數(shù)控機(jī)床控制參數(shù)優(yōu)化

孔德斌，孔令濤，明滿意

山東威達(dá)重工股份有限公司 山東棗莊 277500

1 序言

隨著生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，數(shù)控機(jī)床成了設(shè)備投資的重要組成部分，應(yīng)用越來(lái)越廣泛。數(shù)控機(jī)床是現(xiàn)代機(jī)床技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志，其水平的高低直接反映著機(jī)械設(shè)備制造的工藝水準(zhǔn)。數(shù)控機(jī)床控制參數(shù)是數(shù)控機(jī)床的核心部分，對(duì)于整體設(shè)備的運(yùn)行情況有重要影響。

機(jī)床控制參數(shù)，亦稱機(jī)床數(shù)據(jù)，是對(duì)機(jī)床功能、軸運(yùn)動(dòng)控制、驅(qū)動(dòng)類(lèi)型和顯示設(shè)定等進(jìn)行定義的一系列數(shù)據(jù)，主要包括伺服電動(dòng)機(jī)型式、齒輪比、轉(zhuǎn)速、行程極限、絲杠補(bǔ)償、控制參數(shù)及宏指令等。在機(jī)床調(diào)試過(guò)程中，通過(guò)觀察參數(shù)不僅可以了解機(jī)床運(yùn)動(dòng)情況及電動(dòng)機(jī)狀態(tài)，而且適當(dāng)優(yōu)化參數(shù)可以起到事半功倍的加工效果。

2 參數(shù)自整定功能

利用參數(shù)自整定功能對(duì)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，并在優(yōu)化前后分別進(jìn)行了前瞻預(yù)讀1000段及加速度≥0.8g的高速平滑加工測(cè)試，進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。

在參數(shù)優(yōu)化前，加工過(guò)程出現(xiàn)振動(dòng)，多處零件表面出現(xiàn)過(guò)切現(xiàn)象，曲率較大的部位尤為明顯；在參數(shù)優(yōu)化后，加工過(guò)程的振動(dòng)明顯改善，機(jī)床運(yùn)行平穩(wěn)，零件表面過(guò)切現(xiàn)象緩解，加工質(zhì)量得到很大的改善，而加工時(shí)間保持不變。

系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)、電動(dòng)機(jī)控制參數(shù)在參數(shù)自整定功能優(yōu)化前后的對(duì)比（以X軸為例）見(jiàn)表1。

表1 參數(shù)優(yōu)化前后對(duì)比

以某模具的精加工為例進(jìn)行加工測(cè)試，數(shù)控系統(tǒng)開(kāi)啟“G05P3”高速加工模式，采用1000段小線段預(yù)讀，加速度設(shè)置為0.926g，采用S曲線加減速，其中加減速時(shí)間分別為t1=14ms、t2=8ms。參數(shù)優(yōu)化前后實(shí)際加工效果對(duì)比如圖1所示，可以看出，優(yōu)化前加工表面有明顯的過(guò)切現(xiàn)象，而優(yōu)化后過(guò)切現(xiàn)象改善。

3 機(jī)床與數(shù)控系統(tǒng)機(jī)電聯(lián)調(diào)運(yùn)行試驗(yàn)

通過(guò)機(jī)床伺服調(diào)試優(yōu)化軟件，進(jìn)行針對(duì)剛性攻螺紋的運(yùn)行試驗(yàn)，目的是有效看出剛性攻螺紋的同步性，為調(diào)試人員進(jìn)行參數(shù)調(diào)整提供直觀有效的判斷依據(jù)。

試驗(yàn)表明，默認(rèn)參數(shù)下，最大同步誤差達(dá)8μm（見(jiàn)圖2a），通過(guò)調(diào)整伺服參數(shù)，最大同步誤差縮小為4μm（見(jiàn)圖2b）。另外，Z軸電流增益#4260=5999，原為1000；剛性攻螺紋最大加速度#5105=60r/s2，原為139r/s2。

4 數(shù)控系統(tǒng)功能、性能和可靠性優(yōu)化

通過(guò)持續(xù)不斷的系統(tǒng)版本測(cè)試、迭代，改進(jìn)設(shè)計(jì)，修正問(wèn)題，可完善系統(tǒng)功能，優(yōu)化系統(tǒng)性能及可靠性。以系統(tǒng)版本從V356-4.2升級(jí)到V357-3.7為例，其優(yōu)化摘要見(jiàn)表2。

表2 系統(tǒng)升級(jí)優(yōu)化摘要

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)參數(shù)自整定功能、機(jī)電聯(lián)調(diào)運(yùn)行試驗(yàn)等方法優(yōu)化數(shù)控機(jī)床控制參數(shù)，可顯著提高數(shù)控機(jī)床的加工效果。不斷優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)的功能、性能和可靠性等，也對(duì)充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能有重要作用。