《CNC станоктарының тербелістерін жою әдістері》
CNC станоктары заманауи өнеркәсіптік өндірісте маңызды рөл атқарады. Дегенмен, тербеліс мәселесі көбінесе операторлар мен өндірушілерді алаңдатады. CNC станоктарының тербеліс себептері салыстырмалы түрде күрделі. Механикалық аспектіде алынбайтын беріліс саңылаулары, серпімді деформация және үйкеліске төзімділік сияқты көптеген факторлардан басқа, сервожүйенің тиісті параметрлерінің әсері де маңызды аспект болып табылады. Енді CNC станоктарын өндіруші CNC станоктарының тербелісін жою әдістерін егжей-тегжейлі енгізеді.
I. Позиция контурының өсуін азайту
Пропорционалды-интегралды-туынды контроллер CNC станоктарында шешуші рөл атқаратын көп функциялы контроллер болып табылады. Ол ток және кернеу сигналдарында пропорционалды күшейтуді тиімді орындап қана қоймай, сонымен қатар шығыс сигналының артта қалуын немесе жетекші мәселесін реттей алады. Тербеліс ақаулары кейде шығыс тогы мен кернеуінің артта қалуына немесе жетекші болуына байланысты пайда болады. Осы уақытта PID шығыс тогы мен кернеуінің фазасын реттеу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Позицияның контурының күшейтуі CNC станоктарын басқару жүйесіндегі негізгі параметр болып табылады. Позиция контурының күшеюі тым жоғары болғанда, жүйе позиция қателеріне тым сезімтал және тербеліс тудыруға бейім болады. Позиция циклінің күшейту коэффициентін азайту жүйенің жауап беру жылдамдығын төмендетуі мүмкін және осылайша тербеліс мүмкіндігін азайтады.
Позицияның контурының өсуін реттеген кезде оны станоктың нақты үлгісіне және өңдеу талаптарына сәйкес дұрыс орнату қажет. Жалпы айтқанда, позиция контурының күшейтуін алдымен салыстырмалы түрде төмен деңгейге дейін төмендетуге болады, содан кейін өңдеу дәлдігі талаптарына жауап беретін және тербелістерді болдырмайтын оңтайлы мән табылғанша станоктың жұмысын бақылай отырып, біртіндеп арттыруға болады.
Пропорционалды-интегралды-туынды контроллер CNC станоктарында шешуші рөл атқаратын көп функциялы контроллер болып табылады. Ол ток және кернеу сигналдарында пропорционалды күшейтуді тиімді орындап қана қоймай, сонымен қатар шығыс сигналының артта қалуын немесе жетекші мәселесін реттей алады. Тербеліс ақаулары кейде шығыс тогы мен кернеуінің артта қалуына немесе жетекші болуына байланысты пайда болады. Осы уақытта PID шығыс тогы мен кернеуінің фазасын реттеу үшін пайдаланылуы мүмкін.
Позицияның контурының күшейтуі CNC станоктарын басқару жүйесіндегі негізгі параметр болып табылады. Позиция контурының күшеюі тым жоғары болғанда, жүйе позиция қателеріне тым сезімтал және тербеліс тудыруға бейім болады. Позиция циклінің күшейту коэффициентін азайту жүйенің жауап беру жылдамдығын төмендетуі мүмкін және осылайша тербеліс мүмкіндігін азайтады.
Позицияның контурының өсуін реттеген кезде оны станоктың нақты үлгісіне және өңдеу талаптарына сәйкес дұрыс орнату қажет. Жалпы айтқанда, позиция контурының күшейтуін алдымен салыстырмалы түрде төмен деңгейге дейін төмендетуге болады, содан кейін өңдеу дәлдігі талаптарына жауап беретін және тербелістерді болдырмайтын оңтайлы мән табылғанша станоктың жұмысын бақылай отырып, біртіндеп арттыруға болады.
