① FANUC 18I系統龍門加工中心,加裝旋轉工作台抖動問題
可以先嘗試加工輕一些的零件試試看情況是否相同?如輕載時沒問題可能跟你的電機扭矩配置過小有關。
伺服電機分為直流伺服電機和交流伺服電機。
伺服電機的抖動鳴叫跟本身機械結構(如直流伺服電機經常出現的電刷故障)、速度環問題(速度環積分增益、速度環比例增益、加速度反饋增益等參數設置不當或伺服系統的補償板和放大板故障)、負載慣量(導軌或絲桿出現問題)、電氣(制動沒打開,速度環反饋電壓不穩)有關!
電機不轉時很小的偏移會被速度環的比例增益放大,速度反饋產生相反轉矩使電機來回抖動。降低積分增益會使機床響應遲緩,剛性變壞。加速度反饋是利用電機速度反饋信號乘以加速度反饋增益(pa.2066)對轉矩命令進行補償實現對速度環振動控制。位置指令脈沖與反饋脈沖不相等時共同產生速度脈沖指令。A=F*Ks,F為指令脈沖頻率;Ks是位置環增益;A為加速脈沖。Xe=F/Ks,Xe為位置偏差脈沖。因此增益大速度就大,慣性力就大;增益越大,偏差越小,越易產生振動。
先檢查下制動是否打開!在FANUC系統中可以調節以下參數來消除由於參數設置不當引起的振動:pa.2021(負載慣量),pa.2044(加速度比例增益),pa.2066(加速度反饋增益)。
② 數控機床分為幾類
數控機床按照能夠控制的刀具與工件間相對運動的軌跡,數控機床可以分為點位控制數控機床、點位直線控制數控機床、輪廓控制數控機床等。
(1)點位控制數控機床。這類機床的數控裝置僅控制行程終點的坐標值,移動過程不進行任何切削加工。這類機床主要數控坐標鏜床、數控鑽床、數控沖床和數控測量機等。
(2)點位直線控制數控機床。這類機床工作時,不僅要控制兩相關點之距離,還要控制兩相關點軌跡。這類機床主要有簡易數控車床、數控鏜銑床和數控加工中心等。
(3)輪廓控制數控機床。這類機床的數控裝置能夠同時對兩個或兩個以上的坐標軸進行連續控制。
數控機床的伺服系統按其控制盯談方式,可分為開環、半閉環和全閉環三類,現結合相關精度分析如下:
1.開環進給系統
數控機床基本上不用開環進給系統。它雖然簡單,但如果負荷突然加大,或者脈沖頻率變化劇烈,則執行 不見得運動可能發生誤差,這就是常說的「失步」現象。
2.半閉環進給系統
半閉環系統的誤差,包括絲杠的導程誤差、絲杠軸承的軸向圓跳動、伺服系統的誤差和伺服系統閉環之外 ,還包括個機械環節彈性變形引起的誤差。
(1)定位精度計算
在進給系統內,存在各種干擾因素如摩擦力、切削力及慣性力等。伺服系統在這些因素的作用下,必然產 生位置偏差。為了抵抗這些干擾,伺服電動機必須提供一定的輸出力矩。這個力矩與位置偏差之比,成為伺服剛度kR,輸出量為伺服電動機的輸出轉矩,輸入為位置偏差角,單位為N·m/rad。伺服剛度kR為單位位置偏差,電動機能產生多大的轉矩以克服外界的干擾,凱鋒碰計算公式如下:
把這個伺服剛度kR折算至移動部件:
式中 i ——電動機到絲杠的傳動比。
計算出移動部件的伺服剛度k'R,滾珠絲杠副的接觸剛度kN,滾珠絲杠的最小拉壓剛度kKmin和絲杠軸承的軸 向接觸剛基早度kT後,按彈簧串聯原則合成:
半閉環進給系統的定位精度實在無切削空載條件下檢驗的。因此,載荷只是導軌的摩擦力Ff,因Ff而引起 的誤差δ為:
