„CNC ჩარხების რხევის აღმოფხვრის მეთოდები“
CNC ჩარხები მნიშვნელოვან როლს თამაშობენ თანამედროვე სამრეწველო წარმოებაში. თუმცა, რხევის პრობლემა ხშირად აწუხებთ ოპერატორებსა და მწარმოებლებს. CNC ჩარხების რხევის მიზეზები შედარებით რთულია. მექანიკურ ასპექტში ისეთი მრავალი ფაქტორის გარდა, როგორიცაა მოუხსნელი გადაცემის ნაპრალი, ელასტიური დეფორმაცია და ხახუნის წინააღმდეგობა, სერვო სისტემის შესაბამისი პარამეტრების გავლენაც მნიშვნელოვანი ასპექტია. ახლა, CNC ჩარხების მწარმოებელი დეტალურად წარმოგიდგენთ CNC ჩარხების რხევის აღმოფხვრის მეთოდებს.
I. პოზიციური ციკლის გაძლიერების შემცირება
პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებულის კონტროლერი არის მრავალფუნქციური კონტროლერი, რომელიც გადამწყვეტ როლს ასრულებს CNC ჩარხებში. მას შეუძლია არა მხოლოდ ეფექტურად განახორციელოს პროპორციული მომატება დენის და ძაბვის სიგნალებზე, არამედ არეგულიროს გამომავალი სიგნალის ჩამორჩენის ან წინსვლის პრობლემა. რხევის ხარვეზები ზოგჯერ წარმოიქმნება გამომავალი დენის და ძაბვის ჩამორჩენის ან წინსვლის გამო. ამ დროს, PID შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამომავალი დენის და ძაბვის ფაზის რეგულირებისთვის.
პოზიციური მარყუჟის გაძლიერება CNC ჩარხების მართვის სისტემის ძირითადი პარამეტრია. როდესაც პოზიციური მარყუჟის გაძლიერება ძალიან მაღალია, სისტემა ზედმეტად მგრძნობიარეა პოზიციური შეცდომების მიმართ და მიდრეკილია რხევების გამოწვევისკენ. პოზიციური მარყუჟის გაძლიერებამ შეიძლება შეამციროს სისტემის რეაგირების სიჩქარე და ამით შეამციროს რხევების შესაძლებლობა.
პოზიციური მარყუჟის მოგების რეგულირებისას, ის გონივრულად უნდა დაყენდეს კონკრეტული დაზგის მოდელისა და დამუშავების მოთხოვნების შესაბამისად. ზოგადად, პოზიციური მარყუჟის მოგება შეიძლება თავდაპირველად შემცირდეს შედარებით დაბალ დონემდე, შემდეგ კი თანდათან გაიზარდოს დაზგის მუშაობის დაკვირვებისას, სანამ არ იქნება ნაპოვნი ოპტიმალური მნიშვნელობა, რომელიც დააკმაყოფილებს დამუშავების სიზუსტის მოთხოვნებს და თავიდან აიცილებს რხევას.
პროპორციულ-ინტეგრალ-წარმოებულის კონტროლერი არის მრავალფუნქციური კონტროლერი, რომელიც გადამწყვეტ როლს ასრულებს CNC ჩარხებში. მას შეუძლია არა მხოლოდ ეფექტურად განახორციელოს პროპორციული მომატება დენის და ძაბვის სიგნალებზე, არამედ არეგულიროს გამომავალი სიგნალის ჩამორჩენის ან წინსვლის პრობლემა. რხევის ხარვეზები ზოგჯერ წარმოიქმნება გამომავალი დენის და ძაბვის ჩამორჩენის ან წინსვლის გამო. ამ დროს, PID შეიძლება გამოყენებულ იქნას გამომავალი დენის და ძაბვის ფაზის რეგულირებისთვის.
პოზიციური მარყუჟის გაძლიერება CNC ჩარხების მართვის სისტემის ძირითადი პარამეტრია. როდესაც პოზიციური მარყუჟის გაძლიერება ძალიან მაღალია, სისტემა ზედმეტად მგრძნობიარეა პოზიციური შეცდომების მიმართ და მიდრეკილია რხევების გამოწვევისკენ. პოზიციური მარყუჟის გაძლიერებამ შეიძლება შეამციროს სისტემის რეაგირების სიჩქარე და ამით შეამციროს რხევების შესაძლებლობა.
