«CNC մեքենաների տատանումների վերացման մեթոդներ»
CNC հաստոցները կարևոր դեր են խաղում ժամանակակից արդյունաբերական արտադրության մեջ: Այնուամենայնիվ, տատանումների խնդիրը հաճախ անհանգստացնում է օպերատորներին և արտադրողներին: CNC հաստոցների տատանումների պատճառները համեմատաբար բարդ են: Բացի բազմաթիվ գործոններից, ինչպիսիք են մեխանիկական առումով անփոփոխ փոխանցման ճեղքերը, առաձգական դեֆորմացիան և շփման դիմադրությունը, կարևոր ասպեկտ է նաև սերվո համակարգի համապատասխան պարամետրերի ազդեցությունը: Այժմ CNC հաստոցների արտադրողը մանրամասն կներկայացնի CNC հաստոցների տատանումները վերացնելու մեթոդները:
I. Դիրքորոշման ցիկլի ուժեղացման նվազեցում
Համամասնական-ինտեգրալ-ածանցյալ կարգավորիչը բազմաֆունկցիոնալ կարգավորիչ է, որը կարևոր դեր է խաղում CNC հաստոցներում: Այն կարող է ոչ միայն արդյունավետորեն իրականացնել համամասնական ուժեղացում հոսանքի և լարման ազդանշանների վրա, այլև կարգավորել ելքային ազդանշանի հետամնացության կամ առաջխաղացման խնդիրը: Տատանման սխալներ երբեմն առաջանում են ելքային հոսանքի և լարման հետամնացության կամ առաջխաղացման պատճառով: Այս դեպքում PID-ը կարող է օգտագործվել ելքային հոսանքի և լարման փուլը կարգավորելու համար:
Դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը CNC մեքենաների կառավարման համակարգի հիմնական պարամետրն է: Երբ դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը չափազանց բարձր է, համակարգը չափազանց զգայուն է դիրքորոշման սխալների նկատմամբ և հակված է տատանումներ առաջացնելու: Դիրքորոշման օղակի ուժգնացման նվազեցումը կարող է նվազեցնել համակարգի արձագանքման արագությունը և, հետևաբար, նվազեցնել տատանումների հավանականությունը:
Դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը կարգավորելիս այն պետք է ողջամտորեն սահմանվի՝ համապատասխանեցնելով մեքենայի կոնկրետ մոդելին և մշակման պահանջներին: Ընդհանուր առմամբ, դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը կարող է նախ նվազեցվել մինչև համեմատաբար ցածր մակարդակ, ապա աստիճանաբար մեծացվել՝ դիտարկելով մեքենայի աշխատանքը, մինչև գտնվի օպտիմալ արժեք, որը կարող է բավարարել մշակման ճշգրտության պահանջները և խուսափել տատանումներից:
Համամասնական-ինտեգրալ-ածանցյալ կարգավորիչը բազմաֆունկցիոնալ կարգավորիչ է, որը կարևոր դեր է խաղում CNC հաստոցներում: Այն կարող է ոչ միայն արդյունավետորեն իրականացնել համամասնական ուժեղացում հոսանքի և լարման ազդանշանների վրա, այլև կարգավորել ելքային ազդանշանի հետամնացության կամ առաջխաղացման խնդիրը: Տատանման սխալներ երբեմն առաջանում են ելքային հոսանքի և լարման հետամնացության կամ առաջխաղացման պատճառով: Այս դեպքում PID-ը կարող է օգտագործվել ելքային հոսանքի և լարման փուլը կարգավորելու համար:
Դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը CNC մեքենաների կառավարման համակարգի հիմնական պարամետրն է: Երբ դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը չափազանց բարձր է, համակարգը չափազանց զգայուն է դիրքորոշման սխալների նկատմամբ և հակված է տատանումներ առաջացնելու: Դիրքորոշման օղակի ուժգնացման նվազեցումը կարող է նվազեցնել համակարգի արձագանքման արագությունը և, հետևաբար, նվազեցնել տատանումների հավանականությունը:
Դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը կարգավորելիս այն պետք է ողջամտորեն սահմանվի՝ համապատասխանեցնելով մեքենայի կոնկրետ մոդելին և մշակման պահանջներին: Ընդհանուր առմամբ, դիրքորոշման օղակի ուժգնացումը կարող է նախ նվազեցվել մինչև համեմատաբար ցածր մակարդակ, ապա աստիճանաբար մեծացվել՝ դիտարկելով մեքենայի աշխատանքը, մինչև գտնվի օպտիմալ արժեք, որը կարող է բավարարել մշակման ճշգրտության պահանջները և խուսափել տատանումներից:
II. Փակ ցիկլով սերվո համակարգի պարամետրերի կարգավորում
Կիսափակ օղակաձև սերվո համակարգ
Որոշ CNC սերվո համակարգեր օգտագործում են կիսափակ օղակաձև սարքեր: Կիսափակ օղակաձև սերվո համակարգը կարգավորելիս անհրաժեշտ է ապահովել, որ տեղական կիսափակ օղակաձև համակարգը չտատանվի: Քանի որ լրիվ փակ օղակաձև սերվո համակարգը պարամետրերի կարգավորումը կատարում է այն ենթադրությամբ, որ իր տեղական կիսափակ օղակաձև համակարգը կայուն է, երկուսն էլ նման են կարգավորման մեթոդներով:
Կիսափակ օղակի սերվո համակարգը անուղղակիորեն հետ է ուղարկում մեքենայի դիրքի տեղեկատվությունը` հայտնաբերելով շարժիչի պտտման անկյունը կամ արագությունը: Պարամետրերը կարգավորելիս պետք է ուշադրություն դարձնել հետևյալ ասպեկտներին.
(1) Արագության ցիկլի պարամետրեր. Արագության ցիկլի ուժեղացման և ինտեգրալ ժամանակի հաստատունի կարգավորումները մեծ ազդեցություն ունեն համակարգի կայունության և արձագանքման արագության վրա: Չափազանց բարձր արագության ցիկլի ուժեղացումը կհանգեցնի համակարգի չափազանց արագ արձագանքի և հակված է տատանումների առաջացման, մինչդեռ չափազանց երկար ինտեգրալ ժամանակի հաստատունը կդանդաղեցնի համակարգի արձագանքը և կազդի մշակման արդյունավետության վրա:
(2) Դիրքորոշման օղակի պարամետրեր. Դիրքորոշման օղակի ուժեղացման և ֆիլտրի պարամետրերի կարգավորումը կարող է բարելավել համակարգի դիրքորոշման ճշգրտությունը և կայունությունը: Դիրքորոշման օղակի չափազանց բարձր ուժեղացումը կառաջացնի տատանումներ, և ֆիլտրը կարող է զտել հետադարձ ազդանշանի բարձր հաճախականության աղմուկը և բարելավել համակարգի կայունությունը:
Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգ
Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգը իրականացնում է ճշգրիտ դիրքի կառավարում՝ անմիջապես հայտնաբերելով մեքենագործիքի իրական դիրքը: Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգը կարգավորելիս պարամետրերը պետք է ավելի ուշադիր ընտրվեն՝ համակարգի կայունությունն ու ճշգրտությունն ապահովելու համար:
Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգի պարամետրերի կարգավորումը հիմնականում ներառում է հետևյալ ասպեկտները.
