Aðferðir til að útrýma sveiflum í CNC vélum
CNC vélar gegna mikilvægu hlutverki í nútíma iðnaðarframleiðslu. Hins vegar hrjá sveiflur oft rekstraraðila og framleiðendur. Orsakir sveiflna í CNC vélar eru tiltölulega flóknar. Auk margra þátta eins og ófjarlægjanlegra gírbila, teygjanlegrar aflögunar og núningsmótstöðu í vélrænum þætti, eru áhrif viðeigandi breytna í servókerfinu einnig mikilvægur þáttur. Nú mun framleiðandi CNC vélar kynna í smáatriðum aðferðir til að útrýma sveiflum í CNC vélar.
I. Að draga úr stöðulykkjuhagnaði
Hlutfalls-heildunar-afleiðustýringin er fjölnota stýring sem gegnir lykilhlutverki í CNC vélum. Hún getur ekki aðeins á áhrifaríkan hátt framkvæmt hlutfallslegan ávinning á straum- og spennumerki heldur einnig aðlagað vandamál með töf eða forystu útgangsmerkisins. Sveiflugalla koma stundum upp vegna töf eða forystu útgangsstraums og spennu. Á þessum tímapunkti er hægt að nota PID til að stilla fasa útgangsstraums og spennu.
Stöðulykkjuhagnaðurinn er lykilþáttur í stjórnkerfi CNC-véla. Þegar staðsetningarlykkjuhagnaðurinn er of mikill er kerfið of viðkvæmt fyrir staðsetningarvillum og er viðkvæmt fyrir sveiflum. Að draga úr staðsetningarlykkjuhagnaðinum getur dregið úr svörunarhraða kerfisins og þar með dregið úr líkum á sveiflum.
Þegar stillingarlykkjan er stillt þarf að stilla hana á sanngjarnan hátt í samræmi við tiltekna vélbúnaðargerð og vinnslukröfur. Almennt séð er hægt að lækka stillingarlykkjan fyrst niður í tiltölulega lágt stig og síðan auka hana smám saman á meðan fylgst er með notkun vélbúnaðarins þar til kjörgildi er fundið sem uppfyllir kröfur um nákvæmni vinnslunnar og kemur í veg fyrir sveiflur.
Hlutfalls-heildunar-afleiðustýringin er fjölnota stýring sem gegnir lykilhlutverki í CNC vélum. Hún getur ekki aðeins á áhrifaríkan hátt framkvæmt hlutfallslegan ávinning á straum- og spennumerki heldur einnig aðlagað vandamál með töf eða forystu útgangsmerkisins. Sveiflugalla koma stundum upp vegna töf eða forystu útgangsstraums og spennu. Á þessum tímapunkti er hægt að nota PID til að stilla fasa útgangsstraums og spennu.
Stöðulykkjuhagnaðurinn er lykilþáttur í stjórnkerfi CNC-véla. Þegar staðsetningarlykkjuhagnaðurinn er of mikill er kerfið of viðkvæmt fyrir staðsetningarvillum og er viðkvæmt fyrir sveiflum. Að draga úr staðsetningarlykkjuhagnaðinum getur dregið úr svörunarhraða kerfisins og þar með dregið úr líkum á sveiflum.
Þegar stillingarlykkjan er stillt þarf að stilla hana á sanngjarnan hátt í samræmi við tiltekna vélbúnaðargerð og vinnslukröfur. Almennt séð er hægt að lækka stillingarlykkjan fyrst niður í tiltölulega lágt stig og síðan auka hana smám saman á meðan fylgst er með notkun vélbúnaðarins þar til kjörgildi er fundið sem uppfyllir kröfur um nákvæmni vinnslunnar og kemur í veg fyrir sveiflur.
II. Stilling á breytum lokaðrar servókerfis
Hálflokað lykkju servókerfi
Sum CNC servókerfi nota hálflokaða lykkju tæki. Þegar hálflokaða servókerfið er stillt er nauðsynlegt að tryggja að staðbundna hálflokaða kerfið sveiflist ekki. Þar sem fulllokað servókerfi framkvæmir breytustillingar á þeirri forsendu að staðbundna hálflokaða kerfið sé stöðugt, eru stillingaraðferðirnar tvær svipaðar.
