《CNC dəzgahlarının salınmasının aradan qaldırılması üsulları》
Müasir sənaye istehsalında CNC dəzgahları mühüm rol oynayır. Bununla belə, rəqs problemi tez-tez operatorları və istehsalçıları narahat edir. CNC dəzgahlarının salınmasının səbəbləri nisbətən mürəkkəbdir. Mexanik aspektdə çıxarılmayan ötürmə boşluqları, elastik deformasiya və sürtünmə müqaviməti kimi bir çox amillərlə yanaşı, servo sistemin müvafiq parametrlərinin təsiri də mühüm cəhətdir. İndi CNC dəzgah istehsalçısı CNC dəzgahlarının salınmasını aradan qaldırmaq üsullarını ətraflı şəkildə təqdim edəcəkdir.
I. Mövqe loop qazancının azaldılması
Proporsional-inteqral-törəmə nəzarətçi, CNC dəzgahlarında həlledici rol oynayan çoxfunksiyalı nəzarətçidir. O, yalnız cərəyan və gərginlik siqnallarında mütənasib qazanc əldə etməklə yanaşı, çıxış siqnalının gecikmə və ya aparıcı problemini də tənzimləyə bilər. Çıxış cərəyanının və gərginliyin geridə qalması və ya aparıcı olması səbəbindən bəzən salınım xətaları baş verir. Bu zaman PID çıxış cərəyanının və gərginliyin fazasını tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər.
Mövqeyi döngə qazancı CNC dəzgahlarının idarəetmə sistemində əsas parametrdir. Mövqe loop qazancı çox yüksək olduqda, sistem mövqe səhvlərinə həddindən artıq həssasdır və salınmaya səbəb olur. Mövqe loop qazancının azaldılması sistemin cavab sürətini azalda bilər və beləliklə, salınma ehtimalını azalda bilər.
Mövqeyi döngə qazancını tənzimləyərkən, onu xüsusi dəzgah modeli və emal tələblərinə uyğun olaraq əsaslı şəkildə təyin etmək lazımdır. Ümumiyyətlə, mövqe döngəsinin qazancı əvvəlcə nisbətən aşağı səviyyəyə endirilə bilər, sonra isə emal dəqiqliyi tələblərinə cavab verə bilən və salınımdan qaça biləcək optimal dəyər tapılana qədər dəzgahın işini müşahidə edərkən tədricən artırıla bilər.
Proporsional-inteqral-törəmə nəzarətçi, CNC dəzgahlarında həlledici rol oynayan çoxfunksiyalı nəzarətçidir. O, yalnız cərəyan və gərginlik siqnallarında mütənasib qazanc əldə etməklə yanaşı, çıxış siqnalının gecikmə və ya aparıcı problemini də tənzimləyə bilər. Çıxış cərəyanının və gərginliyin geridə qalması və ya aparıcı olması səbəbindən bəzən salınım xətaları baş verir. Bu zaman PID çıxış cərəyanının və gərginliyin fazasını tənzimləmək üçün istifadə edilə bilər.
Mövqeyi döngə qazancı CNC dəzgahlarının idarəetmə sistemində əsas parametrdir. Mövqe loop qazancı çox yüksək olduqda, sistem mövqe səhvlərinə həddindən artıq həssasdır və salınmaya səbəb olur. Mövqe loop qazancının azaldılması sistemin cavab sürətini azalda bilər və beləliklə, salınma ehtimalını azalda bilər.
Mövqeyi döngə qazancını tənzimləyərkən, onu xüsusi dəzgah modeli və emal tələblərinə uyğun olaraq əsaslı şəkildə təyin etmək lazımdır. Ümumiyyətlə, mövqe döngəsinin qazancı əvvəlcə nisbətən aşağı səviyyəyə endirilə bilər, sonra isə emal dəqiqliyi tələblərinə cavab verə bilən və salınımdan qaça biləcək optimal dəyər tapılana qədər dəzgahın işini müşahidə edərkən tədricən artırıla bilər.