II. Жабық контурлы сервожүйенің параметрін реттеу
Жартылай тұйық контурлы сервожүйе
Кейбір CNC серво жүйелері жартылай тұйық контурлы құрылғыларды пайдаланады. Жартылай тұйық контурлы сервожүйені реттеу кезінде жергілікті жартылай тұйық жүйенің тербелмеуін қамтамасыз ету қажет. Толық тұйық циклді сервожүйе параметрді реттеуді оның жергілікті жартылай тұйық жүйе тұрақты екеніне байланысты орындайтындықтан, екеуі реттеу әдістерінде ұқсас.
Жартылай тұйық контурлы сервожүйе қозғалтқыштың айналу бұрышын немесе жылдамдығын анықтау арқылы станоктың орны туралы ақпаратты жанама түрде қайтарады. Параметрлерді реттеу кезінде келесі аспектілерге назар аудару қажет:
(1) Жылдамдық циклінің параметрлері: Жылдамдық циклінің күшейту және интегралды уақыт тұрақтысының параметрлері жүйенің тұрақтылығы мен жауап беру жылдамдығына үлкен әсер етеді. Тым жоғары жылдамдықты контурдың жоғарылауы жүйенің тым жылдам реакциясына әкеледі және тербеліс тудыруға бейім; ал тым ұзақ интегралдық уақыт тұрақтысы жүйенің жауабын баяулатады және өңдеу тиімділігіне әсер етеді.
(2) Позиция контурының параметрлері: позиция контурының күшеюі мен сүзгі параметрлерін реттеу жүйенің позиция дәлдігі мен тұрақтылығын жақсарта алады. Тым жоғары позиция контурының күшеюі тербеліс тудырады және сүзгі кері байланыс сигналындағы жоғары жиілікті шуды сүзіп, жүйенің тұрақтылығын жақсарта алады.
Толық тұйық циклды сервожүйе
Толық тұйық циклды сервожүйе станоктың нақты орнын тікелей анықтау арқылы позицияны дәл басқаруды жүзеге асырады. Толық тұйық циклді сервожүйені реттеу кезінде жүйенің тұрақтылығы мен дәлдігін қамтамасыз ету үшін параметрлерді мұқият таңдау керек.
Толық тұйық циклді сервожүйенің параметрін реттеу негізінен келесі аспектілерді қамтиды:
(1) Позиция контурының өсуі: жартылай тұйық контур жүйесіне ұқсас, тым жоғары позиция контурының өсуі тербеліске әкеледі. Дегенмен, толық тұйық жүйе позиция қателерін дәлірек анықтайтындықтан, жүйенің позиция дәлдігін жақсарту үшін позиция циклінің күшейту коэффициентін салыстырмалы түрде жоғары орнатуға болады.
(2) Жылдамдық циклінің параметрлері: Жылдамдық контурының күшейту және интегралды уақыт тұрақтысының параметрлерін станоктың динамикалық сипаттамалары мен өңдеу талаптарына сәйкес реттеу қажет. Жалпы айтқанда, жүйенің жауап беру жылдамдығын жақсарту үшін жылдамдық циклінің күшейту коэффициентін жартылай тұйық жүйеге қарағанда сәл жоғары орнатуға болады.
(3) Сүзгі параметрлері: Толық жабық жүйе кері байланыс сигналындағы шуға сезімталырақ, сондықтан шуды сүзу үшін сәйкес сүзгі параметрлерін орнату қажет. Сүзгінің түрі мен параметрін таңдау нақты қолданба сценарийіне сәйкес реттелуі керек.
Жартылай тұйық контурлы сервожүйе
Кейбір CNC серво жүйелері жартылай тұйық контурлы құрылғыларды пайдаланады. Жартылай тұйық контурлы сервожүйені реттеу кезінде жергілікті жартылай тұйық жүйенің тербелмеуін қамтамасыз ету қажет. Толық тұйық циклді сервожүйе параметрді реттеуді оның жергілікті жартылай тұйық жүйе тұрақты екеніне байланысты орындайтындықтан, екеуі реттеу әдістерінде ұқсас.
