数控车床伺服系统振荡的原因

     数控机床的振荡故障通常发生在机械部分和进给伺服系统。产生故障的原因有很多方面，陈了机械方面存在不可消除的传动间隙、弹性变形、摩擦阻力等诸多因素外，伺服系统的有关参数的影响也是重要的一方面。伺服系统有交流和直流之分，下面我们来说说直流伺服系统因参数影响引起的振荡。

    大部分数控机床采用的是全闭环方式， 经过试验与分析，引起伺服系统振动的原因大致有四种情况：1）位置环不良又引起输出电压不稳；2）速度环不良引起的振动；3）伺服系统可调定位器太大引起电压输出失真；4）传动机械装如丝杠间隙太大。这些控制环的输出参数失真或机械传动装置间隙太大都是引起振动的主要因素。它们都可以通过伺服控制系统进行参数优化。

       如何处理伺服控制系统振荡问题？

      1.有些数控伺服系统采用的是半闭环装置，而全闭环伺服系统必须是在其局部半闭环系统不发生振荡的前提下进行参数调整，所以两者大同小异，本文只讨论全闭环情况下的参数优化方法。

      2. 在伺服系统中有参考的标准值，例如FANUC0-C系列为3000，西门子3系统为1666，出现振荡可适当降低增益，但不能降太多，因为要保证系统的稳态误差。

       3.负载惯量比一般设置在发生振动时所示参数的70%左右，如不能消除故障，不宜继续降低该参数值。

      4. 比例微积分器是一个多功能控制器，它不仅能有效地对电流电压信号进行比例增益，同时可调节输出信号滞后成超前的问题，振荡故障有时因输出电流电压发生滞后成超前情况而产生，这时可通过PID来调节输出电流电压相位。

       5.以上讨论的是有关低频振荡时参数优化方法，而有时数控系统会因机械上某些振荡原因产生反馈信号中含有高频谐波，这使输出转矩里不恒定，从而产生振动。对于这种高频振荡情况，可在速度环上加入一阶低通滤波环节，即为转矩滤波器。

      速度指令与速度反馈信号经速度控制器转化为转矩信号，转矩信号通过一阶滤波环节将高频成分截止，从而得到有效的转矩控制信号。通过调节参数可将机械产生的100Hz以上的频率截止，从而达到消除高频振荡的效果。

     所以利用双位反馈可使系统在全闭环和半闭环两种方式下进行，从而大大提高了系统的调节范围，也增加了系统的调节参数。

      双位反馈功能是一种比较灵活的误差修正方式，在系统调试过程中能够很好的参数优化和保证系统的稳定性。具体的操作根据每台数控机床的不同，在设置时需要进行差别处理。