如何用FANUC雙位置反饋功能解決機(jī)床振動(dòng)

01機(jī)床現(xiàn)狀數(shù)控軋輥車(chē)床一般縱（Z）、橫（X）向用光柵尺作為反饋元件，進(jìn)行全閉環(huán)控制，F(xiàn)ANUC數(shù)控系統(tǒng)對(duì)機(jī)床機(jī)械精度和光柵尺安裝精度要求較高。數(shù)控軋輥車(chē)床的機(jī)械精度（剛性、間隙和反向間隙等）是客觀存在的，光柵尺安裝隨機(jī)性大，導(dǎo)致FANUC數(shù)控系統(tǒng)多種故障頻繁出現(xiàn)。影響機(jī)床的正常工作穩(wěn)定性。而FANUC數(shù)控系統(tǒng)參數(shù)繁多，使調(diào)試周期較長(zhǎng)。本文的數(shù)控軋輥車(chē)床，適用于高速鋼、硬質(zhì)合金刀對(duì)鑄鐵件、鋼件及有色金屬件進(jìn)行粗、精加工，本機(jī)床可完成車(chē)削外圓柱表面，外曲線表面車(chē)削端面、切槽、車(chē)錐度或其他特殊加工要求，也可用于軋輥孔型的新開(kāi)和修復(fù)，完成精車(chē)和粗車(chē)。數(shù)控系統(tǒng)為FANUC0i-TF，切削工件最大直徑φ1600mm，切削工件加工長(zhǎng)度6000mm，質(zhì)量40t?？v向滑板箱由FANUC的

α

iF40/3000+FAN伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，縱向滑板箱是一個(gè)液壓自動(dòng)消隙的雙牙棒滑板箱。橫向拖板由滾珠絲杠拖動(dòng)，經(jīng)過(guò)一級(jí)齒輪降速，由FANUC的αiF40/3000+FAN伺服電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。02分析原因由于縱向滑板箱傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)（見(jiàn)圖1）縱向光柵尺的有效測(cè)量長(zhǎng)度為6640mm，影響機(jī)械精度的環(huán)節(jié)較多，例如齒輪、軸承和軸的精度等零件精度，以及安裝精度、間隙等原因，全閉環(huán)時(shí)縱向有時(shí)會(huì)產(chǎn)生明顯振動(dòng)及多種故障報(bào)警。為了分析原因，最終解決問(wèn)題，用激光干涉儀檢測(cè)機(jī)械安裝精度，使機(jī)械安裝精度達(dá)到數(shù)控軋輥機(jī)床的精度要求，優(yōu)化數(shù)控系統(tǒng)的參數(shù)，做好機(jī)床的接地，數(shù)控系統(tǒng)面板、放大器和分離檢測(cè)單元等的接地等，消除干擾總題。用檢測(cè)海德漢光柵尺的儀器檢測(cè)海德漢光柵尺的信號(hào)等。以上工作都做到完全合格后，機(jī)床振動(dòng)及報(bào)警的問(wèn)題仍然得不到解決。此時(shí)將本機(jī)床改為半閉環(huán)，機(jī)床能穩(wěn)定運(yùn)行。圖1雙牙棒滑板箱傳動(dòng)鏈03激活FANUC雙位置反饋功能雙重位置反饋位置控制的框圖如圖2所示。圖2在圖2中，ER1為半閉環(huán)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器，ER2為全閉環(huán)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器。一次遲延系統(tǒng)傳遞函數(shù)＝（1＋ts）-1，所以實(shí)際錯(cuò)誤ER將基于時(shí)間常數(shù)t改變：當(dāng)時(shí)間常數(shù)t＝0時(shí)，實(shí)際錯(cuò)誤ER=ER2（全閉環(huán)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器），當(dāng)時(shí)間常數(shù)t＝∞時(shí)，實(shí)際錯(cuò)誤ER=ER1（半閉環(huán)的錯(cuò)誤計(jì)數(shù)器）。根據(jù)一次遲延時(shí)間常數(shù)項(xiàng)，即可利用半閉環(huán)來(lái)控制過(guò)渡狀態(tài)，利用全閉環(huán)來(lái)控制定位。根據(jù)此原理，也可以將移動(dòng)中的振動(dòng)控制成類(lèi)似半閉環(huán)的方式。參數(shù)設(shè)定如下：2019#7=1時(shí)雙重位置反饋有效。2049為雙重位置反饋?zhàn)畲笳穹ǔＧ闆r下設(shè)為0，設(shè)定值＝0時(shí)，補(bǔ)償不會(huì)被鉗制。當(dāng)設(shè)定了此參數(shù)時(shí)，若超過(guò)此值的誤差發(fā)生在半閉環(huán)位置與全閉環(huán)位置的情形下，補(bǔ)償則被鉗制。因此，應(yīng)設(shè)定為反向間隙補(bǔ)償值和螺距誤差補(bǔ)償值和的2倍左右。如果不能確定此值，設(shè)定0值。2078為雙重位置反饋?zhàn)兓禂?shù)（分子），2079為雙重位置反饋?zhàn)兓禂?shù)（分母）。變換系數(shù)（分子/分母）＝（電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)一圈/檢測(cè)單位）/100萬(wàn)。本機(jī)床Z軸參數(shù)2078/2079設(shè)定為98/32664。2080為雙重位置反饋一次延遲時(shí)間常數(shù)，作為初始值，通常設(shè)定一個(gè)100ms左右的值。如果在加、減速期間出現(xiàn)振蕩，則以50ms為刻度逐漸增大；如果趨于穩(wěn)定，則以20ms為刻度逐漸減小設(shè)定值。若設(shè)為0ms，軸的運(yùn)動(dòng)將與全閉環(huán)相同；若設(shè)為32767ms，軸的運(yùn)動(dòng)將與半閉環(huán)相同。本機(jī)床2080參數(shù)設(shè)為480ms。將以上參數(shù)調(diào)試設(shè)定后，機(jī)床正常穩(wěn)定運(yùn)行。04結(jié)語(yǔ)FANUC0i-TF數(shù)控系統(tǒng)的雙重位置反饋功能，可縮短調(diào)試周期、提高機(jī)床整機(jī)質(zhì)量，現(xiàn)已在3臺(tái)數(shù)控軋輥機(jī)床上得到應(yīng)用，