Жартылай тұйық контурлы сервожүйе қозғалтқыштың айналу бұрышын немесе жылдамдығын анықтау арқылы станоктың орны туралы ақпаратты жанама түрде қайтарады. Параметрлерді реттеу кезінде келесі аспектілерге назар аудару қажет:
(1) Жылдамдық циклінің параметрлері: Жылдамдық циклінің күшейту және интегралды уақыт тұрақтысының параметрлері жүйенің тұрақтылығы мен жауап беру жылдамдығына үлкен әсер етеді. Тым жоғары жылдамдықты контурдың жоғарылауы жүйенің тым жылдам реакциясына әкеледі және тербеліс тудыруға бейім; ал тым ұзақ интегралдық уақыт тұрақтысы жүйенің жауабын баяулатады және өңдеу тиімділігіне әсер етеді.
(2) Позиция контурының параметрлері: позиция контурының күшеюі мен сүзгі параметрлерін реттеу жүйенің позиция дәлдігі мен тұрақтылығын жақсарта алады. Тым жоғары позиция контурының күшеюі тербеліс тудырады және сүзгі кері байланыс сигналындағы жоғары жиілікті шуды сүзіп, жүйенің тұрақтылығын жақсарта алады.
Толық тұйық циклды сервожүйе
Толық тұйық циклды сервожүйе станоктың нақты орнын тікелей анықтау арқылы позицияны дәл басқаруды жүзеге асырады. Толық тұйық циклді сервожүйені реттеу кезінде жүйенің тұрақтылығы мен дәлдігін қамтамасыз ету үшін параметрлерді мұқият таңдау керек.
Толық тұйық циклді сервожүйенің параметрін реттеу негізінен келесі аспектілерді қамтиды:
(1) Позиция контурының өсуі: жартылай тұйық контур жүйесіне ұқсас, тым жоғары позиция контурының өсуі тербеліске әкеледі. Дегенмен, толық тұйық жүйе позиция қателерін дәлірек анықтайтындықтан, жүйенің позиция дәлдігін жақсарту үшін позиция циклінің күшейту коэффициентін салыстырмалы түрде жоғары орнатуға болады.
(2) Жылдамдық циклінің параметрлері: Жылдамдық контурының күшейту және интегралды уақыт тұрақтысының параметрлерін станоктың динамикалық сипаттамалары мен өңдеу талаптарына сәйкес реттеу қажет. Жалпы айтқанда, жүйенің жауап беру жылдамдығын жақсарту үшін жылдамдық циклінің күшейту коэффициентін жартылай тұйық жүйеге қарағанда сәл жоғары орнатуға болады.
(3) Сүзгі параметрлері: Толық жабық жүйе кері байланыс сигналындағы шуға сезімталырақ, сондықтан шуды сүзу үшін сәйкес сүзгі параметрлерін орнату қажет. Сүзгінің түрі мен параметрін таңдау нақты қолданба сценарийіне сәйкес реттелуі керек.
III. Жоғары жиілікті басу функциясын қабылдау
Жоғарыдағы талқылау төменгі жиілікті тербеліс үшін параметрді оңтайландыру әдісі туралы. Кейде CNC станоктарының CNC жүйесі механикалық бөліктегі белгілі бір тербеліс себептеріне байланысты жоғары жиілікті гармоникадан тұратын кері байланыс сигналдарын жасайды, бұл шығыс моментін тұрақты емес етеді және осылайша діріл тудырады. Бұл жоғары жиілікті тербеліс жағдайы үшін айналу моменті сүзгісі болып табылатын жылдамдық контурына бірінші ретті төмен жиілікті сүзу сілтемесін қосуға болады.