δ=Ff/kΣ
δ加上絲杠任意300mm內的導程公差和軸承的軸向跳動,不應超過要求的定位公差。
(2)重復定位精度計算
如果伺服系統施加在移動部件上的力不超過導軌間的最大靜摩擦力Fst,則移動部件是不動的。靜摩擦力 除以系統綜合剛度,就是不靈敏區(死區)△。△就是最大重復定位誤差:
△=±Fst/kΣ
(3)提高定位精度的途徑
經過計算,如果發現定位精度不夠,可以通過下列途徑來提高:①提高絲杠精度;②提高各環節的剛度。
應先考慮提高剛度較低的環節的剛度。如果伺服剛度較低,可適當加大系統增益Ks。但是剛度過大,可能 會引起系統振盪。提高機械環節的剛度可以有下列途徑:適當加大絲杠直徑;增加滾珠的圈數和列數;改 一端軸向固定為兩端固定;改變推力角接觸軸承的組配方式。
如果上述措施都不奏效,則說明半閉環系統已不能滿足要求,應改用全閉環系統。
3.全閉環進給系統
各機械傳動環節都已包括在閉環之內,其誤差可由閉環系統糾正。閉環系統的誤差為反饋裝置(如光柵、 感應同步器等)的誤差和伺服系統的誤差,這是無法避免的。
③ 滾珠絲杠選型
滾珠絲杠是將回轉運動轉化為直線運動,或將直線運動轉化為回轉運動的理想的產品。選擇定製加工滾珠絲杠認准鈦浩機械,專業品質保障,因為專業,所以卓越!滾珠絲杠是工具機械和精密機械上最常使用的傳動元件,其主要功能是將旋轉運動轉換成線性運動,或將扭矩轉換成軸向反復作用力,同時兼具高精度、可逆性和高效率的特點。由於具有很小的摩擦阻力,滾珠絲杠被廣泛應用於各種工業設備和精密儀器!
滾珠絲杠規格型號選型的11個要點:
1、確定定位精度。
2、通過馬達及對速度的要求來確定絲杠導程。
3、查看螺母尺寸確定行程及相關絲杠軸端數據。
4、通過負載及速度分布(加減速)來確定平均軸向力和轉速。
5、通過平均軸向力確定預壓力。
6、預期壽命,軸向負荷,轉速確定動額定負荷。
7、基本動額定負荷,導程,臨界轉速,DmN值限制確定絲杠外徑及螺母形式。
8、外徑,螺母,預壓,負荷確定剛性(機台設計)。
9、環境溫度,螺母總長確定熱變及累積導程。
10、絲杠剛性,熱變位確定預拉力。
11、機床最高速度,溫升時間,絲杠規格確定馬達驅動扭矩及規格。
滾珠絲杠種類的選擇:
目前滾珠絲杠副的性價比已經相當高,無特別大的載荷要求時,都選擇滾珠絲杠副,它具有價格相對便宜,效率高,精度可選范圍廣、尺寸標准化安裝方便等優點。在精度要求不是太高時,通常選擇冷軋滾珠絲杠副,以便降低成本;在精度要求高或載荷超過冷軋絲杠最大規格額定載荷時需選擇磨製或旋銑滾珠絲杠副。不管何類滾珠絲杠副,螺母的尺寸盡量在系列規格中選擇,以降低成本縮短貨期。
滾珠絲杠精度級別的選擇:
滾珠絲杠副在用於純傳動時,通常選用「T」類(即機械手冊中提到的傳動類),其精度級別一般可選「T5」級(周期偏差在1絲以下),「T7」級或「T10」級,其總長范圍內偏差一般無要求(可不考慮加工時溫差等對行程精度的影響,便於加工)。因而,價格較低(建議選「T7」,且上述3種級別的價格差不大);在用於精密定位傳動(有行程上的定位要求)時,則要選擇「P」類(即機械手冊中提到的定位類),精度級別要在「P1」、「P2」、「P3」、「P4」、「P5」級(精度依次降低),其中「P1」、「P2」級價格很貴,一般用於非常精密的工作母機或要求很高的場合,多數情況下開環使用(非母機),而「P3」、「P4」級在高精度機床中用得最多、最廣,需要很高精度時一般加裝光柵,需要較高精度時開環使用也很好,「P5」則使用大多數數控機床及其改造,如數控車,數控銑、鏜,數控磨以及各種配合數控裝置的傳動機構,需要時也可加裝光柵(因「5」級的「任意300mm行程的偏差為0.023」,且曲線平滑,在很多實際案例中,配合光柵效果非常好)。