(1) Դիրքորոշման օղակի ուժեղացում. Նման կիսափակ օղակային համակարգին, դիրքորոշման օղակի չափազանց բարձր ուժեղացումը կհանգեցնի տատանումների: Այնուամենայնիվ, քանի որ լիովին փակ օղակային համակարգն ավելի ճշգրիտ է հայտնաբերում դիրքորոշման սխալները, դիրքորոշման օղակի ուժեղացումը կարող է սահմանվել համեմատաբար բարձր՝ համակարգի դիրքորոշման ճշգրտությունը բարելավելու համար:
(2) Արագության օղակի պարամետրեր. Արագության օղակի ուժեղացման և ինտեգրալ ժամանակի հաստատունի կարգավորումները պետք է ճշգրտվեն՝ համաձայն մեքենագործիքի դինամիկ բնութագրերի և մշակման պահանջների: Ընդհանուր առմամբ, արագության օղակի ուժեղացումը կարող է սահմանվել մի փոքր ավելի բարձր, քան կիսափակ օղակային համակարգինը՝ համակարգի արձագանքման արագությունը բարելավելու համար:
(3) Ֆիլտրի պարամետրեր. Լիովին փակ ցիկլով համակարգը ավելի զգայուն է հետադարձ ազդանշանի աղմուկի նկատմամբ, ուստի աղմուկը զտելու համար անհրաժեշտ է սահմանել համապատասխան ֆիլտրի պարամետրեր: Ֆիլտրի տեսակը և պարամետրերի ընտրությունը պետք է ճշգրտվեն կիրառման կոնկրետ սցենարին համապատասխան:
Կիսափակ օղակաձև սերվո համակարգ
Որոշ CNC սերվո համակարգեր օգտագործում են կիսափակ օղակաձև սարքեր: Կիսափակ օղակաձև սերվո համակարգը կարգավորելիս անհրաժեշտ է ապահովել, որ տեղական կիսափակ օղակաձև համակարգը չտատանվի: Քանի որ լրիվ փակ օղակաձև սերվո համակարգը պարամետրերի կարգավորումը կատարում է այն ենթադրությամբ, որ իր տեղական կիսափակ օղակաձև համակարգը կայուն է, երկուսն էլ նման են կարգավորման մեթոդներով:
Կիսափակ օղակի սերվո համակարգը անուղղակիորեն հետ է ուղարկում մեքենայի դիրքի տեղեկատվությունը` հայտնաբերելով շարժիչի պտտման անկյունը կամ արագությունը: Պարամետրերը կարգավորելիս պետք է ուշադրություն դարձնել հետևյալ ասպեկտներին.
(1) Արագության ցիկլի պարամետրեր. Արագության ցիկլի ուժեղացման և ինտեգրալ ժամանակի հաստատունի կարգավորումները մեծ ազդեցություն ունեն համակարգի կայունության և արձագանքման արագության վրա: Չափազանց բարձր արագության ցիկլի ուժեղացումը կհանգեցնի համակարգի չափազանց արագ արձագանքի և հակված է տատանումների առաջացման, մինչդեռ չափազանց երկար ինտեգրալ ժամանակի հաստատունը կդանդաղեցնի համակարգի արձագանքը և կազդի մշակման արդյունավետության վրա:
(2) Դիրքորոշման օղակի պարամետրեր. Դիրքորոշման օղակի ուժեղացման և ֆիլտրի պարամետրերի կարգավորումը կարող է բարելավել համակարգի դիրքորոշման ճշգրտությունը և կայունությունը: Դիրքորոշման օղակի չափազանց բարձր ուժեղացումը կառաջացնի տատանումներ, և ֆիլտրը կարող է զտել հետադարձ ազդանշանի բարձր հաճախականության աղմուկը և բարելավել համակարգի կայունությունը:
Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգ
Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգը իրականացնում է ճշգրիտ դիրքի կառավարում՝ անմիջապես հայտնաբերելով մեքենագործիքի իրական դիրքը: Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգը կարգավորելիս պարամետրերը պետք է ավելի ուշադիր ընտրվեն՝ համակարգի կայունությունն ու ճշգրտությունն ապահովելու համար:
Լիովին փակ ցիկլով սերվո համակարգի պարամետրերի կարգավորումը հիմնականում ներառում է հետևյալ ասպեկտները.