Момент сүзгісі кері байланыс сигналындағы жоғары жиілікті гармоникаларды тиімді түрде сүзіп, шығыс моментін тұрақтырақ етеді және осылайша дірілді азайтады. Момент сүзгісінің параметрлерін таңдаған кезде келесі факторларды ескеру қажет:
(1) Кесу жиілігі: Кесу жиілігі сүзгінің жоғары жиілікті сигналдарға әлсіреу дәрежесін анықтайды. Тым төмен кесу жиілігі жүйенің жауап беру жылдамдығына әсер етеді, ал тым жоғары кесу жиілігі жоғары жиілікті гармоникаларды тиімді сүзгілей алмайды.
(2) Сүзгі түрі: Жалпы сүзгі түрлеріне Баттерворт сүзгісі, Чебышев сүзгісі, т.б. кіреді. Сүзгілердің әртүрлі түрлері жиілік жауаптарының әртүрлі сипаттамаларына ие және арнайы қолданба сценарийіне сәйкес таңдалуы керек.
(3) Сүзгі реті: Сүзгі реті неғұрлым жоғары болса, жоғары жиілікті сигналдарға әлсірету әсері соғұрлым жақсы болады, бірақ сонымен бірге ол жүйенің есептеу жүктемесін арттырады. Сүзгі ретін таңдаған кезде жүйенің өнімділігі мен есептеу ресурстарын жан-жақты қарастыру қажет.
Жоғарыдағы талқылау төменгі жиілікті тербеліс үшін параметрді оңтайландыру әдісі туралы. Кейде CNC станоктарының CNC жүйесі механикалық бөліктегі белгілі бір тербеліс себептеріне байланысты жоғары жиілікті гармоникадан тұратын кері байланыс сигналдарын жасайды, бұл шығыс моментін тұрақты емес етеді және осылайша діріл тудырады. Бұл жоғары жиілікті тербеліс жағдайы үшін айналу моменті сүзгісі болып табылатын жылдамдық контурына бірінші ретті төмен жиілікті сүзу сілтемесін қосуға болады.
Момент сүзгісі кері байланыс сигналындағы жоғары жиілікті гармоникаларды тиімді түрде сүзіп, шығыс моментін тұрақтырақ етеді және осылайша дірілді азайтады. Момент сүзгісінің параметрлерін таңдаған кезде келесі факторларды ескеру қажет:
(1) Кесу жиілігі: Кесу жиілігі сүзгінің жоғары жиілікті сигналдарға әлсіреу дәрежесін анықтайды. Тым төмен кесу жиілігі жүйенің жауап беру жылдамдығына әсер етеді, ал тым жоғары кесу жиілігі жоғары жиілікті гармоникаларды тиімді сүзгілей алмайды.
(2) Сүзгі түрі: Жалпы сүзгі түрлеріне Баттерворт сүзгісі, Чебышев сүзгісі, т.б. кіреді. Сүзгілердің әртүрлі түрлері жиілік жауаптарының әртүрлі сипаттамаларына ие және арнайы қолданба сценарийіне сәйкес таңдалуы керек.
(3) Сүзгі реті: Сүзгі реті неғұрлым жоғары болса, жоғары жиілікті сигналдарға әлсірету әсері соғұрлым жақсы болады, бірақ сонымен бірге ол жүйенің есептеу жүктемесін арттырады. Сүзгі ретін таңдаған кезде жүйенің өнімділігі мен есептеу ресурстарын жан-жақты қарастыру қажет.
Сонымен қатар, CNC станоктарының тербелісін одан әрі жою үшін келесі шараларды да қабылдауға болады:
Механикалық құрылымды оңтайландыру
Станоктың механикалық бөліктерін, мысалы, бағыттаушы рельстер, қорғасын бұрандалар, мойынтіректер және т.б., олардың орнату дәлдігі мен қондыру саңылауларының талаптарға сай болуын тексеріңіз. Қатты тозған бөлшектер үшін оларды уақытында ауыстырыңыз немесе жөндеңіз. Бұл ретте механикалық тербелістің пайда болуын азайту үшін станоктың қарсы салмағы мен теңгерімін орынды реттеңіз.
