① FANUC 18I系统龙门加工中心,加装旋转工作台抖动问题
可以先尝试加工轻一些的零件试试看情况是否相同?如轻载时没问题可能跟你的电机扭矩配置过小有关。
伺服电机分为直流伺服电机和交流伺服电机。
伺服电机的抖动鸣叫跟本身机械结构(如直流伺服电机经常出现的电刷故障)、速度环问题(速度环积分增益、速度环比例增益、加速度反馈增益等参数设置不当或伺服系统的补偿板和放大板故障)、负载惯量(导轨或丝杆出现问题)、电气(制动没打开,速度环反馈电压不稳)有关!
电机不转时很小的偏移会被速度环的比例增益放大,速度反馈产生相反转矩使电机来回抖动。降低积分增益会使机床响应迟缓,刚性变坏。加速度反馈是利用电机速度反馈信号乘以加速度反馈增益(pa.2066)对转矩命令进行补偿实现对速度环振动控制。位置指令脉冲与反馈脉冲不相等时共同产生速度脉冲指令。A=F*Ks,F为指令脉冲频率;Ks是位置环增益;A为加速脉冲。Xe=F/Ks,Xe为位置偏差脉冲。因此增益大速度就大,惯性力就大;增益越大,偏差越小,越易产生振动。
先检查下制动是否打开!在FANUC系统中可以调节以下参数来消除由于参数设置不当引起的振动:pa.2021(负载惯量),pa.2044(加速度比例增益),pa.2066(加速度反馈增益)。
② 数控机床分为几类
数控机床按照能够控制的刀具与工件间相对运动的轨迹,数控机床可以分为点位控制数控机床、点位直线控制数控机床、轮廓控制数控机床等。
(1)点位控制数控机床。这类机床的数控装置仅控制行程终点的坐标值,移动过程不进行任何切削加工。这类机床主要数控坐标镗床、数控钻床、数控冲床和数控测量机等。
(2)点位直线控制数控机床。这类机床工作时,不仅要控制两相关点之距离,还要控制两相关点轨迹。这类机床主要有简易数控车床、数控镗铣床和数控加工中心等。
(3)轮廓控制数控机床。这类机床的数控装置能够同时对两个或两个以上的坐标轴进行连续控制。
数控机床的伺服系统按其控制盯谈方式,可分为开环、半闭环和全闭环三类,现结合相关精度分析如下:
1.开环进给系统
数控机床基本上不用开环进给系统。它虽然简单,但如果负荷突然加大,或者脉冲频率变化剧烈,则执行 不见得运动可能发生误差,这就是常说的“失步”现象。
2.半闭环进给系统
半闭环系统的误差,包括丝杠的导程误差、丝杠轴承的轴向圆跳动、伺服系统的误差和伺服系统闭环之外 ,还包括个机械环节弹性变形引起的误差。
(1)定位精度计算
在进给系统内,存在各种干扰因素如摩擦力、切削力及惯性力等。伺服系统在这些因素的作用下,必然产 生位置偏差。为了抵抗这些干扰,伺服电动机必须提供一定的输出力矩。这个力矩与位置偏差之比,成为伺服刚度kR,输出量为伺服电动机的输出转矩,输入为位置偏差角,单位为N·m/rad。伺服刚度kR为单位位置偏差,电动机能产生多大的转矩以克服外界的干扰,凯锋碰计算公式如下:
把这个伺服刚度kR折算至移动部件:
式中 i ——电动机到丝杠的传动比。
计算出移动部件的伺服刚度k'R,滚珠丝杠副的接触刚度kN,滚珠丝杠的最小拉压刚度kKmin和丝杠轴承的轴 向接触刚基早度kT后,按弹簧串联原则合成:
半闭环进给系统的定位精度实在无切削空载条件下检验的。因此,载荷只是导轨的摩擦力Ff,因Ff而引起 的误差δ为:
δ=Ff/kΣ
δ加上丝杠任意300mm内的导程公差和轴承的轴向跳动,不应超过要求的定位公差。
(2)重复定位精度计算
如果伺服系统施加在移动部件上的力不超过导轨间的最大静摩擦力Fst,则移动部件是不动的。静摩擦力 除以系统综合刚度,就是不灵敏区(死区)△。△就是最大重复定位误差:
△=±Fst/kΣ
(3)提高定位精度的途径
经过计算,如果发现定位精度不够,可以通过下列途径来提高:①提高丝杠精度;②提高各环节的刚度。
应先考虑提高刚度较低的环节的刚度。如果伺服刚度较低,可适当加大系统增益Ks。但是刚度过大,可能 会引起系统振荡。提高机械环节的刚度可以有下列途径:适当加大丝杠直径;增加滚珠的圈数和列数;改 一端轴向固定为两端固定;改变推力角接触轴承的组配方式。
如果上述措施都不奏效,则说明半闭环系统已不能满足要求,应改用全闭环系统。
3.全闭环进给系统
各机械传动环节都已包括在闭环之内,其误差可由闭环系统纠正。闭环系统的误差为反馈装置(如光栅、 感应同步器等)的误差和伺服系统的误差,这是无法避免的。
③ 滚珠丝杠选型
滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动,或将直线运动转化为回转运动的理想的产品。选择定制加工滚珠丝杠认准钛浩机械,专业品质保障,因为专业,所以卓越!滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件,其主要功能是将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力,滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器!
