BWS伺服在慢走絲加工機床上的應用

4 大慣量伺服系統(tǒng)調(diào)試

4.1 系統(tǒng)調(diào)試

對于調(diào)試過程可說是難點重重，因為客戶機械整體的負載就非常的大，而且還要在加工的過程中在加工槽里注滿水，使得負載慣量和負載質(zhì)量更大，增加了伺服的控制難度。為了保證２個脈沖的追蹤誤差，所以伺服控制器的增益必須維持在一個較高的水平，但是由于幾乎不允許出現(xiàn)任何的振動，那么伺服控制系統(tǒng)的增益還不能夠過大，也就是說在穩(wěn)定的響應水平和穩(wěn)定的控制平衡度之間尋找一個平衡點，這個平衡點的選取就是我們調(diào)試的關(guān)鍵。

由于該設(shè)備的運行速度不能超過我們調(diào)試軟件估測負載慣量所需的運行速度200rpm，所以只能通過不斷的試驗，對參數(shù)進行設(shè)置，以找到最佳的增益參數(shù)，也就是將伺服參數(shù)中跟增益有關(guān)的2-00(位置控制增益)，2-02（位置前饋增益），2-03（位置前饋增益平滑常量），2-04（速度控制增益），2-06（速度積分補償），以及跟共振有關(guān)的2-25（共振抑制低通濾波），2-23（共振抑制Notch filter），2-24(共振抑制Notch filter衰減率)進行不斷的試驗設(shè)置和運行測試，2-00主要作用是保持位置環(huán)控制響應水平的，2-04主要作用是保持速度環(huán)控制響應水平的，這兩個值是伺服響應的基礎(chǔ)，而2-02和2-06的主要作用就是減小位置控制誤差和速度控制誤差的，將這兩個值調(diào)到很高的位置可以明顯地減小追隨誤差。2-03 作用就是可以大大的降低傳動機構(gòu)的運轉(zhuǎn)振動。

剛剛開始調(diào)試時，很快就將伺服的響應水平調(diào)整到一個不使伺服電機運行有振動的最高的控制水平，這個增益水平上伺服電機的運行效果是是伺服系統(tǒng)在 0.5rpm的速度下運行追隨誤差基本保持在2個脈沖范圍內(nèi)，但是在運行的某幾個點的時候，會跳變到3~4個脈沖。這是慢走絲設(shè)備運行不允許的，必須通過調(diào)整伺服的增益來改善這樣的運行效果，因為這樣的追隨誤差的跳變是由于在某個運行點上伺服系統(tǒng)的負載情況發(fā)生改變，而由于伺服系統(tǒng)的響應又不夠快，所以才會出現(xiàn)追隨誤差變大的情況。通過以上分析，需要實現(xiàn)的就是提高伺服系統(tǒng)的響應水平又不能使伺服電機運行過程中出現(xiàn)任何的振動。為了既不讓電機振動，又提高增益水平，只有將2-03加大降低機構(gòu)傳動的振動，才能提高2-04和2-00從而提高伺服系統(tǒng)整體的增益水平位置較高的響應，同時，還不能把2-03的值調(diào)整地過高，因為它會影響位置追蹤誤差。

在增調(diào)整已經(jīng)很理想的情況下，開始安裝工件試切。在試切過程發(fā)現(xiàn)一個很異常的現(xiàn)象，即在x軸以0.3rpm速度進給時，y軸的追蹤誤差會有一個不斷的跳變，當時y軸根本沒有信號輸入，是不應該有任何移動的。出現(xiàn)這樣的情況只有兩種可能，一是有信號干擾，二是發(fā)生了機械振動！通過判斷是在x軸以一定速度移動時，y軸會有共振產(chǎn)生！利用我們調(diào)試軟件BWS-DDS找到共振頻率，消除共振，調(diào)試完成。共振抑制頻率點的抓取如圖3所示。

圖3 共振抑制頻率點

4.2 工件測試

作為加工機床，一定要通過加工試切來證明我們的伺服是否能夠滿足慢走絲機床的應用場合。圖4是BWS-BBH伺服加工的工件效果圖，圖4顯示是在磨掉一部分氧化層以后檢測其表面光潔度，從1號~3號加工效果越來越好，單純從加工效果上看3號的表面光潔度已經(jīng)可以已經(jīng)與原伺服系統(tǒng)17位編碼器的高精度伺服電機的加工效果接近。

圖4 加工試切工件測試

5 結(jié)束語

BWS－BBH伺服主要是應用在控制系統(tǒng)中進給控制方面，伺服運動性能如何，直接關(guān)系著工件的加工精度和表面粗糙度。客戶原來使用的是國外知名品牌的伺服系統(tǒng)，其伺服電機是采用１７位高線數(shù)編碼器，而BWS伺服系統(tǒng)則采用的是BWS－BＢH系列伺服系統(tǒng)配套使用的ＥＣＭＡ電機，其編碼器僅僅是２５００線的低線數(shù)的伺服編碼器。應用BWS伺服系統(tǒng)的慢走絲加工機床的加工精度和表面粗糙度與客戶原來采用１７位高線數(shù)編碼器的伺服系統(tǒng)的慢走絲機床相差無幾。從而使客戶的制造成本在性能不降低的前提下得到了大大的壓縮，提高了其產(chǎn)品在慢走絲加工機床的市場競爭力。