პოზიციური მარყუჟის მოგების რეგულირებისას, ის გონივრულად უნდა დაყენდეს კონკრეტული დაზგის მოდელისა და დამუშავების მოთხოვნების შესაბამისად. ზოგადად, პოზიციური მარყუჟის მოგება შეიძლება თავდაპირველად შემცირდეს შედარებით დაბალ დონემდე, შემდეგ კი თანდათან გაიზარდოს დაზგის მუშაობის დაკვირვებისას, სანამ არ იქნება ნაპოვნი ოპტიმალური მნიშვნელობა, რომელიც დააკმაყოფილებს დამუშავების სიზუსტის მოთხოვნებს და თავიდან აიცილებს რხევას.
II. დახურული მარყუჟის სერვო სისტემის პარამეტრების რეგულირება
ნახევრად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემა
ზოგიერთი CNC სერვო სისტემა იყენებს ნახევრად დახურული მარყუჟის მოწყობილობებს. ნახევრად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემის რეგულირებისას აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ ლოკალური ნახევრად დახურული მარყუჟის სისტემა არ რხევდეს. რადგან სრულად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემა პარამეტრების რეგულირებას ახორციელებს იმ პირობით, რომ მისი ლოკალური ნახევრად დახურული მარყუჟის სისტემა სტაბილურია, ორივე რეგულირების მეთოდი მსგავსია.
ნახევრად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემა ირიბად აწვდის დაზგის პოზიციის ინფორმაციას ძრავის ბრუნვის კუთხის ან სიჩქარის აღმოჩენით. პარამეტრების რეგულირებისას ყურადღება უნდა მიექცეს შემდეგ ასპექტებს:
(1) სიჩქარის ციკლის პარამეტრები: სიჩქარის ციკლის მოგების და ინტეგრალური დროის მუდმივას პარამეტრები დიდ გავლენას ახდენს სისტემის სტაბილურობასა და რეაგირების სიჩქარეზე. ძალიან მაღალი სიჩქარის ციკლის მოგება გამოიწვევს სისტემის ძალიან სწრაფ რეაგირებას და მიდრეკილია რხევების გენერირებისკენ; ხოლო ძალიან გრძელი ინტეგრალური დროის მუდმივა შეანელებს სისტემის რეაგირებას და გავლენას მოახდენს დამუშავების ეფექტურობაზე.
(2) პოზიციური მარყუჟის პარამეტრები: პოზიციური მარყუჟის გაძლიერებისა და ფილტრის პარამეტრების რეგულირებამ შეიძლება გააუმჯობესოს სისტემის პოზიციური სიზუსტე და სტაბილურობა. პოზიციური მარყუჟის ძალიან მაღალი გაძლიერების შემთხვევაში, რხევა მოხდება, ხოლო ფილტრს შეუძლია გაფილტროს მაღალი სიხშირის ხმაური უკუკავშირის სიგნალში და გააუმჯობესოს სისტემის სტაბილურობა.
სრული დახურული ციკლის სერვო სისტემა
სრულად დახურული ციკლის სერვო სისტემა ახორციელებს პოზიციის ზუსტ კონტროლს დაზგის ფაქტობრივი პოზიციის პირდაპირი აღმოჩენით. სრულად დახურული ციკლის სერვო სისტემის რეგულირებისას, პარამეტრები უფრო ფრთხილად უნდა შეირჩეს სისტემის სტაბილურობისა და სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.
სრული დახურული მარყუჟის სერვო სისტემის პარამეტრების რეგულირება ძირითადად მოიცავს შემდეგ ასპექტებს:
(1) პოზიციური ციკლის გაძლიერება: ნახევრად დახურული ციკლის სისტემის მსგავსად, პოზიციური ციკლის ძალიან მაღალი გაძლიერება გამოიწვევს რხევას. თუმცა, რადგან სრულად დახურული ციკლის სისტემა პოზიციურ შეცდომებს უფრო ზუსტად აფიქსირებს, პოზიციური ციკლის გაძლიერება შეიძლება შედარებით მაღალ დონეზე იყოს დაყენებული სისტემის პოზიციონირების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად.