Hálflokaða servókerfið sendir óbeint upplýsingar um staðsetningu vélarinnar með því að greina snúningshorn eða hraða mótorsins. Þegar breytur eru stilltar þarf að huga að eftirfarandi þáttum:
(1) Hraðalykkjabreytur: Stillingar á hraðalykkjahagnaði og samþættum tímastuðli hafa mikil áhrif á stöðugleika og svörunarhraða kerfisins. Of mikill hraðalykkjahagnaður leiðir til of hraðrar svörunar kerfisins og er viðkvæmur fyrir sveiflum; en of langur samþættur tímastuðull hægir á svörun kerfisins og hefur áhrif á skilvirkni vinnslunnar.
(2) Staðsetningarlykkjubreytur: Aðlögun á staðsetningarlykkjustyrkingu og síubreytum getur bætt staðsetningarnákvæmni og stöðugleika kerfisins. Of mikil staðsetningarlykkjastyrking veldur sveiflum og sían getur síað út hátíðnihávaða í afturvirkum merkjum og bætt stöðugleika kerfisins.
Fullkomlega lokað lykkju servókerfi
Full-closed-loop servo kerfið gerir nákvæma staðsetningarstýringu með því að greina beint raunverulega stöðu vélarinnar. Þegar full-closed-loop servo kerfið er stillt þarf að velja breytur vandlega til að tryggja stöðugleika og nákvæmni kerfisins.
Breytustilling á fulllokuðu lykkju servokerfi felur aðallega í sér eftirfarandi þætti:
(1) Staðsetningarlykkja: Líkt og í hálflokuðu kerfi mun of mikil staðsetningarlykkja leiða til sveiflna. Hins vegar, þar sem fullkomlega lokað kerfi greinir staðsetningarvillur nákvæmar, er hægt að stilla staðsetningarlykkjana tiltölulega hátt til að bæta staðsetningarnákvæmni kerfisins.
(2) Hraðalykkjabreytur: Stillingar á hraðalykkjahagnaði og heildartímastuðli þurfa að vera aðlagaðar í samræmi við hreyfieiginleika og vinnslukröfur vélarinnar. Almennt séð er hægt að stilla hraðalykkjahagnaðinn örlítið hærri en í hálflokuðu kerfi til að bæta svörunarhraða kerfisins.
(3) Síubreytur: Lokað kerfi er viðkvæmara fyrir hávaða í afturvirkum merkjum, þannig að viðeigandi síubreytur þarf að stilla til að sía út hávaða. Tegund og val á breytum síunnar ætti að aðlaga í samræmi við tiltekið notkunarsvið.
Hálflokað lykkju servókerfi
Sum CNC servókerfi nota hálflokaða lykkju tæki. Þegar hálflokaða servókerfið er stillt er nauðsynlegt að tryggja að staðbundna hálflokaða kerfið sveiflist ekki. Þar sem fulllokað servókerfi framkvæmir breytustillingar á þeirri forsendu að staðbundna hálflokaða kerfið sé stöðugt, eru stillingaraðferðirnar tvær svipaðar.
Hálflokaða servókerfið sendir óbeint upplýsingar um staðsetningu vélarinnar með því að greina snúningshorn eða hraða mótorsins. Þegar breytur eru stilltar þarf að huga að eftirfarandi þáttum:
(1) Hraðalykkjabreytur: Stillingar á hraðalykkjahagnaði og samþættum tímastuðli hafa mikil áhrif á stöðugleika og svörunarhraða kerfisins. Of mikill hraðalykkjahagnaður leiðir til of hraðrar svörunar kerfisins og er viðkvæmur fyrir sveiflum; en of langur samþættur tímastuðull hægir á svörun kerfisins og hefur áhrif á skilvirkni vinnslunnar.
(2) Staðsetningarlykkjubreytur: Aðlögun á staðsetningarlykkjustyrkingu og síubreytum getur bætt staðsetningarnákvæmni og stöðugleika kerfisins. Of mikil staðsetningarlykkjastyrking veldur sveiflum og sían getur síað út hátíðnihávaða í afturvirkum merkjum og bætt stöðugleika kerfisins.
