初次接触伺服大家不要见笑,现在还在方案确定阶段,还望各位多发表建意。
最近接到个产品。数控滚齿机,先做最简单的只做单头数直齿的
主要的运动有两个,一个是滚刀的转动做切削,另一个是齿坏的相对转动。两个做展成运动。转速比为齿数比
要求滚刀转速3600rpm.齿数大于等于4齿。模数最大为1。
当模数为1。齿数为4时。滚刀做展成运动的速度(即齿坏的线速度)为118.4mm/s
本来是想两个轴都采用伺服电机。上位机算出速度比后。采用速度方式或位置方式单独控制两个电机工作在相应的速度上。
使之保持速比固定,速度基本恒定,相对位置相同。我看了以前的贴子,这样是不是就可以叫同步运动了?
前面有个贴子里说,伺服电流环速度环位置环采样频率分别为 10K 5K 2K 。
如果工作期间负载发生变化(如从空载到切削的过程)瞬时速度肯定要发生变化。假设瞬时速度变化10%(没有依据自己想的)。就算系统一个采样周期就可纠正这种偏差那么最坏的情况就是采样周期起始发生了速度变化,就算我用速度控制方式,那么最快也要经过1/5Ks.即200us系统才能采样到。那两轴做展成运动的偏差是118.4*0.1*0.0002=0.002368。如果纠正的周期更长(速度响应200hz.是不是要25个周期啊?)误差就要更大。
那么要减小这种误差,是不是只能减小速度的变化量,即采用更大的转动惯量伺服电机。而伺服系统上参数的调节并不能从根本上解决这个问题。
先谢谢白老师波恩老师的回贴
情况是这样的。我厂现在做的滚齿机主要是提供给水表和定时器厂的。最大加工模数1个。原设计是瑞士后来被国内的某高校引入并测绘生产。但不知道什么原因后来他们不做了。我们老板就买了他们的图纸回来做。
原设计全是齿轮传动,零部件多加工复杂,所以考虑用电子齿轮。上面只用到5轴2联动。。功能要求不高。只要把模数齿数加工时间等参数输进去,能和原来纯齿轮传动的效果差不多就行。但是由于整机价格低。只有7W多一台。利润不高。所以并没有打算采用专用的数控系统。另外也想锻炼一下,想自己做上位机
第一次面对伺服,已经在工控网上徘徊了10多天了。也看了很多你们以前的回帖和别人的问题。
我还有一个想法,就是采用3相异步电机做为切削机电如果需要调速度再加一个变频器。而工件轴的随动用伺服电机。如果过由空载到切削程中切削轴dω/dt 过大的话。再加一惯性轮来减小dω/dt
还请白老师和波恩老师百忙之中抽点时间提点一二
滚齿机的5轴2联动应该是:
1.齿轮旋转
2.滚刀旋转
这2个运动间存在联动关系,为滚刀与齿轮的啮合运动
3.滚刀与齿轮间的轴向进给,与其它运动可无联动需求,只需根据工艺连续或断续进给
4.滚刀与齿轮间的径向进给,与其它运动可无联动需求,可根据工艺一次到位或逐次到位
这两个运动间有必要存在类似于径向退刀,轴向回位,径向进刀的协调动作,以便在加工循环中有效让刀
5.滚刀与齿轮轴线间的夹角调整,对于普通的直齿和斜齿轮而言,这属于姿态轴,一次调整到位即可。
难点是滚刀与齿轮的啮合运动,不妨以2轴直线插补试试看,其它轴按适当时序,操控动作。
没实操过,单凭想象而已。
波恩老师说的没错。工序就是这样的。他上面有个自动上料装置。上料顶针夹紧----》滚刀和工件转动---》滚刀下刀---》工件轴向进给---》到位后抬刀,滚刀和工件转动停止---》下料再次上料。
第5轴是手动的。一次调整到位的
我也是按直线插补来看的。现在的疑惑我上面也有提到,就是滚刀与齿轮接触瞬间,滚刀转速改变。伺服调节转速到原速度需要N个循环周期(循环周期和采样周期是不是一回事?)。调节驱动器的PID参数可以改变N的数值。时间一定还是要》=1个周期。这个时间里的误差就是不可避免的(?)
还有一个问题,如果上面的想法成立的话,如果我把采样到的误差信号经计算处理后DA给驱动器。那我计算的周期是不是只要比驱动器的循环周期低就可以再低也没有意义呢?。如果是这样为什么很多驱动器还是做到频率很高。标称几百K甚至上M。难道只是为了在位置模式时。相同的转速下可以采用更高分辨率的编码器来获得更高的定位精度?