II. Qapalı dövrəli servo sisteminin parametrlərinin tənzimlənməsi
Yarı qapalı dövrəli servo sistem
Bəzi CNC servo sistemləri yarı qapalı dövrəli cihazlardan istifadə edir. Yarımqapalı dövrəli servo sistemini tənzimləyərkən, yerli yarımqapalı dövrə sisteminin salınmamasını təmin etmək lazımdır. Tam qapalı dövrəli servo sistem yerli yarı qapalı dövrə sisteminin sabit olması şərti ilə parametr tənzimləməsini həyata keçirdiyi üçün, ikisi tənzimləmə üsullarında oxşardır.
Yarı qapalı dövrəli servo sistem mühərrikin fırlanma bucağını və ya sürətini aşkar edərək, dəzgahın mövqe məlumatını dolayı yolla geri qaytarır. Parametrləri tənzimləyərkən aşağıdakı aspektlərə diqqət yetirmək lazımdır:
(1) Sürət dövrəsinin parametrləri: Sürət dövrəsi qazancının və inteqral vaxt sabitinin parametrləri sistemin sabitliyinə və cavab sürətinə böyük təsir göstərir. Həddindən artıq yüksək sürətli dövrə qazanması sistemin çox sürətli reaksiyasına səbəb olacaq və salınım yaratmağa meyllidir; çox uzun inteqral vaxt sabiti isə sistemin reaksiyasını ləngidir və emal səmərəliliyinə təsir edir.
(2) Mövqe dövrəsinin parametrləri: Mövqe dövrəsinin qazancının və filtr parametrlərinin tənzimlənməsi sistemin mövqe dəqiqliyini və sabitliyini yaxşılaşdıra bilər. Çox yüksək mövqe döngə qazancı salınmaya səbəb olacaq və filtr əks əlaqə siqnalında yüksək tezlikli səs-küyü süzə və sistemin sabitliyini yaxşılaşdıra bilər.
Tam qapalı dövrəli servo sistem
Tam qapalı dövrəli servo sistemi dəzgahın faktiki vəziyyətini birbaşa aşkar edərək dəqiq mövqe nəzarətini həyata keçirir. Tam qapalı dövrəli servo sistemini tənzimləyərkən sistemin sabitliyini və dəqiqliyini təmin etmək üçün parametrləri daha diqqətlə seçmək lazımdır.
Tam qapalı dövrəli servo sisteminin parametrlərinin tənzimlənməsi əsasən aşağıdakı aspektləri əhatə edir:
(1) Mövqe dövrəsinin qazancı: Yarı qapalı dövrə sisteminə bənzər, çox yüksək mövqe dövrə qazancı salınmaya səbəb olacaq. Bununla belə, tam qapalı dövrə sistemi mövqe səhvlərini daha dəqiq aşkar etdiyi üçün, sistemin mövqe dəqiqliyini yaxşılaşdırmaq üçün mövqe dövrəsinin qazancı nisbətən yüksək təyin edilə bilər.
(2) Sürət dövrəsinin parametrləri: Sürət dövrəsinin qazancının və inteqral vaxt sabitinin parametrləri dəzgahın dinamik xüsusiyyətlərinə və emal tələblərinə uyğun olaraq tənzimlənməlidir. Ümumiyyətlə, sistemin cavab sürətini yaxşılaşdırmaq üçün sürət dövrəsinin qazancını yarı qapalı dövrə sistemindən bir qədər yüksək təyin etmək olar.
(3) Filtr parametrləri: Tam qapalı dövrə sistemi geribildirim siqnalında səs-küyə daha həssasdır, ona görə də səs-küyü süzmək üçün müvafiq filtr parametrləri təyin edilməlidir. Süzgəcin növü və parametr seçimi xüsusi tətbiq ssenarisinə uyğun olaraq tənzimlənməlidir.
Yarı qapalı dövrəli servo sistem
Bəzi CNC servo sistemləri yarı qapalı dövrəli cihazlardan istifadə edir. Yarımqapalı dövrəli servo sistemini tənzimləyərkən, yerli yarımqapalı dövrə sisteminin salınmamasını təmin etmək lazımdır. Tam qapalı dövrəli servo sistem yerli yarı qapalı dövrə sisteminin sabit olması şərti ilə parametr tənzimləməsini həyata keçirdiyi üçün, ikisi tənzimləmə üsullarında oxşardır.