Fullkomlega lokað lykkju servókerfi
Full-closed-loop servo kerfið gerir nákvæma staðsetningarstýringu með því að greina beint raunverulega stöðu vélarinnar. Þegar full-closed-loop servo kerfið er stillt þarf að velja breytur vandlega til að tryggja stöðugleika og nákvæmni kerfisins.
Breytustilling á fulllokuðu lykkju servokerfi felur aðallega í sér eftirfarandi þætti:
(1) Staðsetningarlykkja: Líkt og í hálflokuðu kerfi mun of mikil staðsetningarlykkja leiða til sveiflna. Hins vegar, þar sem fullkomlega lokað kerfi greinir staðsetningarvillur nákvæmar, er hægt að stilla staðsetningarlykkjana tiltölulega hátt til að bæta staðsetningarnákvæmni kerfisins.
(2) Hraðalykkjabreytur: Stillingar á hraðalykkjahagnaði og heildartímastuðli þurfa að vera aðlagaðar í samræmi við hreyfieiginleika og vinnslukröfur vélarinnar. Almennt séð er hægt að stilla hraðalykkjahagnaðinn örlítið hærri en í hálflokuðu kerfi til að bæta svörunarhraða kerfisins.
(3) Síubreytur: Lokað kerfi er viðkvæmara fyrir hávaða í afturvirkum merkjum, þannig að viðeigandi síubreytur þarf að stilla til að sía út hávaða. Tegund og val á breytum síunnar ætti að aðlaga í samræmi við tiltekið notkunarsvið.
III. Að taka upp hátíðni-deyfingarvirkni
Ofangreind umræða fjallar um aðferð til að hámarka breytur fyrir lágtíðnisveiflur. Stundum myndar CNC kerfi CNC vélaverkfæra afturvirk merki sem innihalda hátíðni sveiflur vegna ákveðinna sveiflna í vélrænum hluta, sem veldur því að úttakstogið er ekki stöðugt og myndar þannig titring. Fyrir þessar hátíðnisveiflur er hægt að bæta fyrsta stigs lágtíðnisíunartengingu við hraðalykkjuna, sem er togsía.
Togsían getur á áhrifaríkan hátt síað út hátíðni sveiflur í afturvirkum merkjum, sem gerir úttakstogið stöðugra og dregur þannig úr titringi. Þegar færibreytur togsíunnar eru valdar þarf að hafa eftirfarandi þætti í huga:
(1) Skertíðni: Skertíðnin ákvarðar deyfingarstig síunnar fyrir hátíðnimerki. Of lág skertíðni hefur áhrif á svörunarhraða kerfisins, en of há skertíðni getur ekki síað út hátíðniharmoníur á áhrifaríkan hátt.
(2) Tegund síu: Algengar síutegundir eru meðal annars Butterworth-sía, Chebyshev-sía o.s.frv. Mismunandi gerðir sía hafa mismunandi tíðnisvörunareiginleika og þarf að velja þær í samræmi við tiltekna notkunaraðstæður.
(3) Síuröð: Því hærri sem síuröðin er, því betri eru áhrifin á hátíðnimerki, en á sama tíma eykur það einnig reikniálag kerfisins. Þegar síuröðin er valin þarf að taka heildstæða tillit til afkasta og reikniauðlinda kerfisins.
Ofangreind umræða fjallar um aðferð til að hámarka breytur fyrir lágtíðnisveiflur. Stundum myndar CNC kerfi CNC vélaverkfæra afturvirk merki sem innihalda hátíðni sveiflur vegna ákveðinna sveiflna í vélrænum hluta, sem veldur því að úttakstogið er ekki stöðugt og myndar þannig titring. Fyrir þessar hátíðnisveiflur er hægt að bæta fyrsta stigs lágtíðnisíunartengingu við hraðalykkjuna, sem er togsía.
Togsían getur á áhrifaríkan hátt síað út hátíðni sveiflur í afturvirkum merkjum, sem gerir úttakstogið stöðugra og dregur þannig úr titringi. Þegar færibreytur togsíunnar eru valdar þarf að hafa eftirfarandi þætti í huga:
(1) Skertíðni: Skertíðnin ákvarðar deyfingarstig síunnar fyrir hátíðnimerki. Of lág skertíðni hefur áhrif á svörunarhraða kerfisins, en of há skertíðni getur ekki síað út hátíðniharmoníur á áhrifaríkan hátt.
