華中8型參數(shù)在線調(diào)試與優(yōu)化應(yīng)用方法
2015-12-18 來源：華中 作者：尹樂 江哲夫
摘要：本文主要介紹配置華中8型數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)床使用SSTT伺服調(diào)整工具進(jìn)行在線參數(shù)調(diào)整與優(yōu)化的使用方法。
1.引言
隨著數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，用戶對(duì)數(shù)控機(jī)床加工工件的精度和效率要求越來越高，從而對(duì)數(shù)控機(jī)床的剛性和加工效率也越來越高。傳統(tǒng)模式下，由于每個(gè)伺服電機(jī)和機(jī)床上的每個(gè)軸特性都不一樣，需要在調(diào)試之前，對(duì)已安裝在電氣柜中的伺服驅(qū)動(dòng)器的進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整來匹配電機(jī)和機(jī)床軸。所需調(diào)試周期長、難度大、效率低，使用SSTT伺服調(diào)整工具可有效提高調(diào)試工作的操作性和便捷性，也進(jìn)一步提升了機(jī)床性能。
2.參數(shù)設(shè)定
SSTT能夠讀取NC端的參數(shù)，顯示到SSTT參數(shù)面板。用戶也能夠通過SSTT參數(shù)面板修改NC端的參數(shù)。
點(diǎn)擊主菜單【參數(shù)】→【在線】，即可彈出參數(shù)面板。點(diǎn)擊面板左側(cè)樹形菜單的參數(shù)分類，SSTT會(huì)把此參數(shù)分類下的所有參數(shù)顯示到面板右側(cè)的參數(shù)表格中。需要修改參數(shù)時(shí)，雙擊表格中的“參數(shù)值”欄即可進(jìn)行修改，或者按上下鍵移動(dòng)選中行到需要修改的參數(shù)項(xiàng)上按回車鍵修改。修改完成后，請(qǐng)點(diǎn)擊“參數(shù)保存”按鈕，SSTT會(huì)提示用戶重啟生效（重啟NC）或復(fù)位生效（按NC控制面板的復(fù)位鍵）。
3.優(yōu)化設(shè)定
速度增益調(diào)試功能，主要是通過調(diào)整陷波器參數(shù)（伺服參數(shù)PB32-PB38），來盡可能的提高速度比例增益（伺服參數(shù)PA2），減小速度波動(dòng)。
速度增益調(diào)試
配置界面如下
用戶可采集兩種信號(hào)源，【信號(hào)源】包括：電機(jī)實(shí)際速度（濾波后），電機(jī)實(shí)際速度（濾波前），電機(jī)指令速度，電機(jī)速度偏差，電機(jī)指令電流，電機(jī)實(shí)際電流，電機(jī)U相電流，電機(jī)V相電流，電機(jī)位置偏差，位置指令增量（0.2ms），位置反饋增量（0.2ms）。
【采樣間隔】：默認(rèn)為0.2ms，采用默認(rèn)值即可。
【觸發(fā)源】：包括立即觸發(fā)，速度指令，速度反饋，速度偏差，電流指令，電流反饋，位置偏差，位置指令增量。用戶可自行選擇通過哪種方式進(jìn)行觸發(fā)采樣。
【觸發(fā)值】：當(dāng)用戶選擇了觸發(fā)源后，需要填寫觸發(fā)值。如觸發(fā)源選擇“速度反饋”，觸發(fā)值為“5”，即表示當(dāng)速度反饋達(dá)到5時(shí)，將觸發(fā)采樣。
【觸發(fā)邊沿】：用戶選擇上升沿觸發(fā)還是下降沿觸發(fā)。
通常情況下，用戶只需修改【選擇軸】項(xiàng)，選擇需要測試的軸即可，其他配置采用默認(rèn)即可，點(diǎn)擊【確定】按鈕完成配置。
