自動控制理論在數(shù)控機(jī)床維修中
發(fā)布者：銳峰五金機(jī)械 發(fā)布時間：2016/10/22 15:43:11
數(shù)控機(jī)床的伺服系統(tǒng)是由位置控制系統(tǒng)和速度控制系統(tǒng)組成，也就是由一階非周期環(huán)節(jié)和二階振蕩環(huán)節(jié)所組成。這是因為：
①單純的一階非周期環(huán)節(jié)是不能工作的，由于靜態(tài)誤差太大，計算機(jī)的計算和控制再精確都無濟(jì)于事，單純的二階振蕩環(huán)節(jié)對于數(shù)控機(jī)床也不實用，因為數(shù)控機(jī)床的最終控制是位置，一般由一階非周期環(huán)節(jié)及二階振蕩環(huán)節(jié)所組成才是可行的；
②有了二階振蕩環(huán)節(jié)的參與，使整個控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)時間變小，靈敏度大為提高，系統(tǒng)易于控制，靜態(tài)誤差可以調(diào)節(jié)得比較小，既不使機(jī)床振蕩發(fā)散，也不使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作滯后，以至于達(dá)不到精確的位置精度；在目前的數(shù)控系統(tǒng)中，二階振蕩環(huán)節(jié)大都由軟件實現(xiàn)，這就給維修調(diào)試帶來很多方便。
2影響伺服系統(tǒng)性能的指標(biāo)
目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量都能達(dá)到0．001ｍｍ以上，控制精度高，對于多軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床要求各軸之間有良好的動態(tài)配合，否則不僅影響加工效率、加工精度和表面粗糙度，甚至一軸動作過慢，耽誤了時序所規(guī)定的時間，機(jī)床會停止工作。同其他控制系統(tǒng)一樣，衡量數(shù)字伺服控制系統(tǒng)性能的好壞有3個主要指標(biāo)：動態(tài)過渡時間ｔｓ、超調(diào)量δ和靜態(tài)誤差Δ。（1）動態(tài)過渡時間ｔｓ是指階躍響應(yīng)達(dá)到并保持在終值的5％誤差帶內(nèi)所需要的最短時間。由于數(shù)控系統(tǒng)都是總線控制，即數(shù)據(jù)、地址、控制總線分時且共用的，按預(yù)先編制好的程序進(jìn)行工作，零件有多少個程序段，系統(tǒng)就有多少個動作，也就會有多少個過渡時間，也就是說上一個動作未完成，下一個動作就不能進(jìn)行，所以過渡時間也不能太長，否則影響加工速度。
（2）超調(diào)量δ是指系統(tǒng)輸出響應(yīng)達(dá)到最大值時，其超出穩(wěn)態(tài)值部分與穩(wěn)態(tài)值的比值。超調(diào)量太大會使機(jī)床在給定點附近來回擺動，此時編碼器檢測不到目標(biāo)位置，使機(jī)床產(chǎn)生報警停機(jī)，從而使下一個動作不能執(zhí)行。
（3）靜態(tài)偏差Δ是指在控制系統(tǒng)的作用下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接近目標(biāo)位置時，靜態(tài)位置偏移給定值的大小。該偏差值過大，也會使執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能到達(dá)正確的位置而報警停機(jī)。
文章由：數(shù)控車床廠家http://www.nhrhn.cn整理提供
①單純的一階非周期環(huán)節(jié)是不能工作的，由于靜態(tài)誤差太大，計算機(jī)的計算和控制再精確都無濟(jì)于事，單純的二階振蕩環(huán)節(jié)對于數(shù)控機(jī)床也不實用，因為數(shù)控機(jī)床的最終控制是位置，一般由一階非周期環(huán)節(jié)及二階振蕩環(huán)節(jié)所組成才是可行的；
②有了二階振蕩環(huán)節(jié)的參與，使整個控制系統(tǒng)的動態(tài)響應(yīng)時間變小，靈敏度大為提高，系統(tǒng)易于控制，靜態(tài)誤差可以調(diào)節(jié)得比較小，既不使機(jī)床振蕩發(fā)散，也不使執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作滯后，以至于達(dá)不到精確的位置精度；在目前的數(shù)控系統(tǒng)中，二階振蕩環(huán)節(jié)大都由軟件實現(xiàn)，這就給維修調(diào)試帶來很多方便。
2影響伺服系統(tǒng)性能的指標(biāo)
目前數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量都能達(dá)到0．001ｍｍ以上，控制精度高，對于多軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床要求各軸之間有良好的動態(tài)配合，否則不僅影響加工效率、加工精度和表面粗糙度，甚至一軸動作過慢，耽誤了時序所規(guī)定的時間，機(jī)床會停止工作。同其他控制系統(tǒng)一樣，衡量數(shù)字伺服控制系統(tǒng)性能的好壞有3個主要指標(biāo)：動態(tài)過渡時間ｔｓ、超調(diào)量δ和靜態(tài)誤差Δ。（1）動態(tài)過渡時間ｔｓ是指階躍響應(yīng)達(dá)到并保持在終值的5％誤差帶內(nèi)所需要的最短時間。由于數(shù)控系統(tǒng)都是總線控制，即數(shù)據(jù)、地址、控制總線分時且共用的，按預(yù)先編制好的程序進(jìn)行工作，零件有多少個程序段，系統(tǒng)就有多少個動作，也就會有多少個過渡時間，也就是說上一個動作未完成，下一個動作就不能進(jìn)行，所以過渡時間也不能太長，否則影響加工速度。
（2）超調(diào)量δ是指系統(tǒng)輸出響應(yīng)達(dá)到最大值時，其超出穩(wěn)態(tài)值部分與穩(wěn)態(tài)值的比值。超調(diào)量太大會使機(jī)床在給定點附近來回擺動，此時編碼器檢測不到目標(biāo)位置，使機(jī)床產(chǎn)生報警停機(jī)，從而使下一個動作不能執(zhí)行。
（3）靜態(tài)偏差Δ是指在控制系統(tǒng)的作用下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)在接近目標(biāo)位置時，靜態(tài)位置偏移給定值的大小。該偏差值過大，也會使執(zhí)行機(jī)構(gòu)不能到達(dá)正確的位置而報警停機(jī)。
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