(2) სიჩქარის ციკლის პარამეტრები: სიჩქარის ციკლის მოგების და ინტეგრალური დროის მუდმივას პარამეტრები უნდა დარეგულირდეს დაზგის დინამიური მახასიათებლებისა და დამუშავების მოთხოვნების შესაბამისად. ზოგადად, სისტემის რეაგირების სიჩქარის გასაუმჯობესებლად სიჩქარის ციკლის მოგების დაყენება შესაძლებელია ნახევრად დახურული ციკლის სისტემასთან შედარებით ოდნავ უფრო მაღალი იყოს.
(3) ფილტრის პარამეტრები: სრულად დახურული ციკლის სისტემა უფრო მგრძნობიარეა უკუკავშირის სიგნალში არსებული ხმაურის მიმართ, ამიტომ ხმაურის გასაფილტრად საჭიროა შესაბამისი ფილტრის პარამეტრების დაყენება. ფილტრის ტიპი და პარამეტრის შერჩევა უნდა მოხდეს კონკრეტული გამოყენების სცენარის მიხედვით.
ნახევრად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემა
ზოგიერთი CNC სერვო სისტემა იყენებს ნახევრად დახურული მარყუჟის მოწყობილობებს. ნახევრად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემის რეგულირებისას აუცილებელია იმის უზრუნველყოფა, რომ ლოკალური ნახევრად დახურული მარყუჟის სისტემა არ რხევდეს. რადგან სრულად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემა პარამეტრების რეგულირებას ახორციელებს იმ პირობით, რომ მისი ლოკალური ნახევრად დახურული მარყუჟის სისტემა სტაბილურია, ორივე რეგულირების მეთოდი მსგავსია.
ნახევრად დახურული მარყუჟის სერვო სისტემა ირიბად აწვდის დაზგის პოზიციის ინფორმაციას ძრავის ბრუნვის კუთხის ან სიჩქარის აღმოჩენით. პარამეტრების რეგულირებისას ყურადღება უნდა მიექცეს შემდეგ ასპექტებს:
(1) სიჩქარის ციკლის პარამეტრები: სიჩქარის ციკლის მოგების და ინტეგრალური დროის მუდმივას პარამეტრები დიდ გავლენას ახდენს სისტემის სტაბილურობასა და რეაგირების სიჩქარეზე. ძალიან მაღალი სიჩქარის ციკლის მოგება გამოიწვევს სისტემის ძალიან სწრაფ რეაგირებას და მიდრეკილია რხევების გენერირებისკენ; ხოლო ძალიან გრძელი ინტეგრალური დროის მუდმივა შეანელებს სისტემის რეაგირებას და გავლენას მოახდენს დამუშავების ეფექტურობაზე.
(2) პოზიციური მარყუჟის პარამეტრები: პოზიციური მარყუჟის გაძლიერებისა და ფილტრის პარამეტრების რეგულირებამ შეიძლება გააუმჯობესოს სისტემის პოზიციური სიზუსტე და სტაბილურობა. პოზიციური მარყუჟის ძალიან მაღალი გაძლიერების შემთხვევაში, რხევა მოხდება, ხოლო ფილტრს შეუძლია გაფილტროს მაღალი სიხშირის ხმაური უკუკავშირის სიგნალში და გააუმჯობესოს სისტემის სტაბილურობა.
სრული დახურული ციკლის სერვო სისტემა
სრულად დახურული ციკლის სერვო სისტემა ახორციელებს პოზიციის ზუსტ კონტროლს დაზგის ფაქტობრივი პოზიციის პირდაპირი აღმოჩენით. სრულად დახურული ციკლის სერვო სისტემის რეგულირებისას, პარამეტრები უფრო ფრთხილად უნდა შეირჩეს სისტემის სტაბილურობისა და სიზუსტის უზრუნველსაყოფად.