(2) Tegund síu: Algengar síutegundir eru meðal annars Butterworth-sía, Chebyshev-sía o.s.frv. Mismunandi gerðir sía hafa mismunandi tíðnisvörunareiginleika og þarf að velja þær í samræmi við tiltekna notkunaraðstæður.
(3) Síuröð: Því hærri sem síuröðin er, því betri eru áhrifin á hátíðnimerki, en á sama tíma eykur það einnig reikniálag kerfisins. Þegar síuröðin er valin þarf að taka heildstæða tillit til afkasta og reikniauðlinda kerfisins.
Að auki, til að útrýma frekar sveiflum í CNC vélum, er einnig hægt að grípa til eftirfarandi ráðstafana:
Hámarka vélræna uppbyggingu
Athugið vélræna hluta vélarinnar, svo sem leiðarteina, skrúfur, legur o.s.frv., til að tryggja að nákvæmni uppsetningar og bil í passformi uppfylli kröfur. Skiptið um eða gerið við mjög slitna hluti tímanlega. Á sama tíma skal stilla mótvægi og jafnvægi vélarinnar á sanngjarnan hátt til að draga úr vélrænum titringi.
Bæta truflunargetu stjórnkerfisins
Stýrikerfi CNC-vélaverkfæra verður auðveldlega fyrir áhrifum af utanaðkomandi truflunum, svo sem rafsegultruflunum, sveiflum í afli o.s.frv. Til að bæta truflunargetu stjórnkerfisins er hægt að grípa til eftirfarandi ráðstafana:
(1) Notið varða kapla og jarðtengingar til að draga úr áhrifum rafsegultruflana.
(2) Setjið upp aflgjafasíur til að stöðuga spennuna.
(3) Hámarka hugbúnaðaralgrím stjórnkerfisins til að bæta truflunarafköst kerfisins.
Reglulegt viðhald og viðhald
Framkvæmið reglulega viðhald og viðhald á CNC vélum, þrífið ýmsa hluta vélarinnar, athugið vinnuskilyrði smurkerfisins og kælikerfisins og skiptið um slitna hluti og smurolíu tímanlega. Þetta getur tryggt stöðuga afköst vélarinnar og dregið úr sveiflum.
Hámarka vélræna uppbyggingu
Athugið vélræna hluta vélarinnar, svo sem leiðarteina, skrúfur, legur o.s.frv., til að tryggja að nákvæmni uppsetningar og bil í passformi uppfylli kröfur. Skiptið um eða gerið við mjög slitna hluti tímanlega. Á sama tíma skal stilla mótvægi og jafnvægi vélarinnar á sanngjarnan hátt til að draga úr vélrænum titringi.
Bæta truflunargetu stjórnkerfisins
Stýrikerfi CNC-vélaverkfæra verður auðveldlega fyrir áhrifum af utanaðkomandi truflunum, svo sem rafsegultruflunum, sveiflum í afli o.s.frv. Til að bæta truflunargetu stjórnkerfisins er hægt að grípa til eftirfarandi ráðstafana:
(1) Notið varða kapla og jarðtengingar til að draga úr áhrifum rafsegultruflana.
(2) Setjið upp aflgjafasíur til að stöðuga spennuna.
(3) Hámarka hugbúnaðaralgrím stjórnkerfisins til að bæta truflunarafköst kerfisins.
Reglulegt viðhald og viðhald
Framkvæmið reglulega viðhald og viðhald á CNC vélum, þrífið ýmsa hluta vélarinnar, athugið vinnuskilyrði smurkerfisins og kælikerfisins og skiptið um slitna hluti og smurolíu tímanlega. Þetta getur tryggt stöðuga afköst vélarinnar og dregið úr sveiflum.
Að lokum má segja að til að útrýma sveiflum í CNC-vélum þarf að huga að vélrænum og rafmagnsþáttum ítarlega. Með því að stilla breytur servókerfisins á sanngjarnan hátt, nota hátíðni-deyfingarvirkni, hámarka vélræna uppbyggingu, bæta truflunargetu stjórnkerfisins og framkvæma reglulegt viðhald er hægt að draga úr sveiflum á áhrifaríkan hátt og bæta nákvæmni og stöðugleika vélarinnar.