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消除數(shù)控加工輪廓誤差的一種方法

 想弄清楚 2012-04-26
 

圖1
圖2
我廠采用FANUC—0T數(shù)控系統(tǒng)改造了1臺(tái)C6163普通車床，加工圖1所示工件時(shí)，發(fā)現(xiàn)R10mm圓弧產(chǎn)生輪廓誤差。在排除了產(chǎn)生輪廓誤差的其他原因后，分析是電氣系統(tǒng)滯后造成的。 圖2為切圓時(shí)的軌跡誤差。 加工圓時(shí)由于伺服系統(tǒng)的徑向滯后，造成的輪廓(形狀)誤差DR1(單位：mm)為
DR1= 進(jìn)給速度2
2×位置增益2×半徑
除DR1外，兩軸插補(bǔ)后減速時(shí)引起輪廓誤差DR2。DR=DR1+DR2誤差計(jì)算，加工R10圓弧時(shí)，切削參數(shù)S=100r/min;F=1mm/min,位置增益1/40，則
DR1= (1/60)2 =0.022
2×(1/40)2×10
圖3為帶前饋功能的伺服系統(tǒng)框圖。

VFF—速度環(huán)前饋系數(shù)a—前饋系數(shù)
圖3
由于增加前饋控制項(xiàng)a，使系統(tǒng)的位置誤差乘了一個(gè)系數(shù)(1-a)，即
位置誤差= 進(jìn)給速度 ×(1-a2)
最小檢測(cè)單位×位置增益
加入了前饋后，加工圓時(shí)由于伺服系統(tǒng)的徑向滯后，造成的輪廓(形狀)誤差為
DR2= 進(jìn)給速度 ×(1-a2)
2×位置增益2×半徑
假設(shè)a取0.8時(shí)，DR1將減小到原誤差的36%。因此，應(yīng)用系統(tǒng)的相位誤差壓縮功能中的前饋設(shè)定可減小輪廓誤差。
通過以上分析，前饋量加大時(shí)，會(huì)使伺服系統(tǒng)的滯后引起的形狀誤差DR1減小，理論上a=1，形狀誤差應(yīng)為0。但是由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩是有極限的，a不能取1，且不能取太大，否則會(huì)使DR2加大。因此必須計(jì)算選擇好參數(shù)，調(diào)整方法如下。
  1. 設(shè)定參數(shù)使PI控制和前饋功能有效
設(shè)定 NO.1808參數(shù) PIEN(b3)=1 NO.1833參數(shù) FEED(b1)=1
  • 設(shè)定前饋系數(shù)NO. 1961，取a=0.8
    速度脈沖數(shù)(8192) 0.8×4096×8192/1250=2128
    電機(jī)一轉(zhuǎn)位置反饋脈沖數(shù)(1250)
  • 設(shè)定速度環(huán)前饋系統(tǒng) 速度環(huán)前饋系數(shù)
    VFEIT=(PK2V)× 負(fù)載慣量+轉(zhuǎn)子慣量 × 0.4×2000 ≈105
    轉(zhuǎn)子慣量 8192
    理論分析a取0.8時(shí)，形狀誤差DR1(mm)將減小到原值的36%。進(jìn)給速度F=1mm/min。R=10mm。位置增益1/40。
    DR2= (1/60)2 ×(1-0.8)2≈0.008
    2×(1/40)2×10
    根據(jù)實(shí)際檢驗(yàn)，形狀誤差基本上消除。以上是我們?cè)趯?shí)際調(diào)試中，應(yīng)用系統(tǒng)的一個(gè)基本功能減小加工中產(chǎn)生的輪廓誤差。如要進(jìn)一步減小輪廓誤差，F(xiàn)ANUC系統(tǒng)還有幾種功能設(shè)定可以應(yīng)用     
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