სრული დახურული მარყუჟის სერვო სისტემის პარამეტრების რეგულირება ძირითადად მოიცავს შემდეგ ასპექტებს:
(1) პოზიციური ციკლის გაძლიერება: ნახევრად დახურული ციკლის სისტემის მსგავსად, პოზიციური ციკლის ძალიან მაღალი გაძლიერება გამოიწვევს რხევას. თუმცა, რადგან სრულად დახურული ციკლის სისტემა პოზიციურ შეცდომებს უფრო ზუსტად აფიქსირებს, პოზიციური ციკლის გაძლიერება შეიძლება შედარებით მაღალ დონეზე იყოს დაყენებული სისტემის პოზიციონირების სიზუსტის გასაუმჯობესებლად.
(2) სიჩქარის ციკლის პარამეტრები: სიჩქარის ციკლის მოგების და ინტეგრალური დროის მუდმივას პარამეტრები უნდა დარეგულირდეს დაზგის დინამიური მახასიათებლებისა და დამუშავების მოთხოვნების შესაბამისად. ზოგადად, სისტემის რეაგირების სიჩქარის გასაუმჯობესებლად სიჩქარის ციკლის მოგების დაყენება შესაძლებელია ნახევრად დახურული ციკლის სისტემასთან შედარებით ოდნავ უფრო მაღალი იყოს.
(3) ფილტრის პარამეტრები: სრულად დახურული ციკლის სისტემა უფრო მგრძნობიარეა უკუკავშირის სიგნალში არსებული ხმაურის მიმართ, ამიტომ ხმაურის გასაფილტრად საჭიროა შესაბამისი ფილტრის პარამეტრების დაყენება. ფილტრის ტიპი და პარამეტრის შერჩევა უნდა მოხდეს კონკრეტული გამოყენების სცენარის მიხედვით.
III. მაღალი სიხშირის ჩახშობის ფუნქციის გამოყენება
ზემოთ მოყვანილი განხილვა დაბალი სიხშირის რხევის პარამეტრების ოპტიმიზაციის მეთოდს ეხება. ზოგჯერ, CNC ჩარხების CNC სისტემა მექანიკურ ნაწილში გარკვეული რხევის მიზეზების გამო წარმოქმნის მაღალი სიხშირის ჰარმონიკების შემცველ უკუკავშირის სიგნალებს, რაც გამომავალ ბრუნვას არასტაბილურს ხდის და ამით ვიბრაციას წარმოქმნის. ამ მაღალი სიხშირის რხევის სიტუაციისთვის, სიჩქარის მარყუჟს შეიძლება დაემატოს პირველი რიგის დაბალი გამტარობის ფილტრაციის რგოლი, რომელიც ბრუნვის ფილტრია.
ბრუნვის მომენტის ფილტრს შეუძლია ეფექტურად გაფილტროს მაღალი სიხშირის ჰარმონიკები უკუკავშირის სიგნალში, რაც გამომავალ ბრუნვას უფრო სტაბილურს ხდის და ამით ამცირებს ვიბრაციას. ბრუნვის მომენტის ფილტრის პარამეტრების შერჩევისას გასათვალისწინებელია შემდეგი ფაქტორები:
(1) გათიშვის სიხშირე: გათიშვის სიხშირე განსაზღვრავს ფილტრის შესუსტების ხარისხს მაღალი სიხშირის სიგნალების მიმართ. ძალიან დაბალი გათიშვის სიხშირე გავლენას მოახდენს სისტემის რეაგირების სიჩქარეზე, ხოლო ძალიან მაღალი გათიშვის სიხშირე ვერ შეძლებს მაღალი სიხშირის ჰარმონიკების ეფექტურად გაფილტვრას.
(2) ფილტრის ტიპი: ფილტრის გავრცელებული ტიპებია ბატერვორტის ფილტრი, ჩებიშევის ფილტრი და ა.შ. სხვადასხვა ტიპის ფილტრებს აქვთ სხვადასხვა სიხშირული რეაგირების მახასიათებლები და მათი შერჩევა საჭიროა კონკრეტული გამოყენების სცენარის მიხედვით.