Басқару жүйесінің кедергіге қарсы қабілетін жақсарту
CNC станоктарын басқару жүйесі электромагниттік кедергілер, қуат ауытқулары және т.б. сияқты сыртқы кедергілерден оңай әсер етеді. Басқару жүйесінің кедергіге қарсы қабілетін жақсарту үшін келесі шараларды қабылдауға болады:
(1) Электромагниттік кедергінің әсерін азайту үшін экрандалған кабельдер мен жерге қосу шараларын қолданыңыз.
(2) Қуат көзінің кернеуін тұрақтандыру үшін қуат сүзгілерін орнатыңыз.
(3) Жүйенің кедергіге қарсы өнімділігін жақсарту үшін басқару жүйесінің бағдарламалық жасақтама алгоритмін оңтайландырыңыз.
Тұрақты техникалық қызмет көрсету және күтіп ұстау
CNC станоктарына техникалық қызмет көрсетуді және жөндеуді жүйелі түрде орындау, станоктың әртүрлі бөліктерін тазалау, майлау жүйесі мен салқындату жүйесінің жұмыс жағдайын тексеру, тозған бөлшектер мен майлау майды уақытында ауыстыру. Бұл станоктың тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді және тербелістің пайда болуын азайтады.
Механикалық құрылымды оңтайландыру
Станоктың механикалық бөліктерін, мысалы, бағыттаушы рельстер, қорғасын бұрандалар, мойынтіректер және т.б., олардың орнату дәлдігі мен қондыру саңылауларының талаптарға сай болуын тексеріңіз. Қатты тозған бөлшектер үшін оларды уақытында ауыстырыңыз немесе жөндеңіз. Бұл ретте механикалық тербелістің пайда болуын азайту үшін станоктың қарсы салмағы мен теңгерімін орынды реттеңіз.
Басқару жүйесінің кедергіге қарсы қабілетін жақсарту
CNC станоктарын басқару жүйесі электромагниттік кедергілер, қуат ауытқулары және т.б. сияқты сыртқы кедергілерден оңай әсер етеді. Басқару жүйесінің кедергіге қарсы қабілетін жақсарту үшін келесі шараларды қабылдауға болады:
(1) Электромагниттік кедергінің әсерін азайту үшін экрандалған кабельдер мен жерге қосу шараларын қолданыңыз.
(2) Қуат көзінің кернеуін тұрақтандыру үшін қуат сүзгілерін орнатыңыз.
(3) Жүйенің кедергіге қарсы өнімділігін жақсарту үшін басқару жүйесінің бағдарламалық жасақтама алгоритмін оңтайландырыңыз.
Тұрақты техникалық қызмет көрсету және күтіп ұстау
CNC станоктарына техникалық қызмет көрсетуді және жөндеуді жүйелі түрде орындау, станоктың әртүрлі бөліктерін тазалау, майлау жүйесі мен салқындату жүйесінің жұмыс жағдайын тексеру, тозған бөлшектер мен майлау майды уақытында ауыстыру. Бұл станоктың тұрақты жұмысын қамтамасыз етеді және тербелістің пайда болуын азайтады.
Қорытындылай келе, CNC станоктарының тербелісін жою механикалық және электрлік факторларды жан-жақты қарастыруды талап етеді. Сервожүйенің параметрлерін ақылға қонымды түрде реттеу, жоғары жиілікті басу функциясын қабылдау, механикалық құрылымды оңтайландыру, басқару жүйесінің кедергіге қарсы қабілетін жақсарту және тұрақты техникалық қызмет көрсету мен жөндеуді орындау арқылы тербелістің пайда болуын тиімді азайтуға және станоктың өңдеу дәлдігі мен тұрақтылығын жақсартуға болады.