西門子840D系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)化

1、西門子840D系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)化 摘 要本文闡述了數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的原理、優(yōu)化的過程以及在SINUMERIK 840D系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的方法 關(guān)鍵詞驅(qū)動(dòng)優(yōu)化 位置環(huán) 840D系統(tǒng) 中圖分類號(hào)：TD340 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2018）27-0057-01 引言 數(shù)控系統(tǒng)的主要功能是把編制的NC程序轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的軸的機(jī)械位移，在軸位移的過程中，好的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)定性是驅(qū)動(dòng)穩(wěn)定高效運(yùn)行的關(guān)鍵。特殊在模具的高速加工中，要求系統(tǒng)有良好的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特性。一般在機(jī)床調(diào)試時(shí)系統(tǒng)會(huì)給定一組相應(yīng)軸的默認(rèn)參數(shù)，但這些參數(shù)一般是為了保證系統(tǒng)正常運(yùn)行的比較保守參數(shù)，驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的目的是在現(xiàn)有的基礎(chǔ)上盡可

2、能提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性，使機(jī)床實(shí)現(xiàn)較好的加工效果。 本文闡述了驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的原理、驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的過程以及在SINUMERIK 840D系統(tǒng)上進(jìn)行驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的方法。 1.優(yōu)化的原理 電機(jī)的輸出傳遞到工作臺(tái)也就是負(fù)載上時(shí)要經(jīng)過中間一些傳遞環(huán)節(jié)，對(duì)應(yīng)傳遞環(huán)節(jié)的輸出和輸入比就是傳遞函數(shù)。從理論上講，一個(gè)抱負(fù)的驅(qū)動(dòng)傳遞函數(shù)是一個(gè)純線性環(huán)節(jié)，只有這樣，輸出的會(huì)真實(shí)的跟隨輸入，但實(shí)際上在傳遞環(huán)節(jié)中存在好多的彈性環(huán)節(jié)，所以一個(gè)近似的傳遞環(huán)節(jié)可以簡化為一個(gè)線性環(huán)節(jié)和一個(gè)彈性環(huán)節(jié)的組合，并且彈性環(huán)節(jié)部分的頻率經(jīng)常是好多的頻率組合起來的。這樣在傳遞環(huán)節(jié)的輸出部分，有的輸入會(huì)被壓抑，從而降低系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性，而有的輸入則會(huì)被放大，也

3、就是俗稱的“共振”。這些共振是造成機(jī)床不穩(wěn)定的致命因素，而驅(qū)動(dòng)?化的大部分工作就是找出這些共振點(diǎn)，通過加電子濾波器的方法來抑制這些共振，增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，這樣就可以提高系統(tǒng)的增益來提高系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性。 2.優(yōu)化的過程和在840D上優(yōu)化的方法 2.1 速度壞的優(yōu)化 驅(qū)動(dòng)優(yōu)化的目的是增加比例增益，降低時(shí)間常數(shù)，而優(yōu)化過程是通過波特圖的形式找到驅(qū)動(dòng)的一些共振點(diǎn)，通過增加電子濾波器的方法來消退這些共振點(diǎn)，最終為增加增益和降低時(shí)間常數(shù)制造條件。在優(yōu)化之前確認(rèn)系統(tǒng)的性能對(duì)驅(qū)動(dòng)的優(yōu)化很有用。由于現(xiàn)在的數(shù)控系統(tǒng)都是數(shù)字把握系統(tǒng)，因而這些數(shù)字把握元件的性能好壞直接影響到驅(qū)動(dòng)性能的好壞。對(duì)于840D系統(tǒng)而言，下面

4、幾個(gè)參數(shù)直接影響到驅(qū)動(dòng)性能的好壞。 MD10050：系統(tǒng)周期，也即是系統(tǒng)的主頻，系統(tǒng)的全部的工作都在這個(gè)頻率下工作。 MD10070：系統(tǒng)插補(bǔ)周期，系統(tǒng)在插補(bǔ)運(yùn)行時(shí)的時(shí)間周期。 這兩個(gè)參數(shù)直接影響到位置環(huán)響應(yīng)的快慢，越快對(duì)系統(tǒng)性能的提高有好處，但同時(shí)會(huì)增加系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，當(dāng)調(diào)整上面參數(shù)以后，要到診斷畫面下選擇系統(tǒng)資源，確認(rèn)下系統(tǒng)負(fù)荷的大小，一般狀況下系統(tǒng)的負(fù)載在靜止?fàn)顟B(tài)下不宜超過40%。否則系統(tǒng)會(huì)簡潔死機(jī)。 MD 1000：電流環(huán)時(shí)間常數(shù) MD 1001：速度環(huán)時(shí)間常數(shù) 當(dāng)測出來速度環(huán)的波特圖時(shí)，盡可能增加速度環(huán)的增益值（MD1407），假如在低頻段（小于200赫茲）的波形就不好，可以適當(dāng)調(diào)整速度

5、環(huán)的時(shí)間常數(shù)（MD1409），一般狀況下，1409接受系統(tǒng)的默認(rèn)值即可。增加1407的值到肯定程度時(shí)，波特圖上會(huì)消滅超過3DB的尖峰，移動(dòng)光標(biāo)能測得尖峰最高點(diǎn)的頻率，尖峰的寬度，登記來后，找到驅(qū)動(dòng)參數(shù)，設(shè)置電子濾波器。 MD1200：電流環(huán)濾波器生效個(gè)數(shù)，系統(tǒng)最多能供應(yīng)四個(gè)濾波器，第一個(gè)濾波器被系統(tǒng)默認(rèn)設(shè)置為低通濾波器，我們一般是從其次個(gè)濾波器以后開頭使用。 MD1201：電流環(huán)濾波器的特性，第0位對(duì)應(yīng)第一個(gè)濾波器的特性，為0表示為低通濾波器，為1則表示為帶阻濾波器，依次類推，第3位對(duì)應(yīng)第四個(gè)濾波器的特性。 2.2 位置環(huán)的優(yōu)化 當(dāng)速度環(huán)和電流環(huán)優(yōu)化以后，位置環(huán)的特性就會(huì)顯著改善，位置環(huán)由于只有比例調(diào)整器，所以優(yōu)化時(shí)只要看位置的頻率響應(yīng)圖調(diào)整合適的位置環(huán)增益就可以了。 MD32200 位置環(huán)增益。 MD32300 軸的加速度。 常用參數(shù)： MD32431 軸的最大沖量限制 MD32430 軸手動(dòng)時(shí)最大沖量限制 MD32420 軸手動(dòng)時(shí)沖量限制是否生效 MD32402 沖量限制方式 沖量限制的值以定位時(shí)穩(wěn)定為準(zhǔn)，一般可以設(shè)置為快移的2培左右。 參考文獻(xiàn) 1.自動(dòng)把握原理張冬妍 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 2011-7-1 2.SINUM