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求助：镗床改造——1um精度（老鼠杰利，老刘，老宋请进） 点击：2339 | 回复：25



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发表于：2005-06-02 09:38:00
楼主
现有一镗床改造，已有设备为两套1KW安川伺服，控制XY轴。厂方要求X轴精度达到1um，机械连接为直联加滚珠丝杆（螺距5mm），加工距离为120mm，要求1秒钟走完。我考虑了两套方案： 1、开环，原点信号再加PLC直接发脉冲控制；（曾经有人做过成功了，但运行几个月精度就不行，到了3um，且供应商一直没法解决，不知道什么原因） 2、闭环，在开环基础上多加一个光栅尺为位置反馈。但又有问题，PLC无法接收光栅尺如此高的脉冲信号，即使能接收，PLC的运算速度也不够快，它一个扫描周期内，X轴已经可以走N个um了。 请各位高手帮帮忙。
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阿拉丁

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发表于：2005-06-02 09:52:00
1楼
1um?是什么定位精度还是重复定位精度，不管那种精度，用滚珠丝杠来到，那得要什么精度等级的丝杠！难！ PLC控制伺服+丝杠能做3u，是定位精度么，不可能。
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发表于：2005-06-02 09:57:00
2楼
是重复定位精度。已经做到了，只是用了几个月就精度达不到了，不知道什么原因。
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发表于：2005-06-02 09:58:00
3楼
机器是13年前德国进口的。
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阿拉丁

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发表于：2005-06-02 10:22:00
4楼
你现在用的是什么牌子的滚珠丝杠，运行速度、负载是多少？
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发表于：2005-06-02 10:29:00
5楼
谢谢阿拉丁， 机器的机械部分没动过，包括滚珠丝杆都是13年前的产品。一直运行得不错，后来电气部分故障了，国内没配件，才考虑改造。但原装的带有光栅尺，是海德汉的。因为是13年前的产品，它输出的信号是正弦波信号，和现在的PLC无法匹配。之前有人改过，PLC开环，做到了1um。几个月就不行了。
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刘岩利

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发表于：2005-06-02 12:16:00
6楼
要做到1个微米，光栅尺应该是省不掉了。
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发表于：2005-06-02 12:45:00
7楼
请问斑竹，不知道有什么设备可以接收光栅尺这么高频率的信号？谢谢
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阿拉丁

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发表于：2005-06-02 13:16:00
8楼
如果要改造好的话，PLC有点难度，接收光栅尺高频率的信号很多控制器都可以达到，做全闭环控制，PID的调整会比较麻烦。
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发表于：2005-06-02 13:38:00
9楼
谢谢。问题解决了会通报大家。
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老鼠杰利

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发表于：2005-06-02 15:25:00
10楼
是啊，要做到这个精度，肯定要用光栅了。PLC速度不够，你用控制卡或成套的系统好了。
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沈阳老宋

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11楼
如果只是要求重复定位1um，应该也不是很难，如果是绝对定位精度，那就难拉，关键是机械刚性，机械状态要好，伺服电机分辨率要高，1KW安川伺服是什么型号的？一般应该是850W才对，电机转动惯量一定要很匹配才好。可能的话最好不用直线导轨，开环（应该是半闭环吧）应该也可以解决，我的一个客户就是用半闭环实现的，如果用光栅尺做全闭环，当然更好。
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发表于：2005-06-03 15:22:00
12楼
建议你使用成套的数控系统或者寻找一些德国的驱动器制造商，德国货里有很多能接收正弦反馈信号的伺服驱动器.用伺服驱动器做一个闭环控制即可。这个问题解决起来应该不难，一般如果机械刚度、精度等特性足够好，电气驱动要达到重复定位精度1μ是很easy的事，主要看你对驱动器的参数设定及其功能够不够熟悉。看看你用的驱动器有无反向间隙补偿功能以及连续回零功能。如果有，调整这两种参数也许会有用，你可以试一试。数控系统里面甚至有螺距补偿，个人认为用数控系统会更好些。
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13楼
本人曾经想改造一台铣床，想用光栅尺做成闭环控制，但是有听说光栅尺的自身精度不高，（我选的是广州产）而且显示还会出错。后来我又没有用了，但是现在使用的精度是不高的。
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刘岩利

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14楼
用半闭环的方式做到1微米,对传动部分要求有点高. 光栅尺有很多档次,从一米几万块的到一米千把块的都有,不能整体说精度如何,真要1微米的精度,建议不要指望国货了.
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数控软件

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15楼
如果说是重复定位精度，只和丝杆的间隙，刚性有关，再者看plc的脉冲当量要小和等于1um。
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fuzhongxun

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发表于：2005-06-05 12:30:00
16楼
建议你使用成套的数控系统或者寻找一些德国的驱动器制造商，德国货里有很多能接收正弦反馈信号的伺服驱动器.用伺服驱动器做一个闭环控制即可。这个问题解决起来应该不难，一般如果机械刚度、精度等特性足够好，电气驱动要达到重复定位精度1μ是很easy的事，主要看你对驱动器的参数设定及其功能够不够熟悉。看看你用的驱动器有无反向间隙补偿功能以及连续回零功能。如果有，调整这两种参数也许会有用，你可以试一试。数控系统里面甚至有螺距补偿，个人认为用数控系统会更好些。
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17楼
谢谢大家伙的意见。前几天出差，没来得及看，抱歉了。 我还是打算用西门子s7-200试试，因为以前有个家伙用FX1N就做成了，甚至没用定位模块。虽然几个月后不行了。我想可能程序有问题。机械方面的问题我不太懂，如果有问题，还要向各位请教。如果解决了，也会来通报大家的。 TO 沈阳老宋，我查了，是850W的，17位绝对值编码器，谢谢。
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18楼
我去现场试过了。用S7-200做了一小段程序：到达接近开关后，再反向找伺服输出的Z相信号（绝对原点）。然后再运动给定的一段距离，用千分尺打表。再回原点，再运动。误差在1um内。脉冲当量0.2um。伺服的参数还没仔细调，也许调了以后会更好点。机械刚性应该是不错的，整台机是德国原装进口的。不知调高伺服的速度环和位置环增益对提高误差有没有帮助？还有，因为我的每次移动都是相对于绝对原点，也就是伺服的Z相信号的，不知道丝杆螺距间隙会不会让绝对原点的位置产生偏移？
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刘岩利

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发表于：2005-06-13 15:56:00
19楼
单就定位结果而言，调整增益的作用不大，对于定位过程的影响相对比较大。 这样作半闭环，如果只要单向重复精度，问题不大。如果要绝对精度，补偿表要经常校准
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20楼
我的这个镗床工作情况如下：上料，X前进到位，Y下刀，Y回原点，X下料，X回原点。再重复。不知我的控制方式还有什么要注意的地方？目前的条件是否能达到1um?还有，补偿表是指间隙补偿吗？第一次接触这么高精度的设备，心里没大把握。再次谢谢大家的建议，给我不少启发。
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