(1) Դիրքորոշման օղակի ուժեղացում. Նման կիսափակ օղակային համակարգին, դիրքորոշման օղակի չափազանց բարձր ուժեղացումը կհանգեցնի տատանումների: Այնուամենայնիվ, քանի որ լիովին փակ օղակային համակարգն ավելի ճշգրիտ է հայտնաբերում դիրքորոշման սխալները, դիրքորոշման օղակի ուժեղացումը կարող է սահմանվել համեմատաբար բարձր՝ համակարգի դիրքորոշման ճշգրտությունը բարելավելու համար:
(2) Արագության օղակի պարամետրեր. Արագության օղակի ուժեղացման և ինտեգրալ ժամանակի հաստատունի կարգավորումները պետք է ճշգրտվեն՝ համաձայն մեքենագործիքի դինամիկ բնութագրերի և մշակման պահանջների: Ընդհանուր առմամբ, արագության օղակի ուժեղացումը կարող է սահմանվել մի փոքր ավելի բարձր, քան կիսափակ օղակային համակարգինը՝ համակարգի արձագանքման արագությունը բարելավելու համար:
(3) Ֆիլտրի պարամետրեր. Լիովին փակ ցիկլով համակարգը ավելի զգայուն է հետադարձ ազդանշանի աղմուկի նկատմամբ, ուստի աղմուկը զտելու համար անհրաժեշտ է սահմանել համապատասխան ֆիլտրի պարամետրեր: Ֆիլտրի տեսակը և պարամետրերի ընտրությունը պետք է ճշգրտվեն կիրառման կոնկրետ սցենարին համապատասխան:
III. Բարձր հաճախականության ճնշման ֆունկցիայի ընդունում
Վերոնշյալ քննարկումը վերաբերում է ցածր հաճախականության տատանումների պարամետրերի օպտիմալացման մեթոդին: Երբեմն, մեխանիկական մասում որոշակի տատանումների պատճառով, CNC մեքենաների CNC համակարգը կարող է առաջացնել հետադարձ կապի ազդանշաններ, որոնք պարունակում են բարձր հաճախականության հարմոնիկաներ, ինչը ելքային մոմենտը դարձնում է անկայուն և, հետևաբար, առաջացնում է թրթռում: Այս բարձր հաճախականության տատանումների իրավիճակի համար արագության օղակին կարող է ավելացվել առաջին կարգի ցածր անցման ֆիլտրման կապ, որը մոմենտի ֆիլտրն է:
Մոմենտի ֆիլտրը կարող է արդյունավետորեն զտել հետադարձ ազդանշանի բարձր հաճախականության հարմոնիկները՝ ելքային մոմենտը դարձնելով ավելի կայուն և այդպիսով նվազեցնելով թրթռումը: Մոմենտի ֆիլտրի պարամետրերը ընտրելիս պետք է հաշվի առնել հետևյալ գործոնները.
(1) Կտրման հաճախականություն. Կտրման հաճախականությունը որոշում է ֆիլտրի թուլացման աստիճանը բարձր հաճախականության ազդանշանների նկատմամբ: Չափազանց ցածր կտրման հաճախականությունը կազդի համակարգի արձագանքման արագության վրա, մինչդեռ չափազանց բարձր կտրման հաճախականությունը չի կարողանա արդյունավետորեն զտել բարձր հաճախականության հարմոնիկները:
(2) Ֆիլտրի տեսակ. Ֆիլտրի տարածված տեսակներից են Բաթերվորթի ֆիլտրը, Չեբիշևի ֆիլտրը և այլն: Ֆիլտրերի տարբեր տեսակներն ունեն տարբեր հաճախականության արձագանքի բնութագրեր և պետք է ընտրվեն կոնկրետ կիրառման սցենարին համապատասխան:
(3) Ֆիլտրի կարգը. Որքան բարձր է ֆիլտրի կարգը, այնքան ավելի լավ է բարձր հաճախականության ազդանշանների վրա մարման ազդեցությունը, բայց միևնույն ժամանակ, դա նաև կբարձրացնի համակարգի հաշվողական բեռը: Ֆիլտրի կարգը ընտրելիս անհրաժեշտ է համապարփակ կերպով հաշվի առնել համակարգի կատարողականը և հաշվողական ռեսուրսները:
Վերոնշյալ քննարկումը վերաբերում է ցածր հաճախականության տատանումների պարամետրերի օպտիմալացման մեթոդին: Երբեմն, մեխանիկական մասում որոշակի տատանումների պատճառով, CNC մեքենաների CNC համակարգը կարող է առաջացնել հետադարձ կապի ազդանշաններ, որոնք պարունակում են բարձր հաճախականության հարմոնիկաներ, ինչը ելքային մոմենտը դարձնում է անկայուն և, հետևաբար, առաջացնում է թրթռում: Այս բարձր հաճախականության տատանումների իրավիճակի համար արագության օղակին կարող է ավելացվել առաջին կարգի ցածր անցման ֆիլտրման կապ, որը մոմենտի ֆիլտրն է:
Մոմենտի ֆիլտրը կարող է արդյունավետորեն զտել հետադարձ ազդանշանի բարձր հաճախականության հարմոնիկները՝ ելքային մոմենտը դարձնելով ավելի կայուն և այդպիսով նվազեցնելով թրթռումը: Մոմենտի ֆիլտրի պարամետրերը ընտրելիս պետք է հաշվի առնել հետևյալ գործոնները.
(1) Կտրման հաճախականություն. Կտրման հաճախականությունը որոշում է ֆիլտրի թուլացման աստիճանը բարձր հաճախականության ազդանշանների նկատմամբ: Չափազանց ցածր կտրման հաճախականությունը կազդի համակարգի արձագանքման արագության վրա, մինչդեռ չափազանց բարձր կտրման հաճախականությունը չի կարողանա արդյունավետորեն զտել բարձր հաճախականության հարմոնիկները:
(2) Ֆիլտրի տեսակ. Ֆիլտրի տարածված տեսակներից են Բաթերվորթի ֆիլտրը, Չեբիշևի ֆիլտրը և այլն: Ֆիլտրերի տարբեր տեսակներն ունեն տարբեր հաճախականության արձագանքի բնութագրեր և պետք է ընտրվեն կոնկրետ կիրառման սցենարին համապատասխան:
(3) Ֆիլտրի կարգը. Որքան բարձր է ֆիլտրի կարգը, այնքան ավելի լավ է բարձր հաճախականության ազդանշանների վրա մարման ազդեցությունը, բայց միևնույն ժամանակ, դա նաև կբարձրացնի համակարգի հաշվողական բեռը: Ֆիլտրի կարգը ընտրելիս անհրաժեշտ է համապարփակ կերպով հաշվի առնել համակարգի կատարողականը և հաշվողական ռեսուրսները:
Բացի այդ, CNC հաստոցների տատանումները հետագայում վերացնելու համար կարելի է ձեռնարկել նաև հետևյալ միջոցառումները.
Մեխանիկական կառուցվածքի օպտիմալացում
Ստուգեք մեքենայի մեխանիկական մասերը, ինչպիսիք են ուղեցույց ռելսերը, կապարային պտուտակները, կրողները և այլն, որպեսզի համոզվեք, որ դրանց տեղադրման ճշգրտությունը և համապատասխանության բացվածքը համապատասխանում են պահանջներին: Խիստ մաշված մասերի համար ժամանակին փոխարինեք կամ վերանորոգեք դրանք: Միևնույն ժամանակ, մեքենայական թրթռումների առաջացումը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է խելամտորեն կարգավորել մեքենայի հակակշիռը և հավասարակշռությունը:
Բարելավել կառավարման համակարգի միջամտության դեմ պայքարի ունակությունը
CNC մեքենաների կառավարման համակարգը հեշտությամբ տուժում է արտաքին միջամտություններից, ինչպիսիք են էլեկտրամագնիսական միջամտությունը, հզորության տատանումները և այլն: Կառավարման համակարգի միջամտության դեմ պայքարի ունակությունը բարելավելու համար կարելի է ձեռնարկել հետևյալ միջոցառումները.
