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理解沖擊控制

  計(jì)算器電路的數(shù)字信號(hào)處理和軟件,鼓勵(lì)搞控制的工程師們實(shí)施更多能力的控制算法,如今包括沖擊控制。如今轧简,“伺服”可定義為使用慣性負(fù)載的位置、速度匾二、加速度和加加速度的負(fù)反饋哮独。

  “Jerk”是加速度對(duì)時(shí)間的變化率。它是加加速度察藐。

  Jerk修整加速度皮璧,使速度平穩(wěn)。臺(tái)階—指令值的陡沿分飞,趨向于引起機(jī)械系統(tǒng)以其固有頻率振動(dòng)(共振)悴务。臺(tái)階越大,這傾向越大譬猫。如果一個(gè)系統(tǒng)讯檐,相對(duì)于對(duì)它要求的性能,沒有足夠的剛性染服,則沖擊控制可以把它的速度角修圓别洪。這可減小激勵(lì)共振的頻率數(shù)值。從而菱拙,加速度系數(shù)可以調(diào)高些敏栽。

  在有較高加速度系數(shù)的條件下,刀具可以用較快的速度通過恒定變化曲率的轉(zhuǎn)角和橫過輪廓团尿,在縱向和橫向加速度的角都修整的情況下瓦轧,轉(zhuǎn)角與橫過輪廓都更平穩(wěn)。因而沖擊控制還是達(dá)到最高性能的另一方面—可用其它性能夾提高控制特性。例如佳绩,在用西門子840D控制系統(tǒng)的情況下腿伟,沖擊控制使用伺服驅(qū)動(dòng)控制器(一種所謂”先進(jìn)位置控制”的裝置),工作更平穩(wěn)舰搜。但是,這些詳情胞仅,像先進(jìn)伺服控制的很多詳情蚪桐,通常應(yīng)該透露給對(duì)快速、平穩(wěn)唁映、精密切除坯料的最終用戶紫侵。

  如果機(jī)械系統(tǒng)剛性很高,那么沖擊控制不太重要蜂大。這里的”剛性”闽铐,意思是該系統(tǒng)有高的,不易被激勵(lì)的固有頻率奶浦。這些術(shù)語都是相對(duì)于設(shè)計(jì)性能而言的兄墅。總之澳叉,在CNC提供沖擊控制的情況下隙咸,一個(gè)剛性較差的系統(tǒng)仍然可以提供很好的穩(wěn)定性。許多大型機(jī)床先天不穩(wěn)定成洗,也即它們?cè)诤艿偷念l率下會(huì)振動(dòng)五督。這些機(jī)床特別難于足夠穩(wěn)定地達(dá)到商業(yè)生產(chǎn)率。沒有沖擊控制和其它補(bǔ)救辦法瓶殃,它們?cè)谝笱h(huán)時(shí)間短充包、精度高、表面光潔度高的今天是不實(shí)用的遥椿。

  通常基矮,安不安裝沖擊控制,是由機(jī)床制造商预旺,在把一個(gè)特定的原理用于諧調(diào)個(gè)別服務(wù)器時(shí)進(jìn)行選擇的棕凉。這就是為什么我們說,在很大程度上浪熙,CNC伺服算法的細(xì)節(jié)應(yīng)該透露給最終用戶桃镐。最終用戶應(yīng)該更關(guān)心的是機(jī)床制造商從控制系統(tǒng)售主得到的,作為一個(gè)整體锨蹄,使機(jī)床最佳化的支持杈鸵。

  在一臺(tái)具有這功能優(yōu)點(diǎn)的機(jī)床上,能看到?jīng)_擊控制在起作用—而且不僅是在轉(zhuǎn)角處。一些人很難理解為什么在切線過渡情況下吠冒,軸會(huì)慢下來紧视。路徑似乎好象它應(yīng)該是連續(xù)的。但是焙恬,在切線過渡中硝荚,發(fā)生曲率變化。這樣的一個(gè)變化琢窗,需要橫向作用加速度的步進(jìn)變化焙蹭。可以想象以高速通過S曲線中心點(diǎn)驅(qū)動(dòng)嫂伞。你首先被拉向一側(cè)孔厉,然后向另一側(cè)。當(dāng)這同樣作用在機(jī)床上時(shí)帖努,似乎要超過機(jī)床制造廠所設(shè)定的極限時(shí)撰豺,CNC會(huì)降低進(jìn)給率,以更適合的加加速度進(jìn)行過渡拼余。


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