(3) ფილტრის თანმიმდევრობა: რაც უფრო მაღალია ფილტრის თანმიმდევრობა, მით უკეთესია მაღალი სიხშირის სიგნალებზე შესუსტების ეფექტი, მაგრამ ამავდროულად, ეს ასევე გაზრდის სისტემის გამოთვლით დატვირთვას. ფილტრის თანმიმდევრობის არჩევისას, სისტემის მუშაობა და გამოთვლითი რესურსები ყოვლისმომცველად უნდა იქნას გათვალისწინებული.
ზემოთ მოყვანილი განხილვა დაბალი სიხშირის რხევის პარამეტრების ოპტიმიზაციის მეთოდს ეხება. ზოგჯერ, CNC ჩარხების CNC სისტემა მექანიკურ ნაწილში გარკვეული რხევის მიზეზების გამო წარმოქმნის მაღალი სიხშირის ჰარმონიკების შემცველ უკუკავშირის სიგნალებს, რაც გამომავალ ბრუნვას არასტაბილურს ხდის და ამით ვიბრაციას წარმოქმნის. ამ მაღალი სიხშირის რხევის სიტუაციისთვის, სიჩქარის მარყუჟს შეიძლება დაემატოს პირველი რიგის დაბალი გამტარობის ფილტრაციის რგოლი, რომელიც ბრუნვის ფილტრია.
ბრუნვის მომენტის ფილტრს შეუძლია ეფექტურად გაფილტროს მაღალი სიხშირის ჰარმონიკები უკუკავშირის სიგნალში, რაც გამომავალ ბრუნვას უფრო სტაბილურს ხდის და ამით ამცირებს ვიბრაციას. ბრუნვის მომენტის ფილტრის პარამეტრების შერჩევისას გასათვალისწინებელია შემდეგი ფაქტორები:
(1) გათიშვის სიხშირე: გათიშვის სიხშირე განსაზღვრავს ფილტრის შესუსტების ხარისხს მაღალი სიხშირის სიგნალების მიმართ. ძალიან დაბალი გათიშვის სიხშირე გავლენას მოახდენს სისტემის რეაგირების სიჩქარეზე, ხოლო ძალიან მაღალი გათიშვის სიხშირე ვერ შეძლებს მაღალი სიხშირის ჰარმონიკების ეფექტურად გაფილტვრას.
(2) ფილტრის ტიპი: ფილტრის გავრცელებული ტიპებია ბატერვორტის ფილტრი, ჩებიშევის ფილტრი და ა.შ. სხვადასხვა ტიპის ფილტრებს აქვთ სხვადასხვა სიხშირული რეაგირების მახასიათებლები და მათი შერჩევა საჭიროა კონკრეტული გამოყენების სცენარის მიხედვით.
(3) ფილტრის თანმიმდევრობა: რაც უფრო მაღალია ფილტრის თანმიმდევრობა, მით უკეთესია მაღალი სიხშირის სიგნალებზე შესუსტების ეფექტი, მაგრამ ამავდროულად, ეს ასევე გაზრდის სისტემის გამოთვლით დატვირთვას. ფილტრის თანმიმდევრობის არჩევისას, სისტემის მუშაობა და გამოთვლითი რესურსები ყოვლისმომცველად უნდა იქნას გათვალისწინებული.
გარდა ამისა, CNC ჩარხების რხევის შემდგომი აღმოსაფხვრელად, ასევე შესაძლებელია შემდეგი ზომების მიღება:
მექანიკური სტრუქტურის ოპტიმიზაცია
შეამოწმეთ დაზგის მექანიკური ნაწილები, როგორიცაა გამტარი რელსები, ტყვიის ხრახნები, საკისრები და ა.შ., რათა დარწმუნდეთ, რომ მათი მონტაჟის სიზუსტე და მორგების კლირენსი აკმაყოფილებს მოთხოვნებს. ძლიერ ცვეთილი ნაწილების შემთხვევაში, დროულად შეცვალეთ ან შეაკეთეთ ისინი. ამავდროულად, გონივრულად დაარეგულირეთ დაზგის საპირწონე და ბალანსი, რათა შემცირდეს მექანიკური ვიბრაციის წარმოქმნა.