滚珠丝杠规格型号选型的11个要点:
1、确定定位精度。
2、通过马达及对速度的要求来确定丝杠导程。
3、查看螺母尺寸确定行程及相关丝杠轴端数据。
4、通过负载及速度分布(加减速)来确定平均轴向力和转速。
5、通过平均轴向力确定预压力。
6、预期寿命,轴向负荷,转速确定动额定负荷。
7、基本动额定负荷,导程,临界转速,DmN值限制确定丝杠外径及螺母形式。
8、外径,螺母,预压,负荷确定刚性(机台设计)。
9、环境温度,螺母总长确定热变及累积导程。
10、丝杠刚性,热变位确定预拉力。
11、机床最高速度,温升时间,丝杠规格确定马达驱动扭矩及规格。
滚珠丝杠种类的选择:
目前滚珠丝杠副的性价比已经相当高,无特别大的载荷要求时,都选择滚珠丝杠副,它具有价格相对便宜,效率高,精度可选范围广、尺寸标准化安装方便等优点。在精度要求不是太高时,通常选择冷轧滚珠丝杠副,以便降低成本;在精度要求高或载荷超过冷轧丝杠最大规格额定载荷时需选择磨制或旋铣滚珠丝杠副。不管何类滚珠丝杠副,螺母的尺寸尽量在系列规格中选择,以降低成本缩短货期。
滚珠丝杠精度级别的选择:
滚珠丝杠副在用于纯传动时,通常选用“T”类(即机械手册中提到的传动类),其精度级别一般可选“T5”级(周期偏差在1丝以下),“T7”级或“T10”级,其总长范围内偏差一般无要求(可不考虑加工时温差等对行程精度的影响,便于加工)。因而,价格较低(建议选“T7”,且上述3种级别的价格差不大);在用于精密定位传动(有行程上的定位要求)时,则要选择“P”类(即机械手册中提到的定位类),精度级别要在“P1”、“P2”、“P3”、“P4”、“P5”级(精度依次降低),其中“P1”、“P2”级价格很贵,一般用于非常精密的工作母机或要求很高的场合,多数情况下开环使用(非母机),而“P3”、“P4”级在高精度机床中用得最多、最广,需要很高精度时一般加装光栅,需要较高精度时开环使用也很好,“P5”则使用大多数数控机床及其改造,如数控车,数控铣、镗,数控磨以及各种配合数控装置的传动机构,需要时也可加装光栅(因“5”级的“任意300mm行程的偏差为0.023”,且曲线平滑,在很多实际案例中,配合光栅效果非常好)。
滚珠丝杠规格的选择:
首先当然是要选有足够载荷(动载和静载)的规格。根据使用状态,选择符合条件的规格。同时(重点),如果选用的是磨制或旋铣滚珠丝杠副(冷轧的不需要考虑长径比),要估算长径比(丝杠总长除以螺纹公称直径的比值),但因长度在设计时已确定,在规格的确定上需要调整,原则上使其长径比小于50,(理论上长径比越小越好,对“P”类丝杠而言,长径比越小越利于加工和保证各项形位公差,故单位价格越便宜)。所以“规格越小不等于越便宜”。
滚珠丝杠预紧方式的选择:
对于纯传动的情况,一般要求传动灵活,允许有一定返向间隙(不大,一般为几丝),多选用单螺母,它价格相对便宜、传动更灵活;对于不允许有返向间隙的精密传动的情况,则需选择双螺母预紧,它能调整预紧力的大小,保持性好,并能够重复调整;另外,在行程空间受限制的情况下,也可选用变位导程预紧(俗称错距预紧),该方式预紧力较小,且难以重复调整,一般不选。
滚珠丝杠导程的选择:
选择导程跟所需要的运动速度、系统等有关,通常在:4、5、6、8、10、12、20中选择,规格较大,导程一般也可选择较大(主要考虑承载牙厚)。在速度满足的情况下,一般选择较小导程(利于提高控制精度);对于要求高速度的场合,导程可以超过20,对磨制丝杠而言导程一般可做到约等于公称直径(受磨削螺旋升角限制),如32(32*32)、40(40*40)等,当然也可以更大(非磨削,但极少考虑)。导程越大,同条件下旋转分力越大,周期误差被放大,速度越快。故一般速度很高的场合要求的是灵活,而放弃部分精度诉求,对间隙要求意义变小(导程精度偏差增大),因此,大导程丝杠一般都是单螺母。
完整的滚珠丝杠副设计选型,除了要考虑传动行程(间接影响其他性能参数)、导程(结合设计速度和马达转速选取)、使用状态(影响受力情况),额定载荷(尤其是动载荷将影响寿命)、部件刚度(影响定位精度和重复定位精度)、安装形式(力系组成和力学模型)、载荷脉动情况(与静载荷一同考虑决定安全性),形状特性(影响工艺性和安装)等因素外,还需要对所选的规格的重复定位精度、定位精度、压杆稳定性、极限转速、峰值静载荷以及循环系统极限速率(Dn值)等进行校核,进行修正选择后才能得到完全适用的规格,进而确定马达、轴承等关联件的特征参数。
针对滚珠丝杠副的选型涉及多种复杂条件,用户科学选型的难度较大,本站特推出“自动在线选型计算”模块,通过该模块可以根据用户输入的设计初始条件,自动在典型滚珠丝杠副规格库中综合计算、智能选型,并作重复定位精度、压杆稳定性、定位精度、极限转速、最大静载荷及循环系统Dn值等所有项目的校验,给出完全合格的筛选结果。为协助作对比选择,该模块还包括条件调整的指导性提示,当完全合格的规格数量较少时还能自动提示“对选型结果影响最大的参数”供针对性调整,以辅助选择最佳规格。