) Optiméiert den Softwarealgorithmus vum Kontrollsystem fir d'Anti-Interferenzleistung vum System ze verbesseren.
Reegelméisseg Ënnerhalt a Wartung
Maacht reegelméisseg Ënnerhalt a Wartung vun CNC-Maschinnen, botzt verschidden Deeler vun der Maschinn, kontrolléiert den Zoustand vum Schmiersystem a vum Killsystem, a ersetzt ofgenotzt Deeler a Schmierueleg rechtzäiteg. Dëst kann déi stabil Leeschtung vun der Maschinn garantéieren an d'Optriede vu Schwéngungen reduzéieren.
Optimiséiert d'mechanesch Struktur
Iwwerpréift déi mechanesch Deeler vun der Maschinn, wéi Führungsschinnen, Führschrauben, Lager, etc., fir sécherzestellen, datt hir Installatiounsgenauegkeet an hire Spillraum den Ufuerderunge entspriechen. Fir staark ofgenotzt Deeler, ersetzen oder reparéieren se rechtzäiteg. Gläichzäiteg sollt d'Géigegewiicht an d'Gläichgewiicht vun der Maschinn raisonnabel ugepasst ginn, fir d'Generatioun vu mechanesche Schwéngungen ze reduzéieren.
Verbessert d'Anti-Interferenzfäegkeet vum Kontrollsystem
De Kontrollsystem vun CNC-Maschinnen ass liicht vun externen Interferenzen beaflosst, wéi z. B. elektromagnetesch Interferenzen, Stroumschwankungen, etc. Fir d'Anti-Interferenzfäegkeet vum Kontrollsystem ze verbesseren, kënnen déi folgend Moossname getraff ginn:
(1) Maacht geschirmte Kabelen a maacht Äerdungsmoossnamen, fir den Afloss vun elektromagneteschen Interferenzen ze reduzéieren.
(2) Installéiert Stroumfilter fir d'Stroumversuergungsspannung ze stabiliséieren.
(3) Optiméiert den Softwarealgorithmus vum Kontrollsystem fir d'Anti-Interferenzleistung vum System ze verbesseren.
Reegelméisseg Ënnerhalt a Wartung
Maacht reegelméisseg Ënnerhalt a Wartung vun CNC-Maschinnen, botzt verschidden Deeler vun der Maschinn, kontrolléiert den Zoustand vum Schmiersystem a vum Killsystem, a ersetzt ofgenotzt Deeler a Schmierueleg rechtzäiteg. Dëst kann déi stabil Leeschtung vun der Maschinn garantéieren an d'Optriede vu Schwéngungen reduzéieren.
Schlussendlech erfuerdert d'Eliminatioun vun den Oszillatiounen vun CNC-Maschinnen eng ëmfaassend Berücksichtegung vu mechaneschen an elektresche Faktoren. Duerch eng vernünfteg Upassung vun de Parameteren vum Servosystem, d'Aféierung vun enger Héichfrequenz-Ënnerdréckungsfunktioun, d'Optimiséierung vun der mechanescher Struktur, d'Verbesserung vun der Anti-Interferenz-Fäegkeet vum Kontrollsystem a reegelméisseg Ënnerhalt an Ënnerhalt, kann d'Optriede vu Schwéngungen effektiv reduzéiert ginn an d'Bearbechtungsgenauegkeet an d'Stabilitéit vun der Maschinn verbessert ginn.