(1) Կիրառեք պաշտպանված մալուխներ և հողանցման միջոցներ՝ էլեկտրամագնիսական միջամտության ազդեցությունը նվազեցնելու համար։
(2) Տեղադրեք սնուցման ֆիլտրեր՝ սնուցման աղբյուրի լարումը կայունացնելու համար։
(3) Օպտիմալացնել կառավարման համակարգի ծրագրային ալգորիթմը՝ համակարգի միջամտության դեմ արդյունավետությունը բարելավելու համար։
Կանոնավոր սպասարկում և սպասարկում
Կանոնավոր կերպով կատարեք CNC հաստոցների սպասարկում և սպասարկում, մաքրեք հաստոցների տարբեր մասերը, ստուգեք յուղման և սառեցման համակարգերի աշխատանքային պայմանները, ինչպես նաև ժամանակին փոխարինեք մաշված մասերը և յուղը։ Սա կարող է ապահովել հաստոցների կայուն աշխատանքը և նվազեցնել տատանումների առաջացումը։
Մեխանիկական կառուցվածքի օպտիմալացում
Ստուգեք մեքենայի մեխանիկական մասերը, ինչպիսիք են ուղեցույց ռելսերը, կապարային պտուտակները, կրողները և այլն, որպեսզի համոզվեք, որ դրանց տեղադրման ճշգրտությունը և համապատասխանության բացվածքը համապատասխանում են պահանջներին: Խիստ մաշված մասերի համար ժամանակին փոխարինեք կամ վերանորոգեք դրանք: Միևնույն ժամանակ, մեքենայական թրթռումների առաջացումը նվազեցնելու համար անհրաժեշտ է խելամտորեն կարգավորել մեքենայի հակակշիռը և հավասարակշռությունը:
Բարելավել կառավարման համակարգի միջամտության դեմ պայքարի ունակությունը
CNC մեքենաների կառավարման համակարգը հեշտությամբ տուժում է արտաքին միջամտություններից, ինչպիսիք են էլեկտրամագնիսական միջամտությունը, հզորության տատանումները և այլն: Կառավարման համակարգի միջամտության դեմ պայքարի ունակությունը բարելավելու համար կարելի է ձեռնարկել հետևյալ միջոցառումները.
(1) Կիրառեք պաշտպանված մալուխներ և հողանցման միջոցներ՝ էլեկտրամագնիսական միջամտության ազդեցությունը նվազեցնելու համար։
(2) Տեղադրեք սնուցման ֆիլտրեր՝ սնուցման աղբյուրի լարումը կայունացնելու համար։
(3) Օպտիմալացնել կառավարման համակարգի ծրագրային ալգորիթմը՝ համակարգի միջամտության դեմ արդյունավետությունը բարելավելու համար։
Կանոնավոր սպասարկում և սպասարկում
Կանոնավոր կերպով կատարեք CNC հաստոցների սպասարկում և սպասարկում, մաքրեք հաստոցների տարբեր մասերը, ստուգեք յուղման և սառեցման համակարգերի աշխատանքային պայմանները, ինչպես նաև ժամանակին փոխարինեք մաշված մասերը և յուղը։ Սա կարող է ապահովել հաստոցների կայուն աշխատանքը և նվազեցնել տատանումների առաջացումը։
Ամփոփելով՝ CNC մեքենաների տատանումների վերացումը պահանջում է մեխանիկական և էլեկտրական գործոնների համապարփակ հաշվառում: Սերվո համակարգի պարամետրերը ողջամտորեն կարգավորելով, բարձր հաճախականության ճնշման ֆունկցիան կիրառելով, մեխանիկական կառուցվածքը օպտիմալացնելով, կառավարման համակարգի միջամտության դեմ պայքարելու ունակությունը բարելավելով և պարբերաբար սպասարկում և սպասարկում կատարելով՝ տատանումների առաջացումը կարող է արդյունավետորեն նվազել, ինչպես նաև բարելավվել մեքենայի մշակման ճշգրտությունն ու կայունությունը: