振動抑制(NEW)

1、振動抑制調整n 1999年到現(xiàn)在，我國數(shù)控機床制造業(yè)飛速發(fā)展，同時對數(shù)控機床的各項性能提出了 越來越高的耍求，主耍表現(xiàn)在機械精度和剛性，數(shù)控系統(tǒng)的高速高精度等。為了適應這種 需求，數(shù)控系統(tǒng)的制造商也開發(fā)了很炙新的高速高將度的功能。人家都知道，在控制方面, 速度和楷度的提島，也就使產生了更等的不穩(wěn)定內索，即振動加人了。以卜以FANUC數(shù) 控系統(tǒng)為例，分析振動產生的原因和如何減小振動所采収的措施。1. 振動原因分析1）由電機本身的磁極是永磁體，所以在運動時會由j:磁滯現(xiàn)彖而產生小的波動，或 者由r機械靜摩擦，或者山機械剛性不好產生的低頻振動，這些都不能通過參數(shù) 來調笹，只能從機械上去解決。対r線性

2、電機，可以冇參數(shù)來補償由磁滯產生的#2）位置環(huán)和速度環(huán)増益不匹配，會產生低頻率振動，一般解決的辦法是先盡杲提離速 度環(huán)增益，然后降低位置環(huán)增益。PG=100/S-16HZ （位置增益設定為1000時.會產生16赫茲左右的振動）。圖3：增益匹配圖4：增益頻譜3）機械共振，-般在200HZ以上，可以使用HRV過濾器來消除。注意，伺服軟件耍 90B0版本以后的才有此功能，在90B0版本2.前的伺服軟件，只能通過TCMD過 濾器（參數(shù)2067）來消除。4）來自指令的振動，由J：指令的插補周期為亦s,在提高速度增益和位置增益的時候, 使信兮產生振動（人約125HZ）,或者11J j* VFF的作用產生的

3、高JV00HZ的振動。上述8屮，可以通過調整FAD時間常數(shù)來消除。而b）屮，可通過調整插補后加減速 時間常數(shù)來消除?；蛘逬-VFF （2069）的設定值人大，可適當減小設定值。5）全閉環(huán)時，由機械連接的剛性不好，在移動時，特別是加減速的時候，會產生振 動，主耍是機械測的位置反饋和電機側的速度反饋Z間不一致，類似上面圖4的情 況。由第一節(jié)中的機械固冇頻率可知道，必須減小位且增益，但位置増益減小了， 就會增人形狀謀差。可以冇兒種方法解決。第一，加機械速度反饋功能（皐本功能）, 一般對50HZ左右的振動有效。第二，增加振動抑制控制功能（基本功能）。第三， 雙位登反饋（選擇功能），一般不要使用，效果不

4、好，如果實在耍川（前兩種方法 沒有效果），最好設定為lOmso貝體解決方法見第4部分。6）其他特殊情況例1：對于重力軸，在卜降時，由J：能最反饋到電機，再到放人器，所以也會產生 振動。例2：對j- Tandem軸，由J：連接的兩個電機的速度和負我特性的不同，而產生不 同的外亂振動。由此現(xiàn)彖不多見，H調整步驟比較多，在這里不做討論。2. 停止時振動抑制：調整步驟：21首先設定HRV2控制有效（伺服軟件90B0以后版本）,再使用Servo guide測杲 各軸的頻率響應曲線，由頻率響山曲線設定最佳的速度環(huán)增益。如果有高頻率的 機械其振，増加HRV濾波器功能，將機械共振點消除。這時設定的伺服增益數(shù)

5、只是在靜態(tài)的某一點的最佳值，最好耍選擇幾個點來測，還要心移動過程中測杲 TCMD的波形（125*800個采樣點），用CTRL+F）觀察振動頻率（實際的加動 頻率要在顯示的數(shù)值上乘以10,因為是0s刻度）。對于速度增益的調整,要注 意，盡彊提高，但高了以后就會發(fā)牛振動，分析振動的原因，如果是窩頻的共振 (X J-200HZ),可使用HRV濾波器消除。如果低頻振動，可能是宙J：機械原因, 只能降低設定值。2. 2其次要分析發(fā)牛振動的原伏I，看是由什么原因引起，可根據貝體的原因來采取 適當?shù)慕鉀Q方法。在上面的原因分析里面有介紹。2. 3 -般在通過觀察頻率響應波形Z后，如果波形符介卜面的要求，在停止

6、時就不會 產生振動。3. 移動時振動抑制：在通過頻率響應波形設定了伺服的速度增益后，還要在移動(快速，進給兩種方式)時 測昴是否仃振動，包括快速進給和切削進給。一般由機械剛性和靜態(tài)摩擦等原因，靜 態(tài)調整好后，移動時可能還會發(fā)牛振動。這時候還耍在移動時咆新調整，主要是伺服 增益的降低。4. 全閉環(huán)振動調整：肖系統(tǒng)采用全閉環(huán)控制時候，如果機械剛性不好，一般都會發(fā)生振動，而冃.不容易消除, 以卜簡單介紹一下調整時的注意點：1.基本連接：圖&全閉環(huán)控制的基本連接2.基本參數(shù)設定：見卜面的流程圖。3諭冇何Him定鬥id何西訓整isMi上進行卜兀法定全封閉環(huán)賂速度脈沖數(shù)8192位置脈沖數(shù)Ns設定F FGA

