详细解析伺服系统的功能所在

　　伺服系统功能

 

　　伺服系统可采集伺服系统多方面信息：速度环、位置环、圆度调试、刚性攻丝、陷波器、龙门同步、主轴升降速、变频器刚性攻丝、换刀时间、自定义图形采样、全闭环诊断、诊断记录以及调机报表等功能的数据信息。

 

　　伺服控制系统的“三环”控制从内到外依次是电流控制、速度控制和位置控制（见图5）。

 

　　因而伺服系统最先采集的是电流环、速度换及位置环的数据信息。工程人员依据数据信息，调试数控系统及驱动器参数，即：合理的提高伺服增益，保证伺服系统不出现振荡，使伺服系统与数控装置在高响应、高刚性下相互和谐工作；其次伺服系统采集伺服控制运行轴的加减速时间常数，工程人员依据数据调试数控系统及驱动器参数，实现机床加工零件时的高速、高精。

 

　　在伺服“三环”的高刚性下稳定运行后，相关事件常数设定正确，需要继续运行伺服系统对典型零件的加工误差信息进行采集，以此保证伺服和机械配合时的加工精度，重点验证的加工形状有圆形、方形以及90°折线接1/4的圆弧。

 

　　（1）利用伺服系统进行圆度调试，涵盖圆度、大小以及象限的调整。

 

　　圆度的调整：加工圆弧形状时，圆的轮廓成椭圆，其主要原因为插补的两运动轴存在动态不匹配的问题。在参数上引起该问题的原因包括以下几方面。

 

　　①参与插补的两轴加减速时间常数的类型、大小不一致（包括一般模式下，高速高精模式时插补前/插补后）。

 

　　②前馈功能使用与否，前馈补偿系数是否一致。

 

　　③位置比例增益设定是否一致。工程人员应用伺服系统对上述几条影响圆度的因素进行数据采集，同时用伺服系统对数据进行分析，调整影响圆度的参数，保证加工圆度零件尺寸合格（见图6）。

 

　　圆度大小调整：圆度大小，相对圆度问题，一般情况下对加工精度影响较小，起因主要是伺服滞后所带来的加工形状误差，伺服系统中可通过前馈补偿功能，适当设定较小插补时间常数等，改善伺服滞后所引起的加工形状误差。

 

　　圆象限的调整：圆象限的调整是伺服调整中较为困难的地方，实际加工中，对于加工过象限的位置出现象限条纹原因很多。过象限产生原因有在机床进给轴的传动过程中，由于反向间隙、摩擦等因素，造成电动机在反向运动时产生滞后现象，导致加工延时，此时加工圆弧的象限过渡处留下凸起的条纹。工程人员使用伺服调整软件反向间隙加速的调整功能第一步，将机床进给轴的位置环和速度环增益调整到合理值；第二步，设定反向间隙加减补偿量到速度环中，用以改善电动机由于传动环节的影响造成的滞后，降低在反向位置的偏差量（见图7）。

 

　　（2）利用伺服系统进行方形加工精度调试。

 

　　方形加工时出现拐角的地方，既要有较快的加工速度，又要有较好的加工质量，二者需要找到平衡点。此时通过伺服调整软件进行数据的采集，工程人员选择合理的参数进行设定，保证高速高精度的零件加工（见图8）。

 

　　（3）利用伺服系统进行90°折线接1/4的圆弧轨迹采集。

 

　　90°折线接1/4的圆弧程序主要是用来确认直线至圆弧或圆弧至直线相切时过渡处的加工精度，伺服系统主要使用依据圆弧半径减速功能确认速度和精度关系。