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激光切割机切的圆不圆原因分析? 点击：19117 | 回复：48



资深土鳖

    
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发表于：2014-02-07 10:00:14
楼主

大家马年好！


笔者朋友在给某厂家提供运动控制系统(X/Y CNC系统)，也提供调试服务。他们遇到一个问题“激光切割机切的圆不圆”，用低加速度（CNC）是比高加速度切的圆更圆。


这个问题困扰他们一年多，不管是客户内部从事运动控制工作几十年的专家，笔者朋友公司这方面的若干专家、博士都找不出原因。后来偶然机会发现了原因，其实这个原因只要学运动控制的都能想到!为什么这么多人没想到，客户、朋友事后很郁闷，完全没有解决问题的喜悦:(


考考大家：您认为有哪些主要原因导致“激光切割机切的圆不圆”？

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belion

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发表于：2014-02-13 17:16:00
21楼

引用 sany519 的回复内容： 惯量不一样，电机大小也不一样,PI参数必需一致，不一致...

我觉得应该是调节两轴的响应特性（如跟随误差）一致，而非PI参数——两个轴惯量都不一样了，要调到相同的刚性，PI必然不一样。

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ShowMotion

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发表于：2014-02-14 16:10:25
22楼

不考虑非正常因素（例如脉冲干扰、电子齿轮或脉冲当量等设置不对等等）影响激光切割精度的因素排序大致：

1、上位机三轴插补的高速同步性，成熟的系统一般无问题；

2、机械刚性及传动间隙，切割机采用皮带+齿轮+齿条传动的尤其需要注意；

3、伺服驱动位置环增益有一定影响，XY尽量相同，速度环增益基本无影响。

机电一体化往往强调电控部分的性能，实际短板在机械设计、加工工艺上。

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研讨会宣传员_3259

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发表于：2014-02-15 21:52:21
23楼

讨论的挺热闹。XY轴在每个点的加速度和位移大部分都是不同的，所以慢的时候能及时调整过来，开的时候就不太稳定了

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sany519

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发表于：2014-02-17 07:41:57
24楼

楼主什么时候回来公布你的答案啊？

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资深土鳖

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发表于：2014-02-19 13:36:38
25楼

引用 ShowMotion 的回复内容： 不考虑非正常因素（例如脉冲干扰、电子齿轮或脉冲当量等设...

您回答得比较专业

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资深土鳖

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发表于：2014-02-19 13:43:26
26楼

引用 sany519 的回复内容： 惯量不一样，电机大小也不一样,PI参数必需一致，不一致...

你已经想到了，是惯量比不一样，从而导致刚性不一样，低速差别不明显。现在很多搞机械的提供不了准确的惯量，有的甚至对惯量没概念。


当我们换了电机惯量，x/y轴一致，并且从7:1控制到2:1时，x/y轴PID参数差别很小，而且用自动整定PID参数就能可以。而以前调参数用一个上午都不一定调好。

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资深土鳖

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发表于：2014-02-19 13:45:01
27楼

引用 belion 的回复内容： 楼主是想说XY机构惯量不一样么？还有，两轴PI参数不应...

你的回答比较专业，对原理也理解得比较透。

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资深土鳖

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发表于：2014-02-19 13:52:20
28楼

引用 资深土鳖 的回复内容： 引用 sany519 的回复内容： 惯量不一样，电机大...

有问题时，一个惯量比是4:1,一个是7:1.

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sany519

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发表于：2014-02-20 09:15:02
29楼

我们的设计惯量比是1.2：1，加速度1g,这两个指标都达不到，我现在用的惯量比是3:1.

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sany519

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发表于：2014-02-20 09:24:55
30楼

是换电机了么？还是改了机械惯量？

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小中华

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发表于：2014-02-20 16:48:54
31楼

楼主莫装逼···头顶三尺有神马

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qlizhiwei9

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发表于：2014-02-20 17:35:30
32楼

简单的调试问题有什么好卖弄的，之前不圆是怎么样的不圆，不圆也得有个表现吧!根据具体不圆的表现来分析动态跟随不匹配性问题，自然的就能找到原因了！两轴联动走不圆必然是两轴的动态跟随不匹配了，这种不匹配性既然跟速度有关，那还是在控制参数上找找原因吧

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资深土鳖

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33楼

引用 sany519 的回复内容： 是换电机了么？还是改了机械惯量？

换了电机和减速器，把惯量比降低，X/Y拉成一样（此时自动整定两轴的PID参数，结果相差很小）。


国内伪专家还是很普遍的，他们的认知停留在表面上、经验上，不能量化分析（比如不圆，他说不出一个评价标准、测量标准；当前机械的最高加速度、速度、精度，他没有一个合理的数量关系或推理）。


伪专家最常见的问题是学习能力不足，不能用量化分析，而是摆权威去压制别人，宁愿项目失败也不愿意显露自己的无知，这也是很多厂家技术改进困难的原因。


在合作方来说，这导致你的任何合理化建议都难以执行。所以要敢于质疑一切、大胆设想，小心求证，不能轻易相信“专家”拍胸脯。

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依安人

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34楼

运动控制中两轴做插补，特别是小圆，影响的因素很多，机械，传动，驱动，控制，插补算法，楼主应该是下了功夫，一项一项的都认真的做了，值得做控制的学习，这个过程比看到最终精度要有价值！

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笨鳥慢飛

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35楼

為何為你三個雷射控制方式 這就是電控系統與機械結構的匹配有關

第一種 振鏡控制 這是現成產品 沒有匹配的問題 而且速度最快 沒有精度要求 指有美觀的要求

第二是 光學鏡組的運動 你所做的就是這塊 有速度要求 對精度要求不高 因為你對雷射光 本身就很難掌控 你講的切圓不圓 不是對精度的要求 而是對美觀的要求

第三是 工件的運動控制 對精度要求最高

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sany519

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发表于：2014-02-27 08:09:20
36楼

我以为你说的三种方式是：数字方式，模拟方式和数字通讯方式呢。

你提出的第二种方式这个精度也可以控制在5丝以内，激光加工有它的适用领域，不是所有的都要用走丝机来加工，那样效率太低。

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笨鳥慢飛

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发表于：2014-02-27 12:57:28
37楼

第二種加工 機台較大 要高速高精難度是較高 我看到高階的設備多是用空器軸承來做傳動 當然精度速度都較佳

第三種用在晶圓切割設備 當然這速度也很高 精度要求更高 在0.001mm

慣量的影響在"響應及精度" 至於切的圓不圓 慣量所占的原因真的不大 樓主真的有點"瞎子摸象"

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笨鳥慢飛

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发表于：2014-02-27 13:10:18
38楼

想當專家 最好把問題 描述清楚 如圓不圓這就不是量化 還有變因要排除 為何說你太籠統 就是因你講的不清不楚

資深未必技術深 當專家的機率更低

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北京老周_

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发表于：2014-03-12 20:53:12
39楼

引起的问题很多。

1.控制系统

2.执行机构

3.机械

好点的控制系统都会提供循圆调试软件，全闭环方式。 想解决问题，需要从每部分来排除。

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北京老周_

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发表于：2014-03-12 20:57:43
40楼

如完整圆插补，电机运转先正，后会反转（可相逆）。 这样就有个丝杠的反向间隙,这个补偿不当，会有不圆问题。 其它.....

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