點(diǎn)擊工具欄的【開始采樣】按鈕開始采集數(shù)據(jù)并繪制圖形，點(diǎn)擊【停止采樣】完成采樣。
通過點(diǎn)擊工具欄上的【頻域圖】可以將采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行換算畫出頻域圖（橫軸為頻率，縱軸為幅值），也可以點(diǎn)擊【時(shí)域圖】進(jìn)行切換，如下圖：
通過頻域圖，可以找到曲線的尖峰，將尖峰對(duì)應(yīng)的橫軸坐標(biāo)（頻率值）填入陷波器頻率參數(shù)中，并勾選啟用陷波器，即可消除該頻率引起的振動(dòng)或異響。
頻域圖尖峰值
陷波器參數(shù)調(diào)整
調(diào)試步驟：
①運(yùn)行程序（單軸來回移動(dòng)），逐步增加速度比例增益，直至機(jī)床出現(xiàn)嘯叫；
②通過SSTT采集，切換至頻域圖，找到頻域圖第一個(gè)尖峰，將鼠標(biāo)移至尖峰處，查看尖峰對(duì)應(yīng)的橫軸坐標(biāo)值（若值小于100Hz，則查看下一尖峰處橫坐標(biāo)值），將該值填入【第一陷波器頻率（Hz）】參數(shù)中，【第一陷波器寬度】填入默認(rèn)值20，【第一陷波器深度】填入默認(rèn)值50，并勾選【啟用第一陷波器】。點(diǎn)擊【設(shè)置】按鈕，將參數(shù)設(shè)置至NC；
③重新運(yùn)行程序，此時(shí)機(jī)床嘯叫聲消失；
④繼續(xù)增加速度比例增益，并運(yùn)行單軸移動(dòng)程序，直至機(jī)床出現(xiàn)嘯叫；
⑤重復(fù)②過程，分別填入【第二陷波器頻率（Hz）】，【第二陷波器寬度】和【第二陷波器深度】，并勾選【啟用第二陷波器】，點(diǎn)擊【設(shè)置】按鈕，將參數(shù)設(shè)置至NC；
⑥如需保存參數(shù)，請(qǐng)點(diǎn)擊【保存】按鈕進(jìn)行保存，避免斷電重啟后參數(shù)還原。
4.配套應(yīng)用
與中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司（以下簡稱“沈飛”）的專項(xiàng)合作中，沈飛加工廠采用華中8型數(shù)控系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)，完成了對(duì)一臺(tái)高速龍門銑床的國產(chǎn)化改造。
該機(jī)床主要加工飛機(jī)機(jī)翼專用鋁板部件，工件精度要求高。在未進(jìn)行參數(shù)優(yōu)化前，該機(jī)床的橫切速度只有8米，加工的零部件光潔度差，震紋嚴(yán)重，不滿足客戶需求。經(jīng)過現(xiàn)場調(diào)試優(yōu)化后，機(jī)床噪音減小、動(dòng)態(tài)特性顯著提高，機(jī)床的性能、加工精度機(jī)恢復(fù)到原機(jī)出廠水平。機(jī)床橫切速度達(dá)到12米，加工的工件拐角處無過切現(xiàn)場，表面光潔度明顯提高，滿足沈飛的加工需求、增強(qiáng)了沈飛繼續(xù)使用國產(chǎn)高檔數(shù)控系統(tǒng)的信心，并得到了上級(jí)主管部門的肯定和認(rèn)可。
5.結(jié)束語
使用華中數(shù)控SSTT軟件，通過智能化的伺服調(diào)整與自動(dòng)優(yōu)化技術(shù)可以有效提高操作人員的工作效率和操作便捷性，也讓機(jī)床充分發(fā)揮性能，為用戶節(jié)省了加工時(shí)間，提高了機(jī)床的加工效率，且保證了工件的精度的一致性。提升了國產(chǎn)數(shù)控系統(tǒng)的功能水平，滿足了復(fù)雜航空結(jié)構(gòu)件的加工精度要求。
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