კონტროლის სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო უნარის გაუმჯობესება
CNC ჩარხების მართვის სისტემაზე ადვილად მოქმედებს გარე ჩარევა, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური ჩარევა, სიმძლავრის რყევები და ა.შ. მართვის სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო უნარის გასაუმჯობესებლად შესაძლებელია შემდეგი ზომების მიღება:
(1) ელექტრომაგნიტური ჩარევის ზემოქმედების შესამცირებლად გამოიყენეთ დამცავი კაბელები და დამიწების ზომები.
(2) დაამონტაჟეთ დენის ფილტრები დენის წყაროს ძაბვის სტაბილიზაციისთვის.
(3) სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო მუშაობის გასაუმჯობესებლად, კონტროლის სისტემის პროგრამული ალგორითმის ოპტიმიზაცია.
რეგულარული მოვლა და მოვლა
რეგულარულად ჩაატარეთ CNC დაზგების ტექნიკური მომსახურება, გაწმინდეთ დაზგის სხვადასხვა ნაწილი, შეამოწმეთ შეზეთვისა და გაგრილების სისტემების მუშაობის პირობები და დროულად შეცვალეთ ცვეთილი ნაწილები და საპოხი ზეთი. ამან შეიძლება უზრუნველყოს დაზგის სტაბილური მუშაობა და შეამციროს რხევების წარმოქმნა.
მექანიკური სტრუქტურის ოპტიმიზაცია
შეამოწმეთ დაზგის მექანიკური ნაწილები, როგორიცაა გამტარი რელსები, ტყვიის ხრახნები, საკისრები და ა.შ., რათა დარწმუნდეთ, რომ მათი მონტაჟის სიზუსტე და მორგების კლირენსი აკმაყოფილებს მოთხოვნებს. ძლიერ ცვეთილი ნაწილების შემთხვევაში, დროულად შეცვალეთ ან შეაკეთეთ ისინი. ამავდროულად, გონივრულად დაარეგულირეთ დაზგის საპირწონე და ბალანსი, რათა შემცირდეს მექანიკური ვიბრაციის წარმოქმნა.
კონტროლის სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო უნარის გაუმჯობესება
CNC ჩარხების მართვის სისტემაზე ადვილად მოქმედებს გარე ჩარევა, როგორიცაა ელექტრომაგნიტური ჩარევა, სიმძლავრის რყევები და ა.შ. მართვის სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო უნარის გასაუმჯობესებლად შესაძლებელია შემდეგი ზომების მიღება:
(1) ელექტრომაგნიტური ჩარევის ზემოქმედების შესამცირებლად გამოიყენეთ დამცავი კაბელები და დამიწების ზომები.
(2) დაამონტაჟეთ დენის ფილტრები დენის წყაროს ძაბვის სტაბილიზაციისთვის.
(3) სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო მუშაობის გასაუმჯობესებლად, კონტროლის სისტემის პროგრამული ალგორითმის ოპტიმიზაცია.
რეგულარული მოვლა და მოვლა
რეგულარულად ჩაატარეთ CNC დაზგების ტექნიკური მომსახურება, გაწმინდეთ დაზგის სხვადასხვა ნაწილი, შეამოწმეთ შეზეთვისა და გაგრილების სისტემების მუშაობის პირობები და დროულად შეცვალეთ ცვეთილი ნაწილები და საპოხი ზეთი. ამან შეიძლება უზრუნველყოს დაზგის სტაბილური მუშაობა და შეამციროს რხევების წარმოქმნა.
დასკვნის სახით, CNC ჩარხების რხევის აღმოფხვრა მოითხოვს მექანიკური და ელექტრული ფაქტორების ყოვლისმომცველ გათვალისწინებას. სერვო სისტემის პარამეტრების გონივრული რეგულირებით, მაღალი სიხშირის ჩახშობის ფუნქციის გამოყენებით, მექანიკური სტრუქტურის ოპტიმიზაციით, მართვის სისტემის ჩარევის საწინააღმდეგო უნარის გაუმჯობესებით და რეგულარული ტექნიკური მომსახურების შესრულებით, შესაძლებელია რხევის წარმოქმნის ეფექტურად შემცირება და ჩარხების დამუშავების სიზუსტისა და სტაბილურობის გაუმჯობესება.