滾珠絲杠規格的選擇:
首先當然是要選有足夠載荷(動載和靜載)的規格。根據使用狀態,選擇符合條件的規格。同時(重點),如果選用的是磨製或旋銑滾珠絲杠副(冷軋的不需要考慮長徑比),要估算長徑比(絲杠總長除以螺紋公稱直徑的比值),但因長度在設計時已確定,在規格的確定上需要調整,原則上使其長徑比小於50,(理論上長徑比越小越好,對「P」類絲杠而言,長徑比越小越利於加工和保證各項形位公差,故單位價格越便宜)。所以「規格越小不等於越便宜」。
滾珠絲杠預緊方式的選擇:
對於純傳動的情況,一般要求傳動靈活,允許有一定返向間隙(不大,一般為幾絲),多選用單螺母,它價格相對便宜、傳動更靈活;對於不允許有返向間隙的精密傳動的情況,則需選擇雙螺母預緊,它能調整預緊力的大小,保持性好,並能夠重復調整;另外,在行程空間受限制的情況下,也可選用變位導程預緊(俗稱錯距預緊),該方式預緊力較小,且難以重復調整,一般不選。
滾珠絲杠導程的選擇:
選擇導程跟所需要的運動速度、系統等有關,通常在:4、5、6、8、10、12、20中選擇,規格較大,導程一般也可選擇較大(主要考慮承載牙厚)。在速度滿足的情況下,一般選擇較小導程(利於提高控制精度);對於要求高速度的場合,導程可以超過20,對磨製絲杠而言導程一般可做到約等於公稱直徑(受磨削螺旋升角限制),如32(32*32)、40(40*40)等,當然也可以更大(非磨削,但極少考慮)。導程越大,同條件下旋轉分力越大,周期誤差被放大,速度越快。故一般速度很高的場合要求的是靈活,而放棄部分精度訴求,對間隙要求意義變小(導程精度偏差增大),因此,大導程絲杠一般都是單螺母。
完整的滾珠絲杠副設計選型,除了要考慮傳動行程(間接影響其他性能參數)、導程(結合設計速度和馬達轉速選取)、使用狀態(影響受力情況),額定載荷(尤其是動載荷將影響壽命)、部件剛度(影響定位精度和重復定位精度)、安裝形式(力系組成和力學模型)、載荷脈動情況(與靜載荷一同考慮決定安全性),形狀特性(影響工藝性和安裝)等因素外,還需要對所選的規格的重復定位精度、定位精度、壓桿穩定性、極限轉速、峰值靜載荷以及循環系統極限速率(Dn值)等進行校核,進行修正選擇後才能得到完全適用的規格,進而確定馬達、軸承等關聯件的特徵參數。
針對滾珠絲杠副的選型涉及多種復雜條件,用戶科學選型的難度較大,本站特推出「自動在線選型計算」模塊,通過該模塊可以根據用戶輸入的設計初始條件,自動在典型滾珠絲杠副規格庫中綜合計算、智能選型,並作重復定位精度、壓桿穩定性、定位精度、極限轉速、最大靜載荷及循環系統Dn值等所有項目的校驗,給出完全合格的篩選結果。為協助作對比選擇,該模塊還包括條件調整的指導性提示,當完全合格的規格數量較少時還能自動提示「對選型結果影響最大的參數」供針對性調整,以輔助選擇最佳規格。