Yarı qapalı dövrəli servo sistem mühərrikin fırlanma bucağını və ya sürətini aşkar edərək, dəzgahın mövqe məlumatını dolayı yolla geri qaytarır. Parametrləri tənzimləyərkən aşağıdakı aspektlərə diqqət yetirmək lazımdır:
(1) Sürət dövrəsinin parametrləri: Sürət dövrəsi qazancının və inteqral vaxt sabitinin parametrləri sistemin sabitliyinə və cavab sürətinə böyük təsir göstərir. Həddindən artıq yüksək sürətli dövrə qazanması sistemin çox sürətli reaksiyasına səbəb olacaq və salınım yaratmağa meyllidir; çox uzun inteqral vaxt sabiti isə sistemin reaksiyasını ləngidir və emal səmərəliliyinə təsir edir.
(2) Mövqe dövrəsinin parametrləri: Mövqe dövrəsinin qazancının və filtr parametrlərinin tənzimlənməsi sistemin mövqe dəqiqliyini və sabitliyini yaxşılaşdıra bilər. Çox yüksək mövqe döngə qazancı salınmaya səbəb olacaq və filtr əks əlaqə siqnalında yüksək tezlikli səs-küyü süzə və sistemin sabitliyini yaxşılaşdıra bilər.
Tam qapalı dövrəli servo sistem
Tam qapalı dövrəli servo sistemi dəzgahın faktiki vəziyyətini birbaşa aşkar edərək dəqiq mövqe nəzarətini həyata keçirir. Tam qapalı dövrəli servo sistemini tənzimləyərkən sistemin sabitliyini və dəqiqliyini təmin etmək üçün parametrləri daha diqqətlə seçmək lazımdır.
Tam qapalı dövrəli servo sisteminin parametrlərinin tənzimlənməsi əsasən aşağıdakı aspektləri əhatə edir:
(1) Mövqe dövrəsinin qazancı: Yarı qapalı dövrə sisteminə bənzər, çox yüksək mövqe dövrə qazancı salınmaya səbəb olacaq. Bununla belə, tam qapalı dövrə sistemi mövqe səhvlərini daha dəqiq aşkar etdiyi üçün, sistemin mövqe dəqiqliyini yaxşılaşdırmaq üçün mövqe dövrəsinin qazancı nisbətən yüksək təyin edilə bilər.
(2) Sürət dövrəsinin parametrləri: Sürət dövrəsinin qazancının və inteqral vaxt sabitinin parametrləri dəzgahın dinamik xüsusiyyətlərinə və emal tələblərinə uyğun olaraq tənzimlənməlidir. Ümumiyyətlə, sistemin cavab sürətini yaxşılaşdırmaq üçün sürət dövrəsinin qazancını yarı qapalı dövrə sistemindən bir qədər yüksək təyin etmək olar.
(3) Filtr parametrləri: Tam qapalı dövrə sistemi geribildirim siqnalında səs-küyə daha həssasdır, ona görə də səs-küyü süzmək üçün müvafiq filtr parametrləri təyin edilməlidir. Süzgəcin növü və parametr seçimi xüsusi tətbiq ssenarisinə uyğun olaraq tənzimlənməlidir.
III. Yüksək tezlikli bastırma funksiyasının qəbul edilməsi
Yuxarıdakı müzakirə aşağı tezlikli salınım üçün parametrlərin optimallaşdırılması üsulu haqqındadır. Bəzən CNC dəzgahlarının CNC sistemi mexaniki hissədəki müəyyən salınım səbəblərinə görə yüksək tezlikli harmonikləri ehtiva edən əks siqnallar yaradacaq ki, bu da çıxış torkunu sabit deyil və beləliklə də vibrasiya yaradır. Bu yüksək tezlikli salınım vəziyyəti üçün fırlanma anı filtri olan sürət dövrəsinə birinci dərəcəli aşağı keçidli filtrləmə bağlantısı əlavə edilə bilər.
