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新宝机床:机床振动分析一例
栏目:新宝公司新闻 发布时间:2018-12-12 17:53
  用户反映机床运行过程中震动强烈,对使用有明显影响,机床厂商多次检查机械也未能找到问题所在,故由我方工程师协助厂家进行问题诊断。
 
  01解决过程
 
  机床运行状态检查
 
  机床在实际加工过程中震动强烈,站在机床附近,地面有明显的震感,机床床身在加工中会有轻微跳动,客户和机床厂商工程师怀疑为主轴震动引起的机床床身震动。但经现场观察发现,该机床在伺服轴换向时,负载会瞬间增加到 170%左右,同时出现机床的震动。此时进给速度为 5000 mm/min,主轴转速仅为2000 r/min。
 
  02解决过程
 
  主轴状态检查
 
  为排查主轴是否发生异常震动,首先测定主轴频响曲线如下图所示:
  从测试结果来看曲线平缓,没有明显异常,机床厂商工程师也表示主轴部分已经完全重新调试过,机械部分也已经拆除后重新组装。就此判断该震动与主轴关系不大,主要原因还是在于伺服轴的震动。
 
  03解决过程
 
  伺服轴优化调整
 
  首先测试各伺服轴的静态频率响应曲线,发现X轴曲线如下:
 
  从测试结果来看,此前机床设定了不合理的滤波器参数,从而导致频响曲线并不平滑,有可能引起机床震动的可能。
 
  重新调整滤波器,并清除其他异常的伺服参数,测试静态频响曲线如下:
 
  此时再次加工发现机床震动明显减弱,但仍有一定的冲击,我方判断可能与机床加减速过程中的时间常数设定不合理有关。
 
  04解决过程
 
  开启 AICC功能,修改加减速时间常数
 
  在加工过程中发现客户没有开启 AICC 功能,现场开启此功能后再次测试。由于震动产生于伺服轴的启动和换向中,X轴走G01的电流速度曲线如图所示(此时机床插补后加减速时间常数为32):
 
  从上图可以看出,机床存在一定的过冲,从而出现机床震动。将插补后时间常数调整为96后再次测试,结果如下:
 
  此时电流过冲有所减缓,机床运行过程中的震动已经消除。通过以上试验,可以得出结论该机床震动的现象是由于伺服优化不到位、伺服参数设置不合理所致。
 
  总结
 
  引起机床震动的原因是多种多样的,有可能是电机参数设定错误,编码器的干扰,速度环或位置环增益过大,加减速时间过小,存在高频振荡,或者电机本身的结构受损,,机械装配时的不合理,齿轮箱零件精度不够等等,需要具体问题具体分析,将可能的因素一个个排除出来。
 
  
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