机床体系为何会产生振动

　    机床的振动故障通常发作在机械部分和进给伺服体系。产生振动的缘由有许多，陈了机械方面存在不可消除的传动间隙、弹性变形、摩擦阻力等诸多要素外，伺服体系的有关参数的影响也是重要的一方面。伺服体系有交流和直流之分，本文主要讨论直流伺服体系因参数影响引起的振动。大部分数控机床采用的是全闭环方法。引起伺服体系振动的缘由大致有四种情况：a方位环不良又引起输出电压不稳；b速度环不良引起的振动；c伺服体系可调定位器太大引起电压输出失真；d传动机械装如丝杠间隙太大。这些操控环的输出参数失真或机械传动装置间隙太大都是引起振动的主要要素。它们都可以通过伺服操控体系进行参数优化。

 　     应该如何进行消除振动:

　　  1.闭环伺服体系造成的振动：有些数控伺服体系采用的是半闭环装置，而全闭环伺服体系必须是在其部分半闭环体系不发作振动的前提下进行参数调整，所以两者大同小异，本文只讨论全闭环情况下的参数优化方法。

　　2.降低方位环增益：在伺服体系中有参阅的标准值，例如FANUC0-C系列为3000，西门子3体系为1666，出现振动可适当降低增益，但不能降太多，由于要保证体系的稳态误差。　　

　　3.降低负载惯量比：负载惯量比一般设置在发作振动时所示参数的70%摆布，如不能消除故障，不宜继续降低该参数值。　　

　　4.加入比例微积分器（PID）：比例微积分器是一个多功能操控器，它不仅能有效地对电流电压信号进行比例增益，一起可调节输出信号滞后成超前的问题，振动故障有时因输出电流电压发作滞后超前情况而产生，这时可通过PID来调节输出电流电压相位。　　

　　5.采用高频抑制功能：以上讨论的是有关低频振动时参数优化方法，而有时数控体系会因机械上某些振动缘由产生反馈信号中含有高频谐波，这使输出转矩里不恒定，从而产生振动。对于这种高频振动情况，可在速度环上加入一阶低通滤波环节，即为转矩滤波器。　　

　　速度指令与速度反馈信号经速度操控器转化为转矩信号，转矩信号通过一阶滤波环节将高频成分截止，从而得到有效的转矩操控信号。通过调节参数可将机械产生的100Hz以上的频率截止，从而达到消除高频振动的效果。综上所述，利用双位反馈可使体系在全闭环和半闭环两种方法下进行，从而大大提高了体系的调节范围，也增加了体系的调节参数。从时间常数上可知，该体系可在停止状态下进行全闭环误差调整，在过渡状态下可进行半闭环调整。现以FANUC0-C为例，将详细参数调整进程进行简略介绍。首先设参数P8411#（DPFB）为1，即为选择双方位反馈功能；P8499为方位反馈的最大振幅，一般设置为0；P8478（分子）和P8479（分母）为中位转换环节的常数设置，可根据要求设置；P8480为一阶延时环节的参数设置代号，其设置范围为：10~300mS，一般设定为100mS摆布；P8481为零点幅度，一般情况下为0，但因振动可适当调高一点。双位反馈功能是一种比较灵活的误差修正方法，在体系调试进程中有很好的参数优化和保证体系稳定性的功能。机床体系的振动现象已成为数控全闭环体系的共同性问题。体系振动时会造成机床产生匍匐与振动故障，尤其在卧式带立柱的轴和旋转数控工作台轴其体系出现振动的频率较高。该问题已成为影响数控设备正常使用的重要要素之一。