Fırlanma anı filtri geribildirim siqnalında yüksək tezlikli harmonikləri effektiv şəkildə süzə bilər, çıxış torkunu daha sabit edir və beləliklə, vibrasiyanı azaldır. Tork filtrinin parametrlərini seçərkən aşağıdakı amillər nəzərə alınmalıdır:
(1) Kəsmə tezliyi: Kəsmə tezliyi filtrin yüksək tezlikli siqnallara zəifləmə dərəcəsini müəyyən edir. Çox aşağı kəsmə tezliyi sistemin cavab sürətinə təsir edəcək, çox yüksək kəsmə tezliyi isə yüksək tezlikli harmonikləri effektiv şəkildə süzgəcdən keçirə bilməyəcək.
(2) Filtr növü: Ümumi filtr növlərinə Butterworth filtri, Çebışev filtri və s. daxildir. Müxtəlif növ filtrlər müxtəlif tezlik reaksiya xüsusiyyətlərinə malikdir və xüsusi tətbiq ssenarisinə uyğun olaraq seçilməlidir.
(3) Filtr sırası: Filtr sırası nə qədər yüksək olarsa, yüksək tezlikli siqnallarda zəifləmə effekti bir o qədər yaxşı olar, lakin eyni zamanda sistemin hesablama yükünü də artıracaqdır. Filtr sırasını seçərkən sistemin performansını və hesablama resurslarını hərtərəfli nəzərə almaq lazımdır.
Yuxarıdakı müzakirə aşağı tezlikli salınım üçün parametrlərin optimallaşdırılması üsulu haqqındadır. Bəzən CNC dəzgahlarının CNC sistemi mexaniki hissədəki müəyyən salınım səbəblərinə görə yüksək tezlikli harmonikləri ehtiva edən əks siqnallar yaradacaq ki, bu da çıxış torkunu sabit deyil və beləliklə də vibrasiya yaradır. Bu yüksək tezlikli salınım vəziyyəti üçün fırlanma anı filtri olan sürət dövrəsinə birinci dərəcəli aşağı keçidli filtrləmə bağlantısı əlavə edilə bilər.
Fırlanma anı filtri geribildirim siqnalında yüksək tezlikli harmonikləri effektiv şəkildə süzə bilər, çıxış torkunu daha sabit edir və beləliklə, vibrasiyanı azaldır. Tork filtrinin parametrlərini seçərkən aşağıdakı amillər nəzərə alınmalıdır:
(1) Kəsmə tezliyi: Kəsmə tezliyi filtrin yüksək tezlikli siqnallara zəifləmə dərəcəsini müəyyən edir. Çox aşağı kəsmə tezliyi sistemin cavab sürətinə təsir edəcək, çox yüksək kəsmə tezliyi isə yüksək tezlikli harmonikləri effektiv şəkildə süzgəcdən keçirə bilməyəcək.
(2) Filtr növü: Ümumi filtr növlərinə Butterworth filtri, Çebışev filtri və s. daxildir. Müxtəlif növ filtrlər müxtəlif tezlik reaksiya xüsusiyyətlərinə malikdir və xüsusi tətbiq ssenarisinə uyğun olaraq seçilməlidir.
(3) Filtr sırası: Filtr sırası nə qədər yüksək olarsa, yüksək tezlikli siqnallarda zəifləmə effekti bir o qədər yaxşı olar, lakin eyni zamanda sistemin hesablama yükünü də artıracaqdır. Filtr sırasını seçərkən sistemin performansını və hesablama resurslarını hərtərəfli nəzərə almaq lazımdır.
Bundan əlavə, CNC dəzgahlarının salınmasını daha da aradan qaldırmaq üçün aşağıdakı tədbirlər də görülə bilər:
Mexanik quruluşu optimallaşdırın
Dəzgahın mexaniki hissələrini, məsələn, istiqamətləndirici relslər, aparıcı vintlər, podşipniklər və s., onların quraşdırılması dəqiqliyinin və uyğunluq boşluğunun tələblərə cavab verdiyini yoxlayın. Çox köhnəlmiş hissələr üçün onları vaxtında dəyişdirin və ya təmir edin. Eyni zamanda, mexaniki vibrasiyanın əmələ gəlməsini azaltmaq üçün dəzgahın əks çəkisini və balansını əsaslı şəkildə tənzimləyin.
