如何用FANUC雙位置反饋功能解決機床振動

01機床現(xiàn)狀數(shù)控軋輥車床一般縱（Z）、橫（X）向用光柵尺作為反饋元件，進行全閉環(huán)控制，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)對機床機械精度和光柵尺安裝精度要求較高。數(shù)控軋輥車床的機械精度（剛性、間隙和反向間隙等）是客觀存在的，光柵尺安裝隨機性大，導致FANUC數(shù)控系統(tǒng)多種故障頻繁出現(xiàn)。影響機床的正常工作穩(wěn)定性。而FANUC數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)繁多，使調試周期較長。本文的數(shù)控軋輥車床，適用于高速鋼、硬質合金刀對鑄鐵件、鋼件及有色金屬件進行粗、精加工，本機床可完成車削外圓柱表面，外曲線表面車削端面、切槽、車錐度或其他特殊加工要求，也可用于軋輥孔型的新開和修復，完成精車和粗車。數(shù)控系統(tǒng)為FANUC0i-TF，切削工件最大直徑φ1600mm，切削工件加工長度6000mm，質量40t。縱向滑板箱由FANUC的

α

iF40/3000+FAN伺服電動機驅動，縱向滑板箱是一個液壓自動消隙的雙牙棒滑板箱。橫向拖板由滾珠絲杠拖動，經過一級齒輪降速，由FANUC的αiF40/3000+FAN伺服電動機驅動。02分析原因由于縱向滑板箱傳動鏈較長（見圖1）縱向光柵尺的有效測量長度為6640mm，影響機械精度的環(huán)節(jié)較多，例如齒輪、軸承和軸的精度等零件精度，以及安裝精度、間隙等原因，全閉環(huán)時縱向有時會產生明顯振動及多種故障報警。為了分析原因，最終解決問題，用激光干涉儀檢測機械安裝精度，使機械安裝精度達到數(shù)控軋輥機床的精度要求，優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)，做好機床的接地，數(shù)控系統(tǒng)面板、放大器和分離檢測單元等的接地等，消除干擾總題。用檢測海德漢光柵尺的儀器檢測海德漢光柵尺的信號等。以上工作都做到完全合格后，機床振動及報警的問題仍然得不到解決。此時將本機床改為半閉環(huán)，機床能穩(wěn)定運行。圖1雙牙棒滑板箱傳動鏈03激活FANUC雙位置反饋功能雙重位置反饋位置控制的框圖如圖2所示。圖2在圖2中，ER1為半閉環(huán)的錯誤計數(shù)器，ER2為全閉環(huán)的錯誤計數(shù)器。一次遲延系統(tǒng)傳遞函數(shù)＝（1＋ts）-1，所以實際錯誤ER將基于時間常數(shù)t改變：當時間常數(shù)t＝0時，實際錯誤ER=ER2（全閉環(huán)的錯誤計數(shù)器），當時間常數(shù)t＝∞時，實際錯誤ER=ER1（半閉環(huán)的錯誤計數(shù)器）。根據(jù)一次遲延時間常數(shù)項，即可利用半閉環(huán)來控制過渡狀態(tài)，利用全閉環(huán)來控制定位。根據(jù)此原理，也可以將移動中的振動控制成類似半閉環(huán)的方式。參數(shù)設定如下：2019#7=1時雙重位置反饋有效。2049為雙重位置反饋最大振幅，通常情況下設為0，設定值＝0時，補償不會被鉗制。當設定了此參數(shù)時，若超過此值的誤差發(fā)生在半閉環(huán)位置與全閉環(huán)位置的情形下，補償則被鉗制。因此，應設定為反向間隙補償值和螺距誤差補償值和的2倍左右。如果不能確定此值，設定0值。2078為雙重位置反饋變化系數(shù)（分子），2079為雙重位置反饋變化系數(shù)（分母）。變換系數(shù)（分子/分母）＝（電動機轉動一圈/檢測單位）/100萬。本機床Z軸參數(shù)2078/2079設定為98/32664。2080為雙重位置反饋一次延遲時間常數(shù)，作為初始值，通常設定一個100ms左右的值。如果在加、減速期間出現(xiàn)振蕩，則以50ms為刻度逐漸增大；如果趨于穩(wěn)定，則以20ms為刻度逐漸減小設定值。若設為0ms，軸的運動將與全閉環(huán)相同；若設為32767ms，軸的運動將與半閉環(huán)相同。本機床2080參數(shù)設為480ms。將以上參數(shù)調試設定后，機床正常穩(wěn)定運行。04結語FANUC0i-TF數(shù)控系統(tǒng)的雙重位置反饋功能，可縮短調試周期、提高機床整機質量，現(xiàn)已在3臺數(shù)控軋輥機床上得到應用，