7、/B相分離式檢串行錢性標尺的代思M;電機毎轉動1用的*自分商式楡遛福的 反饋脈沖數(shù)速度脈沖數(shù)8192位置脈沖數(shù)12500設定V FG電源OFF/ON初始設定位00000000電機號AMR00000000CM Jc 移動方向ill （從程測肆竭看沿腹時料方向-ill （從檢則器端右沿逆時針方向）參考計數(shù)器1在急停狀態(tài)下按通NCW電潭半封閉環(huán)路機床系統(tǒng)如何？使用分離式檢測器O（.18ll=l）參數(shù)設SfAMJ圖9：全閉環(huán)卑本參數(shù)設定流程以上流程圖的左邊為全閉環(huán)的設定步驟，要注意的是CMR. N/M.位置脈沖數(shù)，如果設定 錯課，有時候軸可以走，并且移動的距離也正確，但會加人振動，例如：絲杠12mm,

8、光柵尺為串行LC491F.實際分辨率為0.01 urn.則設定如下:CMR=2AMR=0000000N/M=指令單位/輸出脈沖=lum/ （l/0.01um） =1： 100注意：當設定了以上的N/M,系統(tǒng)可能會出現(xiàn)417報警.這時，可以查找診斷352內 容，為10016 （參數(shù)的內部數(shù)值欠控檢測溢出），可通過設定參數(shù)2200#0= 1來 屏蔽此報警。位置脈沖”$=絲杠螺距/光柵分辨率=12000/0.01=30000*40參數(shù)2024=30000,參數(shù)2185=40 （位置反饋脈沖數(shù)如果人J- 32767時，則設定 = A：參數(shù) 2024, B：參數(shù) 2185）。43. 有關增益參數(shù)設定：伺

9、服增先設定為100 （參數(shù)2021=0）,位置増益設定為3000 （參數(shù)1825=3000）等苴 他參數(shù)設定完成后，再適當増加速度增益的設定。注意：1）全閉壞控制時,不要使用SERVO GUIDE中的導航器進行調整,最好也不 要進行頻率響應測晝，以免由J：振動人人而損壞機床。2）不要設定増益快速/切削切換功能，即參數(shù)2202# 1和2107不要設定.3）不要設定停止時增益可變功能，即參數(shù)2016#3和2119不耍設定。4）可以使用HRV2功能。4. 機械速度反饋參數(shù)設定：圖10：機械速度反饋原理參數(shù)：1 2012#1=1 （機械速度反饋有效）2 2088 （機械速度反饋增益）按如卜設定:衷1

10、:機械速度反饋増益設定方法柔性齒輪比設定 (2084/20851977/1978)2017#7設定值（速度環(huán)比例高速處理）設定值范圍1/10-30到100130-100非1/10-3000 至IJ-1000013000- 10000注意:對F串行光柵,設定參數(shù)2088如果超過100會出現(xiàn)417報警，診斷352 內容為883.這時，參數(shù)2088 定0 -lOOZfuJ, 一般設定為50。5. 振動抑制參數(shù)的設定：1 ） 原理圖：圖11：振動抑制功能原理 參數(shù)2033 （變換因子）的設定： A/B相光柵尺：設定值=電機每轉反饋回來的脈沖數(shù)（FFG之前）/8。 例：5 mm 絲杠，0.5um/P 光

11、柵。FFG=l/2N2O33= 10000/8= 1250 串行光柵尺：設定值=電機每轉反饋回來的脈沖數(shù)（FFGZG） /8。 例：5 mm 絲杠，0.5um/P 光柵。FFG=l/2N2O33=5OOO/8=625參數(shù)2034 （振動抑制控制的增益）的設定：先設定500,再通過移動該軸觀察振 動，每次增加100。如果設定后，振動反而加人，可設定為負數(shù)（500）。6雙位置反饋參數(shù)的設定：該功能在181/161系統(tǒng)上是選擇功能，一般不要設定，如果機械實在太差，通過以上 兩個功能都不能消除振動，可以使用該功能。但調試出來的結果不是很理想。可以 看到，在速度比較高的情況下，軸定位后會回退一段距離，或苕左右晃動兒卜 原理如卜：圖12：雙位置反饋原理ER1：半閉環(huán)的誤差計數(shù)器ER2：全閉環(huán)的謀差計數(shù)器一附盤時時間常散=/rs 時的實際誤差 r-0時停止時）ER=ERb（ER2-ER1ER2 （全創(chuàng)環(huán)的沒掃 r =8時（加減速中ER=ER1 （半閉片的誤羌）這樣.移動中軟吋用半朗環(huán)擰制.停止時就可用全閉壞拎制便用航