Nəzarət sisteminin anti-müdaxilə qabiliyyətini təkmilləşdirin
CNC dəzgahlarının idarəetmə sistemi elektromaqnit müdaxiləsi, gücün dəyişməsi və s. kimi xarici müdaxilələrdən asanlıqla təsirlənir. İdarəetmə sisteminin müdaxilə əleyhinə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün aşağıdakı tədbirlər görülə bilər:
(1) Elektromaqnit müdaxiləsinin təsirini azaltmaq üçün qorunan kabellər və torpaqlama tədbirləri qəbul edin.
(2) Enerji təchizatı gərginliyini sabitləşdirmək üçün güc filtrləri quraşdırın.
(3) Sistemin anti-müdaxilə performansını yaxşılaşdırmaq üçün idarəetmə sisteminin proqram təminatı alqoritmini optimallaşdırın.
Daimi texniki qulluq və qulluq
CNC dəzgahlarına mütəmadi olaraq texniki qulluq və texniki qulluq göstərmək, dəzgahın müxtəlif hissələrini təmizləmək, yağlama sisteminin və soyutma sisteminin iş şəraitini yoxlamaq, köhnəlmiş hissələri və sürtkü yağını vaxtında dəyişdirmək. Bu, dəzgahın sabit işləməsini təmin edə və salınmanın baş verməsini azalda bilər.
Mexanik quruluşu optimallaşdırın
Dəzgahın mexaniki hissələrini, məsələn, istiqamətləndirici relslər, aparıcı vintlər, podşipniklər və s., onların quraşdırılması dəqiqliyinin və uyğunluq boşluğunun tələblərə cavab verdiyini yoxlayın. Çox köhnəlmiş hissələr üçün onları vaxtında dəyişdirin və ya təmir edin. Eyni zamanda, mexaniki vibrasiyanın əmələ gəlməsini azaltmaq üçün dəzgahın əks çəkisini və balansını əsaslı şəkildə tənzimləyin.
Nəzarət sisteminin anti-müdaxilə qabiliyyətini təkmilləşdirin
CNC dəzgahlarının idarəetmə sistemi elektromaqnit müdaxiləsi, gücün dəyişməsi və s. kimi xarici müdaxilələrdən asanlıqla təsirlənir. İdarəetmə sisteminin müdaxilə əleyhinə qabiliyyətini yaxşılaşdırmaq üçün aşağıdakı tədbirlər görülə bilər:
(1) Elektromaqnit müdaxiləsinin təsirini azaltmaq üçün qorunan kabellər və torpaqlama tədbirləri qəbul edin.
(2) Enerji təchizatı gərginliyini sabitləşdirmək üçün güc filtrləri quraşdırın.
(3) Sistemin anti-müdaxilə performansını yaxşılaşdırmaq üçün idarəetmə sisteminin proqram təminatı alqoritmini optimallaşdırın.
Daimi texniki qulluq və qulluq
CNC dəzgahlarına mütəmadi olaraq texniki qulluq və texniki qulluq göstərmək, dəzgahın müxtəlif hissələrini təmizləmək, yağlama sisteminin və soyutma sisteminin iş şəraitini yoxlamaq, köhnəlmiş hissələri və sürtkü yağını vaxtında dəyişdirmək. Bu, dəzgahın sabit işləməsini təmin edə və salınmanın baş verməsini azalda bilər.
Yekun olaraq, CNC dəzgahlarının salınmasının aradan qaldırılması mexaniki və elektrik amillərinin hərtərəfli nəzərə alınmasını tələb edir. Servo sistemin parametrlərini ağlabatan şəkildə tənzimləmək, yüksək tezlikli bastırma funksiyasını qəbul etmək, mexaniki quruluşu optimallaşdırmaq, idarəetmə sisteminin anti-müdaxilə qabiliyyətini artırmaq və müntəzəm texniki xidmət və texniki xidmət göstərməklə salınmanın baş verməsi effektiv şəkildə azaldıla bilər və dəzgahın emal dəqiqliyi və sabitliyi yaxşılaşdırıla bilər.