伺服系統(tǒng)功能

 

　　伺服系統(tǒng)可采集伺服系統(tǒng)多方面信息：速度環(huán)、位置環(huán)、圓度調(diào)試、剛性攻絲、陷波器、龍門同步、主軸升降速、變頻器剛性攻絲、換刀時(shí)間、自定義圖形采樣、全閉環(huán)診斷、診斷記錄以及調(diào)機(jī)報(bào)表等功能的數(shù)據(jù)信息。

 

　　伺服控制系統(tǒng)的“三環(huán)”控制從內(nèi)到外依次是電流控制、速度控制和位置控制（見圖5）。

 

　　因而伺服系統(tǒng)最先采集的是電流環(huán)、速度換及位置環(huán)的數(shù)據(jù)信息。工程人員依據(jù)數(shù)據(jù)信息，調(diào)試數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，即：合理的提高伺服增益，保證伺服系統(tǒng)不出現(xiàn)振蕩，使伺服系統(tǒng)與數(shù)控裝置在高響應(yīng)、高剛性下相互和諧工作；其次伺服系統(tǒng)采集伺服控制運(yùn)行軸的加減速時(shí)間常數(shù)，工程人員依據(jù)數(shù)據(jù)調(diào)試數(shù)控系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)器參數(shù)，實(shí)現(xiàn)機(jī)床加工零件時(shí)的高速、高精。

 

　　在伺服“三環(huán)”的高剛性下穩(wěn)定運(yùn)行后，相關(guān)事件常數(shù)設(shè)定正確，需要繼續(xù)運(yùn)行伺服系統(tǒng)對(duì)典型零件的加工誤差信息進(jìn)行采集，以此保證伺服和機(jī)械配合時(shí)的加工精度，重點(diǎn)驗(yàn)證的加工形狀有圓形、方形以及90°折線接1/4的圓弧。

 

　　（1）利用伺服系統(tǒng)進(jìn)行圓度調(diào)試，涵蓋圓度、大小以及象限的調(diào)整。

 

　　圓度的調(diào)整：加工圓弧形狀時(shí)，圓的輪廓成橢圓，其主要原因?yàn)椴逖a(bǔ)的兩運(yùn)動(dòng)軸存在動(dòng)態(tài)不匹配的問(wèn)題。在參數(shù)上引起該問(wèn)題的原因包括以下幾方面。

 

　　①參與插補(bǔ)的兩軸加減速時(shí)間常數(shù)的類型、大小不一致（包括一般模式下，高速高精模式時(shí)插補(bǔ)前/插補(bǔ)后）。

 

　　②前饋功能使用與否，前饋補(bǔ)償系數(shù)是否一致。

 

　　③位置比例增益設(shè)定是否一致。工程人員應(yīng)用伺服系統(tǒng)對(duì)上述幾條影響圓度的因素進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，同時(shí)用伺服系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，調(diào)整影響圓度的參數(shù)，保證加工圓度零件尺寸合格（見圖6）。

 

　　圓度大小調(diào)整：圓度大小，相對(duì)圓度問(wèn)題，一般情況下對(duì)加工精度影響較小，起因主要是伺服滯后所帶來(lái)的加工形狀誤差，伺服系統(tǒng)中可通過(guò)前饋補(bǔ)償功能，適當(dāng)設(shè)定較小插補(bǔ)時(shí)間常數(shù)等，改善伺服滯后所引起的加工形狀誤差。

 

　　圓象限的調(diào)整：圓象限的調(diào)整是伺服調(diào)整中較為困難的地方，實(shí)際加工中，對(duì)于加工過(guò)象限的位置出現(xiàn)象限條紋原因很多。過(guò)象限產(chǎn)生原因有在機(jī)床進(jìn)給軸的傳動(dòng)過(guò)程中，由于反向間隙、摩擦等因素，造成電動(dòng)機(jī)在反向運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，導(dǎo)致加工延時(shí)，此時(shí)加工圓弧的象限過(guò)渡處留下凸起的條紋。工程人員使用伺服調(diào)整軟件反向間隙加速的調(diào)整功能第一步，將機(jī)床進(jìn)給軸的位置環(huán)和速度環(huán)增益調(diào)整到合理值；第二步，設(shè)定反向間隙加減補(bǔ)償量到速度環(huán)中，用以改善電動(dòng)機(jī)由于傳動(dòng)環(huán)節(jié)的影響造成的滯后，降低在反向位置的偏差量（見圖7）。

 

　　（2）利用伺服系統(tǒng)進(jìn)行方形加工精度調(diào)試。

 

　　方形加工時(shí)出現(xiàn)拐角的地方，既要有較快的加工速度，又要有較好的加工質(zhì)量，二者需要找到平衡點(diǎn)。此時(shí)通過(guò)伺服調(diào)整軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)的采集，工程人員選擇合理的參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，保證高速高精度的零件加工（見圖8）。

 

　　（3）利用伺服系統(tǒng)進(jìn)行90°折線接1/4的圓弧軌跡采集。

 

　　90°折線接1/4的圓弧程序主要是用來(lái)確認(rèn)直線至圓弧或圓弧至直線相切時(shí)過(guò)渡處的加工精度，伺服系統(tǒng)主要使用依據(jù)圓弧半徑減速功能確認(rèn)速度和精度關(guān)系。